混凝土抗裂能力的評(píng)價(jià)探討

黃河，馮雁波，楊鵬，孟澳

（中建二局第一建筑工程有限公司，廣東 深圳 518000）

1 引言

混凝土是眾多項(xiàng)目中的關(guān)鍵材料。在實(shí)際的混凝土施工中，混凝土容易受到多種因素的影響，不利于混凝土的功能和安全。所以，為了滿足混凝土的施工要求，混凝土應(yīng)具有較好的抗裂能力，如此可以降低混凝土裂縫的發(fā)生概率，全面提升混凝土的服務(wù)能力，確?；炷恋墓δ芘c安全。基于此，本文對(duì)混凝土抗裂能力進(jìn)行研究，確?；炷恋目沽研阅艿玫奖ＷC，降低各類因素。

2 混凝土抗裂能力的影響因素

混凝土是多種工程項(xiàng)目施工中常用的施工材料?；炷亮芽p會(huì)給混凝土施工帶來影響，不利于混凝土的服務(wù)能力，嚴(yán)重時(shí)，可能造成嚴(yán)重的安全隱患，不利于各類工程的服務(wù)能力。所以為了對(duì)抗裂能力進(jìn)行分析，需要對(duì)抗裂能力的影響因素進(jìn)行分析。

2.1 混凝土的抗拉強(qiáng)度

抗拉強(qiáng)度是影響混凝土抗裂能力的主要因素，所以，為了保證混凝土的安全系數(shù)，需要對(duì)混凝土的抗拉強(qiáng)度進(jìn)行控制。只有混凝土具有較好的抗拉強(qiáng)度，才能避免混凝土出現(xiàn)裂縫問題，從而保證相關(guān)工程的施工質(zhì)量。一般來說，混凝土的抗拉強(qiáng)度越大，混凝土的抗裂能力就越強(qiáng)。

2.2 混凝土的彈性模量

混凝土的彈性模量是指混凝土產(chǎn)生單位變形所需的應(yīng)力，混凝土的彈性模量受到集料本身的彈性模量和的混凝土灰漿率的影響。當(dāng)混凝土的彈性模量越高，混凝土就具有較差的抗裂能力，所以，彈性模量和混凝土的抗裂能力之間，呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)的關(guān)系。

2.3 混凝土的徐變

徐變是指混凝土在持續(xù)荷載的作用下，隨著時(shí)間推移而產(chǎn)生的變形。混凝土徐變與混凝土的溫度、水泥種類、粉煤灰的摻入量甚至是灰漿率等有直接關(guān)系?；炷恋睦煨熳円话阈∮趬嚎s徐變，對(duì)于早齡期的混凝土來說，拉伸徐變是壓縮徐變的0.8倍左右，混凝土才會(huì)具有較好的施工價(jià)值。徐變?cè)龃螅炷恋目沽研阅芫蜁?huì)增加，相反，如果混凝土的徐變變小，抗裂性能就會(huì)降低。

2.4 混凝土的膨脹系數(shù)

混凝土在施工中，膨脹系數(shù)越大，混凝土的溫度變形也就越大，同時(shí)，溫度應(yīng)力也就相對(duì)較大，抗裂能力也就相對(duì)較差，相反，如果膨脹系數(shù)越小，那么混凝土的溫度形變也就相對(duì)較小，溫度應(yīng)力也就相對(duì)較小，所以混凝土的抗裂性能也就相對(duì)較好?；炷恋呐蛎浵禂?shù)與混凝土集料線膨脹系數(shù)有關(guān)系，集料的線膨脹系數(shù)會(huì)隨著集料的巖性發(fā)生變化，其中，石英最大，其次，是砂巖、花崗巖、玄武巖、石灰?guī)r等這些材料，它們的膨脹系數(shù)逐漸減小。一般情況下，混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)，如果水泥用量相對(duì)較多，那么混凝土將具有較大的膨脹系數(shù)，相反集料使用量較多，混凝土的膨脹系數(shù)也就會(huì)相對(duì)較小。

2.5 混凝土的水化溫度

混凝土的水化溫度是混凝土溫變的主要因素，水化溫度升高的混凝土，其穩(wěn)定溫度的差會(huì)相對(duì)較大，產(chǎn)生的溫度應(yīng)力也就相對(duì)較大，混凝土的抗裂性就差，相反抗裂性能也就相對(duì)較好。為了滿足混凝土的施工質(zhì)量，需要對(duì)混凝土的水化溫度進(jìn)行控制，確保水化溫度的合理性，進(jìn)而全面提升混凝土的施工質(zhì)量，降低裂縫問題的發(fā)生概率。

2.6 自身體積變形

自身體積變形是混凝土常見的問題?；炷恋牧W(xué)性能中，強(qiáng)度、彈性模量和徐變等都會(huì)給裂縫產(chǎn)生影響。而且，自身體積變形也會(huì)給裂縫帶來影響，造成自身體積變形變化。收縮型自身體積變形等都會(huì)造成混凝土出現(xiàn)裂隙，進(jìn)而影響混凝土的性能。為了滿足混凝土的施工需求，需要將自身體積變形控制在某一合理的施工范圍，如此，才能提高混凝土的抗裂性能，降低混凝土裂縫的發(fā)生概率。

3 混凝土抗裂能力的分析

結(jié)合混凝土的基本情況，可以發(fā)現(xiàn)，抗裂性能是影響混凝土性能和安全的重要因素。如果混凝土具有較好的抗裂性能，那么混凝土在實(shí)際的施工中，混凝土裂縫發(fā)生的概率就相對(duì)較低。如果抗裂性能差，那么混凝土施工中，相應(yīng)的裂縫問題就比較容易發(fā)生，嚴(yán)重影響混凝土的服務(wù)能力。變形是造成混凝土出現(xiàn)裂縫的重要原因，所以，需要對(duì)混凝土變形的相應(yīng)問題進(jìn)行研究。

混凝土的變形可以分為荷載變形和自由體積變形兩大類?，F(xiàn)結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)這兩類變形進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析，詳細(xì)內(nèi)容分析如下。

3.1 荷載變形

這類變形主要因?yàn)楹奢d作用引起的，荷載引起的變形包括彈性變形和徐變變形兩種。具體可以參考式（1）的相應(yīng)內(nèi)容進(jìn)行分析。

式中，E1為混凝土由荷載引起的變形；RL為用于描述混凝土的抗拉強(qiáng)度；E為混凝土彈性模量；C為混凝土的徐變變形。

3.2 混凝土的自由體積變形

混凝土由于水熱溫度變化的和物理化學(xué)作用所產(chǎn)生的非應(yīng)力變形，被稱為自由體積變形，可以用En描述：

式中，En為自由體積變形，Tr為混凝土水化溫度升高值；a為混凝土線膨脹系數(shù)；G為混凝土由于的物理化學(xué)因素所引起的自由體積變形。

通過對(duì)混凝土變形的研究，混凝土的自由體積變形主要是因?yàn)榛炷恋臏囟茸兓鸬淖冃?。自由體積變形會(huì)造成混凝土抗變形能力下降，不利于混凝土服務(wù)能力，會(huì)造成混凝土的變形能力被抵消，進(jìn)而造成負(fù)抗裂能力的產(chǎn)生。

另外，綜合抗裂變形指數(shù)的基本情況可以發(fā)現(xiàn)，荷載變形和自由體積變形的比值可以用于描述混凝土的綜合抗裂能力，并且可以用字母B描述，用這個(gè)指標(biāo)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)混凝土抗裂能力的描述，詳細(xì)情況參考式（3）。

因?yàn)榛炷恋男阅苤笜?biāo)不相同，所以每一種混凝土都有各自的抗裂變形指標(biāo)，抗裂變形指數(shù)就會(huì)變大，說明混凝土的抗裂性能力就相對(duì)較強(qiáng)。

4 混凝土抗裂能力的評(píng)價(jià)

本文結(jié)合混凝土抗裂能力的基本情況，對(duì)混凝土的抗裂能力進(jìn)行評(píng)價(jià)，全面提升混凝土的服務(wù)能力，確?？沽涯芰Φ玫胶侠淼脑u(píng)價(jià)，降低混凝土的裂縫隱患。

4.1 集料的線膨脹系數(shù)對(duì)混凝土抗裂性能的影響

以混凝土的抗裂性能為研究對(duì)象，對(duì)混凝土的集料的線膨脹系數(shù)和混凝土抗裂性能之間的關(guān)系進(jìn)行研究，確保混凝土在實(shí)際服務(wù)中，具有較好的服務(wù)能力。集料的線膨脹系數(shù)越小，混凝土的抗裂能力也就越強(qiáng)。

以某一具體工程為例，該工程所使用的混凝土抗裂能力較好，為正長(zhǎng)巖和玄武巖人工集料混凝土，主要是因?yàn)榘自茙r人工集料線膨脹系數(shù)大于正長(zhǎng)巖和玄武巖人工集料的線膨脹系數(shù)。該工程所使用的是集料線膨脹系數(shù)較小的正長(zhǎng)巖和少量玄武巖，如此一來，就使得混凝土的抗裂性能有了顯著的提升，使得混凝土的性能得到了保證，全面提升了混凝土的服務(wù)能力，降低了混凝土在后續(xù)施工中，出現(xiàn)明顯的裂縫問題，全面提升施工的質(zhì)量。對(duì)該工程中混凝土的抗裂變形進(jìn)行相應(yīng)計(jì)算，可以得到低線膨脹系數(shù)的人工集料，能夠明顯增強(qiáng)混凝土的抗裂性能。所以，實(shí)際工程建設(shè)過程中，可以使用低線膨脹系數(shù)的人工集料。如此，混凝土的抗裂能力就能得到保證，進(jìn)而明顯降低各類因素給混凝土施工帶來影響，全面提升整體工程的施工質(zhì)量。

4.2 集料自身彈性模量對(duì)混凝土抗裂能力的影響

混凝土集料的自身彈性模量，對(duì)混凝土抗裂性能具有較大影響。為了滿足混凝土的施工質(zhì)量，需要對(duì)混凝土集料的彈性模量進(jìn)行控制，確保集料的彈性模相對(duì)較低，如此才能保證混凝土的抗裂能力相對(duì)較好。在線膨脹系數(shù)一定的前提下，集料的自身彈性模量越低，混凝土的抗裂能力就越強(qiáng)。這是因?yàn)楫?dāng)集料的彈性模量降低，混凝土的彈性模量也相對(duì)較小。另外，集料對(duì)混凝土有一定的約束能力，當(dāng)集料的彈性模量越低，混凝土的徐變變形也就越大，有利于提高混凝土的抗裂能力。因此，本工程選擇低彈性模量的巖石作為混凝土的人工集料，有利于提高混凝土本身的抗裂能力。

5 提高混凝土抗裂能力的措施

5.1 選擇不同種類的巖石作為粗細(xì)人工集料，能提升抗裂能力

人工集料是混凝土中的重要組成部分，直接影響混凝土的服務(wù)能力，所以，為了提升混凝土的功能和安全，需要對(duì)混凝土的人工集料進(jìn)行合理選擇。結(jié)合本工程的實(shí)際情況，選用玄武巖作為粗集料，灰?guī)r作為細(xì)集料，如此，就能滿足混凝土的施工需求，降低各類問題給混凝土帶來的影響。

5.2 合理控制粉煤灰摻量增加

結(jié)合實(shí)際情況發(fā)現(xiàn)，當(dāng)混凝土的強(qiáng)度升高時(shí)，混凝土的抗裂能力會(huì)明顯降低，另外，粉煤灰摻量增加時(shí)，混凝土的抗裂能力會(huì)明顯增加。實(shí)際施工時(shí)，需要結(jié)合這幾部分內(nèi)容，合理地對(duì)混凝土抗裂能力進(jìn)行控制，確保施工質(zhì)量，降低工程的各類裂縫風(fēng)險(xiǎn)，全面提升工程的建設(shè)質(zhì)量。

6 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)混凝土抗裂能力的影響因素進(jìn)行研究，再對(duì)抗裂性能進(jìn)行研究，確保混凝土的整體服務(wù)能力，降低各類隱患給混凝土施工帶來的影響，全面提升混凝土的服務(wù)能力，保證混凝土的功能和價(jià)值，使得混凝土能夠滿足實(shí)際應(yīng)用需求。