(1)水泥
水泥的种类不同,在混凝土结构中产生的收缩值及强度值也不同,产生的裂缝大小也不同。一般来说快硬水泥、矿渣水泥混凝土收缩值较高,火山灰水泥混凝土收缩值较低。水泥强度等级越高,单位体积用量越大,细度越大,混凝土收缩值越大,且发生收缩的时间也越长。水泥品种采用不当时,极易导致混凝土的开裂。
为了减少混凝土裂缝的出现:①避免使用收缩量较大的水泥,如矿渣水泥。②选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥,无特殊要求时,不宜选用早强水泥、含碱量较大的水泥。大体积混凝土,则宜采用中低热硅酸盐水泥,③在满足施工要求时,采用低水灰比和低水泥用量。混凝土的收缩随水灰比的增大而增加,如水灰比0.6的混凝土比水灰比为0.4的收缩值增加约40%;砂浆和水泥浆的收缩约比混凝土增加2~5倍。④尽量避免使用细度过细的水泥,水泥中的细颗粒过多,粗颗粒减少一方面水化快收缩大,水化收缩量越大,引起混凝土的自干燥收缩的几率增大;另一方面粗颗粒的减少,使未水化的起到微集料作用未水化的粗颗粒减少,降低了水泥浆体体积稳定性,也影响到混凝土强度的持续长期增长。
骨料对混凝土质量的影响主要反应在骨料级配、含泥量以及骨料种类三方面。当骨料级配不满足要求时,粒形差,粗骨料针片状含量越大,混凝土的收缩量会增大,导致裂缝产生。骨料含泥量过大时,表面的泥粉影响水泥石与骨料间的粘结强度,弱化界面结构,降低混凝土的抗裂能力。骨料的种类不同对混凝土收缩也有很大的差异,细骨料对混凝土收缩的影响从大到小排列的顺序是:河砂>陆砂>海砂>山砂;不同的粗骨料对混凝土干缩的影响从大到小排列的顺序是:山碎石>河砾石>石灰石碎石。
混凝土公司对粗细骨料应严格把关,并应遵循以下原则:①采用续级配良好、粒形较好及含泥量低的骨料。②砂率不宜过高,砂石的吸水率低,以利于降低收缩。③用严格控制骨料中MgO、CaO等活性成分的含量,预防碱骨料反应)导致混凝土产生整体性开裂,对混凝土结构安全造成损坏。
(3)外加剂
外加剂种类繁多,性能各异。缓凝剂可以抑制水泥水化,保持坍落度损失,推迟混凝土水化热峰值的出现,减小温度应力所引起的裂缝。减水剂具有减水和和增塑作用,在保持混凝土坍落度和水胶比不变的条件下,降低混凝土用水量,进而降低水泥用量,降低温升,减少温度引起的收缩。
但在实际应用过程中,如果外加剂掺量、品种选择不当或施工工序不当,将会对混凝土质量产生影响。例如,膨胀剂就会使混凝土产生微膨胀,对混凝土的收缩起到一定补偿作用,但膨胀剂作用时需要吸收水分,在水灰比过低(小于0.4)时尤其严重。因此,在使用膨胀剂的混凝土,在浇筑完成后,应及时采取保温保湿,防止裂缝的发生。混凝剂在大体积混凝土中可以延迟水化,推迟温升峰值的出现,但在板面结构中使用缓凝剂应注意,板面结构与外界接触面积大,如果保湿不好,水分散失快,缓凝剂的过量使用会使混凝土长期处于塑性阶段,增加混凝土的开裂风险。减水剂可以在用水量不变的情况下,大幅度提高混凝土拌合物的坍落度,但掺量过大会造成混凝土离析、泌水,破坏混凝土的匀质性,造成混凝土凝结过程中收缩差异,增加开裂的几率。
(4)掺合料
矿物掺合料已经成为混凝土的重要组分,常用的矿物掺合料有粉煤灰、矿渣粉、硅粉及沸石粉等,其中粉煤灰最为常用。质量优良的粉煤灰具有一定减水作用,可以改善混凝土拌合物的工作性,降低混凝土内部温升,减少温升裂缝。粉煤灰的微集料效应和二次水化在一定程度上可以抑制混凝土的后期收缩;硅灰比表面积较大,收缩较大;矿渣粉在低掺量时,不利于混凝土温升的降低。在使用矿物掺合料时,应熟悉各种掺合料的特性,避免盲目使用。