周勤

【摘 要】商品混凝土较普通混凝土在施工质量、施工成本、施工技术以及其他施工相关方面具有显著的优势，已成为我国建筑行业发展中无法替代的重要组成。但是，由于商品混凝土受配比设计、生产环境以及其他方面因素影响，常出现由于其自身收缩性偏大而造成的裂缝等问题，这严重制约了商品混凝土的推广和应用。本文就是在对商品混凝土收缩机理和类型进行分析的基础上，通过设计试验推导出商品混凝土收缩表达式，并对造成其收缩因素进行分析，提出了相应的预防和控制措施。

【关键词】商品混凝土；收缩性能；检测

随着材料技术和工程技术的不断进步，在建筑领域中出现了商品混凝土替代了原有的施工现场搅拌混凝土。商品混凝土因其具有先进的施工技术、较低的施工成本、施工现场文明、严谨的施工质量控制以及其他方面优势，被广泛的应用于各种建筑工程之中、是国家建設部重点推广项目、已列入建设部“十五”发展规划和2010年十年发展规划，目前我国许多城市都已制定了限制现场搅拌混凝土、这给商品混凝土的发展带来了大好的机遇。但是，受混凝土配方中配比、施工环境、施工工艺等条件影响，商品混凝土普遍存在着收缩性能偏大而导致出现裂缝问题。商品混凝土裂缝问题的出现必可避免，但是如何对其收缩性能进行控制已成为当前建筑行业关注的焦点问题。基于此，研究商品混凝土收缩性能产生机理，分析其产生因素，并采取相应的防控措施具有重要的现实意义和指导作用。

1.商品混凝土收缩性类型和机理分析

所谓的商品混凝土，指的是以水泥、石子、砂子以及水为主要原材料，按照一定配方配比与工艺条件配制而成的一种建筑材料。商品混凝土自问世以来被广泛的应用于建筑工程之中，这是由其自身优异特点决定的，主要表现为：商品混凝土制备过程中降低原材料浪费量，减少污染，提高设备的利用率，既有效的管理和控制了混凝土质量，又对混凝土新技术的推广应用具有积极作用。

但是，受商品混凝土配方自身、配制工艺条件以及其他方面因素影响，其具有一定的收缩变形特点，这是造成商品混凝土裂缝的主要原因。常见的商品混凝土收缩变形类型包括塑性收缩变形、硬化混凝土干燥收缩变形、温度导致的冷缩变形、自生收缩变形以及碳化收缩变形等[1]。

混凝土收缩变形对混凝土质量稳定性具有重要影响，然而在实际研究中发现，混凝土收缩性能是不可避免的，但是是可以预防和控制的。研究混凝土收缩变形应首先对混凝土收缩机理进行分析，较为认可的两种混凝土收缩机理为干燥收缩机理和化学收缩机理。其中，干燥收缩机理指的是混凝土内部水分受温度影响蒸发后，混凝土发生凝结反应，造成混凝土体积收缩；化学收缩机理指的是混凝土内部由于某种化学反应而导致混凝土发生的收缩。

2.混凝土收缩实验及收缩表达式的推算

选用商品混凝土分别制作规格为100*100*515（mm）的收缩构件和规格100*100*100（mm）的强度试块为研究对象，将试块分别放置180d，每隔20d对试块取样在收缩测试仪和强度压力机上进行测试，并记录相应的测试数据。

进行混凝土收缩基本方程式前，应对其相应条件进行设定，诸如选取C40强度等级的混凝土，在20±3℃/90%环境中进行养护处理，固定其他条件，通过改变一个变量，进行试验研究。

以双曲方程式（如式1）为基础，进行混凝土基本收缩方程式回归分析，

ε（t）0= 式1

将混凝土收缩试验按式1进行推算，所得结果如表1所示。

表1 混凝土收缩应变回归分析

结合表1可以看出，不同强度等级的混凝土，其收缩性能不同，强度较高的情况下，混凝土收缩性能相对偏低。按总体回归分析结果对混凝土收缩基本表达式进行取值时，其表达式为式2所示。

ε（t）0=×10 式2

同时，按式2进行混凝土标准收缩值取值，其收缩值和特征曲线分别如表2和图1所示。

表2 混凝土不同龄期下收缩值

图1 混凝土收缩特征曲线

3.商品混凝土收缩因素分析

影响商品混凝土收缩因素诸多，具有代表性的主要有水泥品种及含量、骨料品种及含量、混凝土配比条件、外加剂种类和加入量、养护条件等，下面进行逐一分析[2]：

（1）在水泥品种和用量方面，不同强度标号的水泥品种，其收缩性能不同，通常情况下，水泥中含有的三氧化硫、C3A含量越大、石膏含量越低且细度较细，其收缩性较强。保持水量一定的情况下，水泥加入量减小，混凝土收缩性越小，但其强度降低。

（2）在骨料品种及含量方面，混凝土收缩性主要受骨料类型、含量和弹性模量影响。其中，以石灰岩为主的骨料较轻骨料而言，其收缩性明显降低；骨料中水泥石含量越高，混凝土收缩性越低；骨料弹性模量越高，混凝土收缩程度越低。

（3）在混凝土配比条件方面，主要以混凝土掺水量、水泥加入量、砂率、水灰比以及灰浆率为参考指标。其中，水灰比越高，混凝土收缩性越强；其他条件不变情况下，砂率指数越高，其收缩性越低；此外，加大掺水量、水泥量等，都明显的促进混凝土收缩性能。

（4）在外加剂类型好掺入量方面，混凝土外加剂主要指的是加气剂、早强剂以及减水剂。其中，加气剂以烷基磺酸钠、松香热聚物为主，加气剂的加入有效的降低了混凝土收缩性；早强剂以三乙醇胺和氯盐等为主，早强剂加入越多，混凝土收缩性能越差；减水剂对提高混凝土强度、增强其坍落度以及节约水泥用量方面具有积极作用。

（5）在养护条件方面，混凝土养护过程中主要受养护环境温度、湿度以及覆盖层种类影响。其中，养护环境温度越高，混凝土水分蒸发越慢，其收缩性越低；养护环境湿度越高，混凝土收缩值越低；混凝土覆盖材料不同，其收缩性能不同，这主要是由于覆盖材料可有效的降低温度变化梯度，减少混凝土收缩应力变化。

4.控制混凝土收缩变形措施

针对前期分析影响混凝土收缩变形的因素，针对（下转第141页）（上接第20页）其产生机理，采取相应的预防和控制措施进行混凝土收缩变形改进处理，以保持混凝土强度稳定性。笔者结合自身工作经验，提出了以下几方面防控措施，主要有[3]：

（1）管理和控制混凝土原材料的选用和质量，优化混凝土配方设计。混凝土原材料主要包括胶凝材料、细骨料、粗骨料、减水剂、膨胀剂、掺水量等。其中，在胶凝材料方面，通常选用具有较低水化热的水泥材料，避免温度过高导致水泥早凝问题，水泥加入量应保持适中，且粉煤灰掺入量应在总量？左右最为适宜；在细骨料方面，选用细度模数大于2.6的中、粗砂为宜，且加入量控制在40%左右；在粗骨料方面，碎石为宜；在减水剂选用方面，以缓凝型高效减水剂为宜；在膨胀剂方面，以增韧增强型膨胀剂为宜，且加入量控制在水泥总量的10%左右；在掺水量方面，应控制好水的加入量保持适宜。

（2）控制混凝土浇注环境温湿度，通常浇注混凝土温度应最高低于35℃以下，确保混凝土内部温度低于65℃，且内外温差小于15-20℃。

（3）改进和完善混凝土施工工艺技术，严格按照施工设计要求进行施工。混凝土施工主要包括混凝土配制过程、搅拌过程、运输过程、浇注与捣实过程、支模过程以及后期养护过程。应充分借鉴国外先进设备技术，通过长期积累的施工经验，对整个混凝土施工过程进行优化，以提高施工质量，降低商品混凝土收缩变形。

5.结束语

总而言之，商品混凝土因其独特的优势广泛的应用于当代建筑工程领域，混凝土收缩变形严重制约了其发展和推广，应结合混凝土收缩机理，掌握影响其收缩变形因素，采取相应的预防控制措施，降低商品混凝土收缩变形，确保其质量稳定性。 [科]

【参考文献】

[1]李晓斌.混凝土收缩成因及裂缝控制研究[D].重庆大学工程硕士学位论文，2003，11.

[2]郭胤昶.商品混凝土收缩裂缝形成的机理研究[D].西南交通大学硕士毕业生论文，2007，12.

[3]吕艳艳，刘立新等.商品混凝土收缩性能的试验研究[J].郑州大学学报（第25卷），2004，09，（03）：65-68.