影響商品混凝土收縮變形的主要因素及其綜合控製措施研究
建築與工程
作者：崔玉梅
【摘 要】商品混凝土要求流動性大，導致配合比中水泥和細骨料比例偏大、粗骨料比例偏小以及部分外加劑的摻入使得其收縮偏大，較普通混凝土更易出現裂縫。據統計，混凝土結構裂縫中，非荷載裂縫約占70%，而其中收縮引起的裂縫更是約占80%，因此，收縮裂縫的控製問題也將成為國內外研究工作的重點之一。
【關鍵詞】商品混凝土；結構裂縫；溫度應力；混凝土配合比；養護條件；收縮變形
0 引言
商品混凝土生產將混凝土的小生產方式的變成集中的專業化的生產係統，以商品的形式向用戶供應混凝土，並將混凝土的攪拌、運輸和布料（或布料由用戶自己完成）三個工序緊密的結合在一起，給混凝土工程施工帶來一些根本性的變革。
1 影響普通混凝土收縮因素分析
1.1 水泥品種及用量
水泥品種對混凝土收縮較大。對純熟料水泥，水泥淨漿收縮主要取決於C3A、SO3、石膏的含量及水泥細度等。一般來說，C3A含量大、細度較細的水泥收縮較大，石膏含量不足的水泥也具有較大的收縮，而水泥中的SO3一般來講，混凝土強度越高，水泥用量就越大，單方用水量和水膠比也減小。隨著水膠比的增加收縮應變越來越小，在用水量一定的條件下，混凝土收縮隨水泥用量的增加而增大，可見降低水泥的用量是控製收縮的一個措施，但水泥用量又影響著混凝土的強度，兩者是矛盾的，關鍵在於找到合理的水泥用量，在保證強度的前提下盡量減少水泥的用量。
1.2 骨料品種及含量
骨料是影響混凝土幹縮的主要因素之一。這裏主要指骨料的種類、含量及彈性模量。
在普通骨料範圍內，混凝土幹縮變化比很大。根據有關資料，砂岩骨料混凝土的幹縮最大，石灰岩和石英岩骨料的幹縮都較小。天然普通骨料本身一般是不收縮的，但有些粗粒岩石和其他一些岩石收縮可達900×10-6。輕骨料通常導致較高的收縮，這是由於骨料彈性模量低及吸水率大，對水泥漿固有收縮的抑製作用減弱所致。
混凝土中發生收縮的主要組分是水泥石，因此減小水泥石的相對含量，也就是增加骨料相對含量，可以減小混凝土幹縮。另一方麵，骨料對水泥石收縮有限製作用，所以骨料含量對混凝土收縮有很大的影響。
骨料的彈性性質決定抑製水泥石收縮的程度。例如，鋼骨料混凝土的收縮比普通骨料混凝土的低1/3，而膨脹頁岩骨料混凝土的收縮比普通骨料混凝土的高l/3。混凝土收縮明顯地隨骨料彈性模量增大而減小。
1.3 混凝土配合比
根據國內外大量試驗研究資料和實際工程例子，混凝土的配合比是影響其收縮的最關鍵的因素之一。在原材料一定的情況下，混凝土配合比對幹縮有很大的影響，這裏主要指單位用水量、單位水泥用量、水灰比、砂率及灰漿率等參數。
混凝土幹縮隨用水量的增加而加大，但幅度不及水灰比對幹縮的影響。砂率對混凝土收縮有一定的影響，在配合比相同的條件下，隨著砂率的增大而增大，但加大的幅度較小。而用水量低的貧混凝土、碾壓混凝土，砂率低的幹硬性混凝土，一般收縮都比較小。
總之，混凝土幹縮隨單位用水量、水泥用量及水灰比的增加而加大。
1.4 外加劑種類和摻量
混凝土添加劑用量大的主要有減水劑、引氣劑及早強劑，它們對混凝土收縮的影響。
1.5 養護條件
養護條件對混凝土的收縮影響非常明顯。這裏的條件主要指的是空氣相對濕度、溫度、覆蓋層的類型等。本次試驗的三種養護條件主要意在模擬溫濕度變化對商品混凝土收縮的影響。
空氣相對濕度對混凝土的收縮影響很大，空氣相對濕度越低，混凝土收縮值越大，這是顯而易見的，本次試驗也得到了同樣的結論。據有關資料顯示：混凝土收縮隨空氣相對濕度的增加而減小，直至相對濕度100%時表現為濕脹。同時，混凝土收縮的絕對值遠遠大於在水中的膨脹值。
空氣溫度的升高將導致混凝土幹縮增大。混凝土長期處於日曬或陰涼狀態，其收縮是不同的，長期處於日曬狀態下的混凝土比陰涼狀態下的要大得多。
混凝土表麵使用各種覆蓋物和塗料，可以減小混凝土中的溫度梯度，從而降低收縮應力，混凝土收縮也相應減小。實踐證明：用薄膜覆蓋加灑水可使混凝土收縮比日曬狀態下明顯減小。
2 商品混凝土收縮裂縫綜合控製措施
2.1 選材配合比設計方麵
2.1.1 膠凝材料
宜采用水化熱較低的水泥，不宜采用早強水泥，以降低早期溫升。每立方米混凝土中水泥用量不應過多。為了降低混凝土的水化溫度和改善混凝土拌合物的工作性能，應摻加適量的粉煤灰等摻合物，粉煤灰至少應符合II級灰的要求，盡可能采用I級灰，因為I級灰微珠多，可降低用水量，改善混凝土流動性，粉煤灰摻量一般為膠凝材料總量的20-25%。