混凝土配合比及結(jié)構(gòu)早期裂縫防治探究

沈文英

（溧陽市建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站，213300）

混凝土是由固、液、氣組合而成的非均質(zhì)復(fù)合材料，在成型后隨著溫度、濕度等環(huán)境條件的影響下會(huì)形成肉眼看不到的微裂縫?；炷僚浜媳?，是混凝土中水泥、水、粗細(xì)骨料及摻和料、外加劑之間的比例關(guān)系。混凝土配合比設(shè)計(jì)過程一般分為三個(gè)階段，即初步計(jì)算、試拌調(diào)整和確定。通過這一系列的工作，從而選擇混凝土各組分的最佳配合比例?；炷恋呐浜媳仍O(shè)計(jì)在兼顧技術(shù)經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)應(yīng)滿足抗彎強(qiáng)度、工作性、耐久性三項(xiàng)指標(biāo)要求；符合《城鎮(zhèn)道路施工與驗(yàn)收規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定。

1 混凝土配合比設(shè)計(jì)

根據(jù)《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定，并按統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)得出的變異系數(shù)、試驗(yàn)樣本的標(biāo)準(zhǔn)差，保證率系數(shù)確定配制 28d 彎拉強(qiáng)度值。不同攤鋪方式混凝土最佳工作性范圍及最大用水量、混凝土含氣量、混凝土最大水灰比和最小單位水泥用量應(yīng)符合規(guī)范要求，嚴(yán)寒地區(qū)路面混凝土抗凍等級(jí)不宜小于 F250，寒冷地區(qū)不宜小于 F200?；炷镣饧觿┑氖褂脩?yīng)符合：高溫施工時(shí)，混凝土拌合物的初凝時(shí)間不得小于 3h，低溫施工時(shí)，終凝時(shí)間不得大于 10h；外加劑的摻量應(yīng)由混凝土試配試驗(yàn)確定；當(dāng)引氣劑與減水劑或高效減水劑等外加劑復(fù)配在同一水溶液中時(shí)，不得發(fā)生絮凝現(xiàn)象。

2 混凝土配合比參數(shù)的計(jì)算

應(yīng)符合的要求有：（1）水灰比的確定應(yīng)按《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，并在滿足彎拉強(qiáng)度計(jì)算值和耐久性兩者要求的水灰比中取小值。（2）應(yīng)根據(jù)砂的細(xì)度模數(shù)和粗骨料種類按設(shè)計(jì)規(guī)范查表確定砂率。（3）根據(jù)粗骨料種類和適宜的坍落度，，按規(guī)范的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算單位用水量，并取計(jì)算值和滿足工作性要求的最大單位用水量兩者中的小值。（4）根據(jù)水灰比計(jì)算確定單位水泥用量，并取計(jì)算值與滿足耐久性要求的最小單位水泥用量中的大值。（5）可按密度法或體積法計(jì)算砂石料用量。（6）必要時(shí)可采用正交試驗(yàn)法進(jìn)行配合比優(yōu)選。

按照以上方法確定的普通混凝土配合比、鋼纖維混凝土配合比應(yīng)在試驗(yàn)室內(nèi)經(jīng)試配檢驗(yàn)彎拉強(qiáng)度、坍落度、含氣量等配合比設(shè)計(jì)的各項(xiàng)指標(biāo)，從而依據(jù)結(jié)果進(jìn)行調(diào)整，并經(jīng)試驗(yàn)段的驗(yàn)證。

3 混凝土早期裂縫問題分析

早期是從澆筑混凝土開始至水泥放熱基本結(jié)束，一般約30 天。這個(gè)階段的兩個(gè)特征，一是水泥放出大量的水化熱；二是混凝土彈性模量的急劇變化。由于彈性模量的變化，這一時(shí)期在混凝土內(nèi)形成殘余應(yīng)力。

混凝土建筑物的裂縫問題，是混凝土工程中帶有一定普遍性的問題，混凝土結(jié)構(gòu)從澆注后開始，時(shí)刻存在著開裂的傾向?；炷两Y(jié)構(gòu)體表面或內(nèi)部產(chǎn)生的裂縫將對(duì)結(jié)構(gòu)承載力、防水性以及抗凍性、抗鋼筋銹蝕性、抗化學(xué)侵蝕性等耐久性能產(chǎn)生嚴(yán)重的危害。裂縫的出現(xiàn)，不但影響美觀，而且還嚴(yán)重影響建筑物的使用壽命，隨時(shí)都有可能威脅到人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全。通過長期的理論研究與實(shí)踐，積累了有關(guān)裂縫控制的許多經(jīng)驗(yàn)，但近年來，隨著水泥工業(yè)和混凝土技術(shù)的發(fā)展，混凝土工程中卻出現(xiàn)早期開裂的新現(xiàn)象。所謂早期裂縫是指混凝土和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在使用荷載作用前，甚至在拆模后就出現(xiàn)的裂縫。

4 混凝土早期裂縫的預(yù)防

建議：(1)合理確定混凝土的強(qiáng)度等級(jí)。水泥用量越大，含水率越高，坍落度越大，收縮越大。(2)適當(dāng)?shù)丶訌?qiáng)構(gòu)造配筋，合理地選用鋼筋直徑和間距。在溫度不太高及應(yīng)力低于屈服極限的條件下，鋼筋的各項(xiàng)性能是穩(wěn)定的。鋼筋的線脹系數(shù)與混凝土線脹系數(shù)相差很小，在溫度變化時(shí)兩者間只發(fā)生很小的內(nèi)應(yīng)力。由于鋼筋的彈性模量為混凝土彈性模量的7-l5 倍，當(dāng)混凝土應(yīng)力達(dá)到抗拉強(qiáng)度而開裂時(shí)，鋼筋的應(yīng)力將不超過 100-200N／mm。。因此，在混凝土中想要利用鋼筋來阻止細(xì)小裂縫的出現(xiàn)很困難。但加筋后結(jié)構(gòu)內(nèi)的裂縫一般就變得數(shù)目多，間距小，寬度與深度較小了。故選用直徑細(xì)而間距密的配筋方案，能較好的提高混凝土的抗裂性。(3)確定裂縫的控制寬度。確定各種混凝土的允許裂縫寬度后，根據(jù)其裂縫寬度要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，也是控制混凝土裂縫的有效措施之一。(4)降低結(jié)構(gòu)約束，做好抗與放的良好結(jié)合，包括設(shè)置后澆帶、施工縫及滑動(dòng)層等。

為保證混凝土工程質(zhì)量，防止開裂，提高混凝土的耐久性，正確使用外加劑也是減少開裂的措施之一。(1)混凝土中存在大量毛細(xì)孔道，水蒸發(fā)后毛細(xì)管中產(chǎn)生毛細(xì)管張力，使混凝土干縮變形。增大毛細(xì)孔徑可降低毛細(xì)管表面張力，但會(huì)使混凝土強(qiáng)度降低。這個(gè)表面張力理論早在20世紀(jì)60年代就已被國際上所確認(rèn)。(2)水灰比是影響混凝土收縮的重要因素，使用減水防裂劑可使混凝土用水量減少25%。(3)水泥用量也是混凝土收縮率的重要因素，摻加減水防裂劑的混凝土在保持混凝土強(qiáng)度的條件下可減少15%的水泥用量，其體積用增加骨料用量來補(bǔ)充。(4)減水防裂劑可以改善水泥漿的稠度，減少混凝土泌水，減少沉縮變形。(5)提高水泥漿與骨料的粘結(jié)力，從而提高混凝土抗裂性能。(6)混凝土在收縮時(shí)受到約束產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力大于混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)裂縫就會(huì)產(chǎn)生。減水防裂劑可有效地提高混凝土抗拉強(qiáng)度，大幅度提高混凝土的抗裂性能。

最后只得說一下的是，實(shí)踐證明，混凝土常見的裂縫，大多數(shù)是不同深度的表面裂縫，其主要原因是溫度梯度造成溫度驟增，也容易形成裂縫。因此說混凝土的保溫對(duì)防止表面早期裂縫尤其重要。

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