混凝土早期開裂的影響因素與預防措施論文

　　摘 要：混凝土早期開裂問題嚴重影響混凝土結構的耐久性。 本文首先分析了混凝土的開裂原因，在此基礎上探究了影響混凝土早期開裂的因素，最后總結了提高混凝土抗裂性能的措施。

　　關鍵詞：混凝土；開裂原因；影響因素；預防措施

　　各類工程建設均與混凝土密切相關，混凝土以其原材料來源廣泛、能耗較少、易于加工成型、經濟耐用等優點而得到廣泛使用。但是混凝土仍然面臨著一些問題，早期開裂就是其中之一，嚴重影響著結構的耐久性。

　　1、混凝土早期開裂的原因

　　混凝土澆筑初期，水泥水化釋放熱量，導致其溫度上升，發生膨脹變形。水泥水化消耗掉大量水分，致使其內部毛細孔壓力增加，引起較大自收縮變形。在澆筑后期，水泥水化結束，不再產生熱量，混凝土溫度逐漸下降產生收縮變形[1]。因此，混凝土澆筑后存在復雜的變形，這些變形主要包括干燥收縮、自收縮、化學收縮、塑性收縮[2]、溫度變形等。在外部環境約束下，早齡期混凝土變形受到限制，發生開裂的可能性增加。一旦開裂，各種有害物質會侵入混凝土內部，造成其性能劣化加速，耐久性受到影響。

　　2、影響混凝土早期開裂的因素

　　影響混凝土早期開裂的因素主要有兩個，第一是其本身性能，包括彈性模量、抗拉強度、徐變松弛能力、熱膨脹系數[3~4]等。混凝土早期彈性模量較小，受到外部環境約束時，產生較大的應力松弛和徐變，不利于其早期抗裂。混凝土的抗拉強度越大，其抵抗開裂的能力就越強。對于熱膨脹系數小的混凝土，受熱產生的膨脹變形較小，于抗裂有利。

　　第二是外部環境因素，包括混凝土的養護濕度、養護溫度、約束程度等。混凝土養護濕度和養護溫度越高，水泥水化越充分，早期強度發展越快，會抑制其早期開裂。但是養護溫度過高時會使混凝土表面水分大量蒸發，影響水泥水化。在相同條件下，混凝土的受到的約束越強，其開裂的可能性就越大。

　　3、預防混凝土早齡期開裂的措施

　　3.1、選擇合適的骨料

　　骨料的性能對于混凝土的早期抗裂有著顯著的影響。混凝土受熱膨脹時，彈性模量較大的骨料可以抑制變形，減少開裂風險。在溫升階段，熱膨脹系數較小的骨料產生的變形較小，開裂風險較低[5]。骨料的含水量越大，水泥水化越充分，混凝土的抗裂性能越高。

　　3.2、摻入適當的外加劑

　　外加劑的摻入能夠很好的改善混凝土的抗裂性能。在混凝土中加入早強劑可以提高其早期強度，有效抵抗拉力，避免開裂。摻入膨脹劑可以減小混凝土張拉時的拉應力增長速率，延緩開裂時間。此外，內養護劑的加入，能夠在水泥水化時不斷提供水分，提高水泥的水化程度，于抗裂有利。

　　3.3、添加合適的膠凝材料

　　加入合適的膠凝材料能夠有效預防混凝土開裂、例如，在水泥中摻入礦渣能夠降低早期熱效應、減小混凝土的早期拉應力發展速率并且延遲開裂時間。此外，適量的粉煤灰可以降低混凝土的自收縮變形，避免混凝土早期開裂。

　　3.4、采用合理的養護條件

　　合理的養護條件能夠有效抑制混凝土裂縫的出現[6]。例如在恒溫條件下比絕熱溫升條件下養護的混凝土具有更高的抗裂性能。混凝土養護濕度越高，其水泥水化越充分，抗裂性能越強。在合適的溫度下養護，也可以促進水泥的水化，提高混凝土的抗裂性。

　　3.5、加入纖維材料

　　在混凝土中加入一些特殊的材料，能夠顯著提高抗裂性能[7~8]。在混凝土中摻入一些鋼纖維和玄武巖纖維，能有效提高混凝土的抗拉強度降低拉應力發展速率，延遲混凝土裂縫出現。此外，加入聚丙烯纖維能夠提高混凝土的抗拉強度，抑制混凝土的塑性收縮變形，提高混凝土的抗裂能力。

　　4、結 語

　　隨著工程規模的不斷擴大，對混凝土早齡期抗裂性有了更高的要求。因此，需要加強混凝土早期抗裂性能的研究，研發出更多更經濟的抗裂性能優良的混凝土材料，從而更好的保證建筑結構的耐久性。

　　參考文獻

　　[1]張譯文.水化熱引起的大體積混凝土墻應力與開裂研究[J].建材與裝飾，2016，22：38~39.

　　[2]錢 俊.混凝土施工中常見裂縫問題的預防與處理[J].建材與裝飾，2013，30：79~80.

　　[3]張國志，屠柳青，夏衛華.混凝土早期開裂評價指標研究，混凝土[J].2005，187：14~19.

　　[4]蔡躍波，丁建彤，陳 波，石南南，董 波．基于溫度應力試驗機的大壩混凝土抗裂性綜合評價[J].東南大學學報：自然科學，2010，40：171~175.

　　[5]李尊強.大體積混凝土產生裂縫的原因及處理措施[J].建材與裝飾，2012，5：124~125.

　　[6]劉元明.淺析混凝土建筑物裂縫問題的成因及解決對策[J].建材與裝飾，2013，12：61.

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