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地坪混凝土收縮開裂的幾大原因及預防措施
在地坪混凝土施工過程中，困擾施工商的最大問題估計就是裂縫了，其中包括混凝土的收縮導致的各樣裂縫。下面我們就混凝土收縮開裂的幾大原因和預防措施進行分析和闡述。
一、 混凝土收縮的幾大原因
引起混凝土收縮的外在因素可分為兩類：溫度作用與濕度作用。溫度作用引起的早期收縮包括水化熱與晝夜溫差引起的溫降收縮。濕度作用引起的早期收縮包括塑性收縮、干燥收縮與自收縮。
1、水化熱引起的溫度收縮
溫度收縮主要是混凝土在水泥水化放熱出現(xiàn)溫峰后的降溫過程中產(chǎn)生的。水泥在早期水化過程中將放出大量的熱，一般每克水泥可放出502J熱量，在絕對條件下，每45kg水泥水化將產(chǎn)生5~8℃絕熱溫升。在沒有緩凝劑的條件下，通常在開始的12h左右出現(xiàn)溫度峰值。隨后，由于水化放緩放熱減小,在與外界環(huán)境熱交換下溫度開始下降。由于混凝土內(nèi)、外散熱條件的不一致，表層混凝土溫度降低得快，沿混凝土截面出現(xiàn)溫度梯度，使得溫降過程中出現(xiàn)收縮沿截面的不一致，從而導致表層混凝土受拉，當拉應力超過混凝土抗拉強度時產(chǎn)生溫度裂縫。
2、晝夜溫差引起的溫度收縮
晝夜溫差也會引起相應的溫度變形。如對于混凝土板,在早晨太陽的照射下，表層混凝土的溫度顯著升高，其膨脹受到底層混凝土的限制而使表層拱起；在白天，隨著全截面溫度趨于相同，變形表現(xiàn)為自由伸長；而夜晚，隨著表層溫度的開始降低，又出現(xiàn)表層彎起的現(xiàn)象。因此對于新澆筑的混凝土，晝夜溫差大時極易出現(xiàn)早期的這類溫度裂縫。
3、塑性收縮
塑性收縮發(fā)生在混凝土終凝前的塑性階段，通常在澆筑后4~15h 左右出現(xiàn)，絕大部分發(fā)生在初凝前的流塑性階段。這一階段水泥水化反應激烈，分子鏈逐漸形成，出現(xiàn)泌水、水分急劇蒸發(fā)以及骨料與漿體的不均勻沉降等現(xiàn)象。因此，塑性收縮又可以細分為失水凝縮、化學減縮、沉降收縮三類。
? 失水凝縮是新拌混凝土水化過程中因泌水等因素水分從混凝土內(nèi)部向外遷移，并在表面迅速蒸發(fā)造成的，多發(fā)生在干熱與刮風天氣中；
? 化學減縮在此特指早期塑性階段表現(xiàn)出的由于水化反應前后生成物的平均密度比反應物小而產(chǎn)生的體系宏觀體積的收縮；
? 沉降收縮是混凝土在澆搗后各組成材料發(fā)生不均勻沉落，出現(xiàn)分層離析，粗骨料下沉，水泥凈漿上浮，當受到鋼筋等阻擋時使混凝土相互分離造成開裂的現(xiàn)象。
相對而言塑性收縮造成的早期裂縫較為容易處理，即通常在施工中振搗充分且做好養(yǎng)護是可以避免這類收縮裂縫的，一旦出現(xiàn)，采用二次抹壓或二次澆灌層加以平整即可，不會影響后期的結(jié)構(gòu)耐久性能。
4、干燥收縮
干燥收縮通常是混凝土停止養(yǎng)護后，在不飽和的空氣中失去內(nèi)部毛細孔和凝膠孔的吸附水而發(fā)生的不可逆收縮，隨著相對濕度的降低，水泥漿體的干縮增大。干縮機理與水泥漿體內(nèi)部孔隙有關，水泥水化的結(jié)果是生成水化硅酸鈣及在內(nèi)部形成大量被水填充的微細孔(>5nm的毛細孔與0.5~2.5nm的凝膠孔)，這些微細孔中儲存有水化未消耗的多余水分?；炷粮稍锏臅r候，混凝土表層水的蒸發(fā)速度可能超過混凝土向外泌水的速度，因此，表層的水面降低，并隨著蒸發(fā)的繼續(xù)，水分的失去從表層逐漸向混凝土內(nèi)部不斷發(fā)展，毛細孔與凝膠孔中的吸附水相繼失去。這些微細孔內(nèi)水分的失去將在孔中產(chǎn)生毛細管負壓，并促使氣液彎月面的形成，從而對孔壁(也即水化硅酸鈣凝膠骨架) 產(chǎn)生拉應力，造成水泥漿體收縮。
5、自收縮
混凝土的自收縮是指混凝土在沒有與周圍環(huán)境發(fā)生濕度交換的情況下由于混凝土的自干燥引起的體積變化。所謂自干燥是指在水泥水化過程中由于沒有外界水供應或外界水通過毛細孔遷移到體系內(nèi)部的速度小于水化耗水的速度時，水化所需的水分將從毛細孔中吸收，于是在毛細孔中形成氣液彎月面，同時水化反應絕對體積的減小將以在內(nèi)部形成微細孔的形式得到補償。而毛細孔水的降低使混凝土內(nèi)部飽和蒸氣壓也隨之降低，即相對濕度將降低，但毛細孔水的減少并沒有使水泥石的質(zhì)量發(fā)生損失，這一現(xiàn)象被稱為自干燥?？梢娮愿稍飳τ谧允湛s的作用機理與干燥收縮在本質(zhì)上是一致的，即都與失水造成的毛細孔壓力有關系，所不同的是兩者的失水方式不同。
二、 混凝土收縮裂縫的預防措施
收縮開裂出現(xiàn)于混凝土澆筑后數(shù)小時內(nèi)，通常在表面收光前。這類開裂發(fā)生在混凝土尚處于塑性狀態(tài)時，其原因是混凝土表面收縮引起的。
典型的塑性收縮裂縫
1， 混凝土收縮裂縫的原因：
1.1環(huán)境和施工因素
n 施工環(huán)境和施工條件：風速大于10km/hr，相對濕度較低，環(huán)境溫度和（或）混凝土溫度較高等。
n 養(yǎng)護不正確、不及時、不徹底：養(yǎng)護是避免出現(xiàn)收縮開裂的最為簡單有效的手段，正確、及時、徹底的養(yǎng)護是唯一能避免出現(xiàn)收縮開裂的辦法。
n 表面抹平和收光的工具和工藝：如果抹平和收光的工具和工藝正確，則可以避免并修復開裂。反之，可能會加劇收縮開裂的嚴重程度。
n 氣候寒冷或基層溫度較低，會影響到混凝土的固化時間，從而加大出現(xiàn)塑性收縮開裂的風險。
1.2 混凝土本身因素
n 硅酸鹽水泥的用量和種類會影響到泌水及內(nèi)部溫度，因此也會影響到塑性收縮開裂出現(xiàn)的幾率和嚴重程度。
n 礦物外摻料--如粉煤灰、硅粉等，在提高混凝土密實度的同時，也降低了泌水率，因此此類混凝土更易發(fā)生塑性收縮開裂。
n 外加劑的種類和用量，比如緩凝劑延緩了混凝土的固化時間，因此加大了出現(xiàn)塑性收縮開裂的風險。
n 水灰比過高也會延緩混凝土的固化時間，從而加大出現(xiàn)塑性收縮開裂的風險。
2， 預防措施
塑性收縮開裂往往是多因素所致，而不是單一因素造成的。但控制混凝土表面水分的蒸發(fā)速度是避免塑性收縮開裂的重要手段。對于普通硅酸鹽混凝土來說，要控制表面蒸發(fā)量小于1kg/m2/hr。但對于摻加了超細礦物外摻料的混凝土，要根據(jù)混凝土的配合比和具體情況，盡量降低表面蒸發(fā)速度?？晒﹨⒖嫉恼舭l(fā)量包括750g/m2/hr，500g/m2/hr，250g/m2/hr等。
控制混凝土表面水分蒸發(fā)速度是避免出現(xiàn)塑性收縮開裂的重要手段?？刂普舭l(fā)速度的措施包括：
1，正確、及時、徹底地對混凝土進行養(yǎng)護；
2，設置臨時的擋風墻，避免混凝土表面直接受到風吹；
3，設置遮陽棚，避免陽光直射混凝土表面；
4，在混凝土表面噴灑保濕劑；
5，在混凝土表面噴水霧；
6，用保濕膜覆蓋混凝土表面等；
其他措施還包括：
1，預濕潤模板；
2，通過用涼水和加入碎冰塊降低混凝土的溫度；
3，在混凝土中摻入適量的纖維；
需要注意的是，保濕劑通常是用一份有效成分加9分水配置而成，含水較多，因此一定要在混凝土表面收光后再使用。否則保濕劑中的水分進入混凝土表面，會改變表面混凝土的水灰比，對混凝土的耐久性產(chǎn)生負面的影響。
噴水霧時也要謹慎，防止混凝土表面積水，這樣也會改變表層混凝土的水灰比。
另外，要防止直接向混凝土表面噴水，這樣有可能破壞混凝土表面。
直接向表面噴水可能會導致嚴重的塑性收縮開裂：如果養(yǎng)護水溫度比混凝土表面溫度低較多，噴在混凝土表面，會使表面發(fā)生劇烈收縮，導致出現(xiàn)龜紋狀開裂。
任何預防措施都不能取代“正確、及時、徹底的養(yǎng)護”。正確、及時、徹底的養(yǎng)護是避免出現(xiàn)塑性收縮開裂最簡單、最有效的手段，即使混凝土或施工環(huán)境存在先天不足，養(yǎng)護都可以糾正這些不足，即使不能徹底消除塑性收縮開裂，至少可以大大減輕塑性收縮開裂的嚴重程度。