混凝土開裂后,其性能與原狀混凝土性能相差很大,尤其是對耐久性的影響更大,而混凝土滲透反過來又會加速和促使混凝土的進一步惡化,嚴重影響結構的長期安全和耐久運行。因此,探討裂縫產生的原因和防止裂縫的出現就顯得格外重要。混凝土產生裂縫風險的原因很多,歸納起來主要包括3類:結構設計不合理引起的裂縫;混凝土自身性能(力學、變形及熱學性能)引起的裂縫;外部環境因素和約束條件引起的裂縫。防止混凝土產生裂縫的措施如下。
混凝土原材料的選擇
(1)摻和料的選擇。為更好地改善混凝土的抗裂性能,在混凝土的摻和料中優先選用i級或ⅱ級粉煤灰。如果使用硅灰作為摻和料,其摻量不宜大于3%。
(2)水泥的選擇。應選擇既能保證產品質量穩定、又具有大批生產能力的大型水泥廠生產的水泥。其品種優先選擇的順序是低堿水泥、硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥。對于不同用途、不同環境所使用的水泥,應根據設計要求決定。
(3)外加劑的選擇。外加劑的選擇與氣溫的高低、場地的遠近及混凝土運用的地方等有關系。選擇的外加劑要與水泥的化學性能相適應,如選擇多種外加劑時,要看各種外加劑之間的化學性能是否相匹配。
(4)細骨料的選擇。混凝土中細骨料的選擇即為砂的選擇,要選擇泥量、泥塊含量符合要求及顆粒級配良好的細骨料。當細骨料級配較差時,應用幾種粒徑不同的細骨料進行顆粒級配,從而達到良好的級配效果。對于抗裂要求較高的混凝土,宜選取含泥量小于1.5%、含泥塊量小于0.5%的中砂。
(5)粗骨料的選擇。即碎石等骨料的選擇,要根據設計要求決定。無論選擇何種骨料,都應選擇粒形好、空隙率小、針片狀含量少、級配良好的粗骨料。
(6)在混凝土中摻入一定量的纖維和(或)阻裂的有機聚合物,可提高混凝土的抗裂性能。
配合比參數的選擇
(1)水泥用量。在配置混凝土時,宜盡量降低水泥用量,只要其滿足混凝土設計強度即可。
(2)水灰比。水灰比應適當,宜小于0.55。如采取特殊的措施,水灰比可另行調整。
(3)砂率。砂率的控制在混凝土施工過程中是一個重要的技術指標,砂率過小,流動性不夠;砂率過大,會發生離析現象。配制混凝土時,在滿足混凝土工作要求前提下宜降低砂率。
(4)摻和料。在混凝土中宜加入i級或ⅱ級粉煤灰,其加入量為水泥用量的20%以上,這樣可改善混凝土的抗裂性能。
(5)坍落度。坍落度的控制也是混凝土施工過程中的一個重要技術指標,坍落度過大,容易流出澆筑,但也會因為混凝土產生離析和泌水現象而導致混凝土表面產生裂縫,所以在滿足施工要求的條件下,宜采用較小的坍落度。
混凝土的施工
混凝土配制前,應先將混凝土原材料進行試驗,并根據試驗結果配制出所需混凝土強度的施工配合比;混凝土攪拌前,要將混凝土原材料根據施工配合比進行過磅計量,并根據現場原材料的含水率大小做適當的調整;混凝土攪拌時應保證混凝土的攪拌時間,控制好混凝土的水灰比;混凝土配制好后其坍落度不宜過大,特別注意的是嚴禁在攪拌機以外二次加水攪拌。