高性能混凝土早期开裂规律及防治策略的探讨

袁 芬 郑 龙 芦向晶 曹鹤磊

（宁夏新丰益节能科技有限公司，宁夏银川750000）

伴随着科学技术的不断发展，以及建筑工程的需要，高性能混凝土被广泛应用于建筑工程之中，取得了良好的应用效果。虽然高性能混凝土与常规混凝土相比，优势十分显著，但由于高性能混凝土水胶比相对较低，且早期收缩较大，致使混凝土在硬化期间容易产生裂缝，继而对工程质量造成不利影响。因此，对高性能混凝土早期开裂规律及防治策略进行探讨，其意义十分重大。

1 高性能混凝土早期开裂规律

某建筑企业在宁夏地区建设了一个混凝土工程，由于受到当地环境的影响，本工程需要采用高性能混凝土进行施工，本次施工配置混凝土的原材料都为宁夏本地生产的材料。为确保混凝土的强度性能和工程建设质量，并对混凝土早期开裂规律进行把握，本文进行了以下方面的研究。

1.1 水灰比对混凝土早期开裂的影响

随着水灰比的不断增加，高性能混凝土早期开裂的时间会逐渐延迟，开裂的尺寸也会不断缩小，究其原因，主要是水灰比与混凝土中的自由水量呈正比关系，简言之，水灰比越大，自由水量越多，而自由水量的不断增加，则会降低混凝土结构的密度，这样一来，就会为混凝土由内向外移动提供了充足的蒸发水分，从而会延迟混凝土表面开裂的时间。

1.2 掺加硅灰对混凝土早期开裂的影响

据查阅相关资料可知，在风吹条件相同的情况下，掺加硅灰的混凝土，其开裂时间要早于未掺加硅灰的混凝土，并且开裂的严重程度也远高于未掺加硅灰的混凝土[1]。而在室内温度相同的条件下，掺加硅灰的混凝土，其开裂的时间，同样早于未掺加硅灰的混凝土。并且，随着硅灰掺加比例的不断增加，混凝土开裂的时间会越来越短，但开裂程度却不会发生改变。

1.3 掺粉煤灰对混凝土早期开裂的影响

据有关资料证明，在相同的风吹条件下，在高性能混凝土中掺加粉煤灰，可以延迟混凝土早期开裂的时间，裂缝贯穿于整个混凝土的时间也随之延长。究其原因，主要是增加粉煤灰，可以降低混凝土的早期水化程度。粉煤灰的掺加可以在一定程度上抑制混凝土的干燥收缩。但是在室温相同的条件下，未掺加粉煤灰的混凝土，并未出现开裂，而掺加粉煤灰的混凝土在24 小时内就会出现裂缝。其原因在于，虽然粉煤灰具有一定的物理的填充作用，将其应用于混凝土结构之中，可以提高混凝土结构的致密性，且保水性能较好，但因为混凝土内部水分的迁移速度与水分蒸发速度相比，依然存在差距，从而导致掺加粉煤灰的混凝土在室温条件下，其表面依然十分干燥，继而会出现一些缝隙。

2 高性能混凝土早期开裂的防治策略

2.1 科学选择原材料，合理设计配合比

骨料对于防止混凝土抑制收缩十分重要，尤其是粗骨料的作用更为显著，但不同类型的粗骨料，其抑制收缩的能力也存在差异，一般情况下，石灰岩会优于安山岩，而安山岩则好于砂岩，如果使用者具备相应的条件，应尽量选择石灰岩作为骨料[2]。在进行水泥选择的过程中，不宜选用收缩较大的水泥类型，例如：早强型水泥、矿渣水泥和铝酸盐水泥等，与此同时，尽量选择中等标号的水泥，最好选择粉煤灰作为掺加料。

在满足施工要求的前提下，不应过度使用水泥，尽量提高混凝土的水胶比，合理配置骨料、使砂率降低都能在一定程度上降低混凝土的收缩率，用合掺的硅灰和粉煤灰取代一定量的水泥，也可以对混凝土早期开裂进行防治。

2.2 纤维和减缩剂的应用

在混凝土适当添加一些纤维，可以防治混凝土早期开裂，适合添加至混凝土中的纤维包括聚丙烯纤维、钢纤维、碳纤维以及玻璃纤维，这些纤维的添加，不仅可以使混凝土强度得到提升，还能对混凝土收缩进行抑制。降低水溶液张力是减缩剂的主要作用，随着水溶液张力的降低，混凝土收缩程度会随之减少。

为进一步验证对纤维和减缩剂防治混凝土早期开裂的效果，有关学者进行了相关试验，试验结果表明，普通混凝土在浇筑完成后的8 小时内发生了开裂，而48 小时后，开裂程度十分严重，然后趋于平稳。而掺入聚丙乙烯纤维的混凝土，仅在1 天后出现了2 条非常细小的裂缝，且并无新的裂缝出现。而掺加碳纤维和减缩剂的混凝土，自始至终也没有出现裂缝。

2.3 在施工过程中对混凝土早期开裂进行控制

为了实现对高性能混凝土早期开裂的有效防治，在工程项目施工过程中，应该对混凝土结构进行优化设计，通过伸缩缝预留等施工方法的使用，避免混凝土受到过大的束缚。同时，还要对混凝土内外部温差过大而导致的温度裂缝进行考虑，通过加热和预冷措施的合理使用，促使混凝土内外部温度保持在一个相对稳定的状态，这样一来就可以避免温度裂缝的出现。此外，内部循环水冷却、分层浇筑施工、覆盖塑料薄膜、及时养护、保持混凝土湿度，也是防治高性能混凝土早期开裂的有效措施。例如：在进行大体积混凝土浇筑施工时，由于混凝土体积较大，水化热量较高，如果采用普通的浇筑方式，会导致混凝土水化热量无法散发，致使混凝土出现开裂。而分层浇筑方法的采用，则可以有效解决这一问题，通过将一个完整的混凝土分为几个部分进行浇筑，可以让混凝土水化热量充分散发，有利于避免温度裂缝的出现。

3 结语

综上所述，混凝土作为建筑工程中最主要的施工材料，其质量的高低会对工程质量造成直接的影响。为此，建筑领域应该对高性能混凝土早期开裂规律进行把握，采取有效的防治措施，才能避免混凝土开裂问题的发生。