商品混凝土非荷載裂縫淺析
2005-05-21 00:00
[摘要]在對國內商品混凝土性能分析的基礎上， 分析了商品混凝土非荷載裂縫的產生原因， 并針對各種不同的裂縫產生原因提出了相應的措施。
[關鍵詞]混凝土 非荷載裂縫 收縮
1 現代混凝土的發展概況
商品混凝土又稱為預拌混凝土， 是指集中制作后再以商品形式供應用戶的混凝土。目前，商品混凝土以其進度快、質量好、勞力省、消耗低、技術先進、現場文明等諸多優點， 已成為城市建設業不可缺少的組成部分，越來越受到人們的歡迎。
1．1 商品混凝土的優越性
商品混凝土生產是將分散的小生產方式的混凝土生產變成集中的專業化的混凝土生產系統， 再以
商品的形式向用戶供應混凝土，將混凝土的攪拌、運輸和布料，個工序緊密地結合在一起，其優越性歸納起來有以下幾點：
a) 提高設備利用率；
b) 減少污染，節約用料；
c) 有利于質量控制；
d) 有利于新技術的推廣；
e) 商品混凝土的質量穩定，有利于推廣新的施工工藝。
1．2 混凝土技術的進展及其影響
在混凝土一百多年的發展歷程中， 現代混凝土正向著高強、高流動性、高耐久性的方向發展。 工程中商品混凝土的大量應用，使得混凝土的水灰比、水泥用量、 外加劑等方面均較以往現場攪拌的普通混凝土有了較大的變化，具體表現為以下幾個方面：
1．2．1 商品混凝土的單位用水量
混凝土中的用水量越大， 則混凝土的收縮也越大，從而也大大地增加了現澆樓板開裂的可能性。
1．2．2 水泥
商品混凝土中水泥較以往普通混凝土的變化，主要表現在水泥細度和水泥的用量兩個方面。受混凝土早期強度發展快可以給業主和承包商帶來明顯的利益所驅使， 水泥生產商將水泥產品中的硅酸三鈣含量不斷提高，粉磨也不斷增大。上述的變化，增大了混凝土的水灰比，水灰比大的混凝土碳化要比水灰比小的混凝土迅速，對海水。凍融與耐久性也不如后者、隨著混凝土強度設計等級的提高， 促使混凝土單位水泥用量迅速增長， 混凝土中水泥及細粉含量的增加，使得其收縮有擴大的趨勢；與此同時，水泥的水化熱較高， 也使得混凝土拌合物的澆筑溫度過高，水化反應過快，為早期的溫度收縮裂縫的出現創造了條件。
1．2．3 骨料質量
商品混凝土中砂的細度較細，表面積較大，需要更多的水泥等膠凝材料包裹， 由此帶來水泥用量和
用水量的增加，隨之混凝土中孔隙和毛細孔增多，使混凝土的收縮加大，增大了裂縫產生的機會。為提高混凝土的泵送性， 商品混凝土常采用較小粒徑的骨料， 同時骨料的顆粒級配較差， 用量較小， 使得生產混凝土時需要較多的細骨料和膠凝材料來填充，所以水泥用量和用水量也較大，從而使混凝土的收縮也相應增大。
1．2．4 坍落度
實際施工中，商品混凝土的坍落度一般在10cm以上，在一些郵電高層建筑施工中，坍落度甚至可達到17～18cm，造成混凝土在硬化過程中，由于水分蒸發和膠凝體失水后引起干縮量加大， 使得產生裂縫的概率也加大。
1．2．5 外加劑
混凝土外加劑在商品混凝土中的廣泛應用，已使其成為混凝土中必不可少的第五組分。混凝土外
加劑的特點是品種多%摻量小，在改善新拌和硬化混凝土性能中起著重要的作用；但是，如果混凝土中外加劑的摻量不恰當，配制的水灰比（或水膠比）較低，會顯著增加混凝土早期的自生收縮。
1．2．6 摻合料
摻合料是現代混凝土中必不可少的第六組分。當混凝土中摻入活性粉料（粉煤灰）時，可以提高其工作性，降低水化熱（摻水泥用量的15％，降低水化熱的15％左右），因此，粉煤灰在商品混凝土中得到了廣泛地應用， 但同時應當注意到摻加粉煤灰的混凝土早期抗拉強度及早期極限拉伸有少量的降低（約10～20％），從而增加了商品混凝土開裂的可能性。
2 混凝土結構中的非荷載裂縫
混凝土結構是我國工程結構中最常見、應用最廣泛的結構形式之一。 但由于混凝土結構自身組成材料的弱點（抗拉強度較低），在使用條件下容易出現裂縫，這里所說的裂縫是指肉眼可見的宏觀裂縫，而不是微觀裂縫，其寬度應在0.05mm以上。
混凝土結構中常見的裂縫可分為兩類， 一類是由于結構承受荷載產生的裂縫， 這類裂縫是結構在荷載作用下在某些部位產生的拉應力超過了材料的抗拉強度而引起的，又稱為“荷載裂縫”；另一類是由于混凝土材料的收縮變形、 溫度變化以及混凝土內鋼筋銹蝕等原因引起的裂縫，又稱為“非荷載裂縫”。目前，國內外對因荷載作用引起的“荷載裂縫”進行了較深入地研究，建立了相關的理論和控制標準，而對因其他原因引起的“非荷載裂縫”則主要是在設計和施工中規定了一些構造措施來防止和減輕， 尚未建立起有效的計算理論和控制措施，因此，本文將混凝土結構中的“非荷載裂縫”作為主要的研究對象來加以分析。
2．1 非荷載裂縫的分類
2．1．1 混凝土硬化以前新拌混凝土的塑性裂縫
出現塑性裂縫的主要原因有：
a）新拌混凝土在可塑狀態下凝結收縮而產生的塑性收縮裂縫；
b）可塑狀態下新拌混凝土，其組成材料因受力下沉不均勻或下沉受阻而產生的塑性沉降裂縫；