摘要：高性能混凝土在工程建设中有着极其重要的应用和作用，它是工程建筑质量的重要保障，其耐用性对工程质量有着十分重要的影响和作用。在实际的生产和建设过程中，混凝土的开裂对混凝土的耐用性影响十分显著，也是困扰着混凝土使用和发展的关键问题。所以，对于高性能混凝土的结构性能和其裂缝产生的原因以及其抗裂机理进行分析和研究有着十分重要的意义。因此，本文结合高性能混凝土的结构性能特点，结合高性能混凝土应用的实际情况，对其裂缝产生的原因和抗裂机理进行分析和研究，并提出提升其抗裂性的策略措施，以期能够对提升混凝土的耐用性，促进其发展和应用。
关键词：高性能混凝土；结构性能；抗裂机理；策略措施
随着我国经济社会的迅速发展，我国的建筑、水利等工程建设取得了显著成就。在这个过程中，高性能混凝土得到了广泛的应用和迅速发展。混凝土开裂是混凝土应用中的一个普遍问题，它对混凝土的耐用性会产生很大的影响。故而对高性能混凝土的性能及其抗裂机理探究具有十分重要的意义。根据混凝土的结构性能，可以将其分为宏观、细观和微观这三个层面来对其的抗裂机理进行分析和探究。本文结合高性能混凝土的结构特性，主要针对其细观抗裂机理进行分析和探究，并提出提升高性能混凝土抗裂机理的策略和措施，以提升其抗裂性能，进而促进其应用和发展。
1高性能混凝土的细观结构特征
通常而言，材料的性能是由其结构和组织所决定的。因为，为了对其高性能混凝土进行分析和探究，需要对高性能混凝土的结构特征进行分析和和探究。高性能混凝土的组织结构可分为宏观结构、细观结构和微观结构，人们对高性能的宏观结构较为普遍，对其微观结构的研究则缺乏足够的验证，因此本文选择从高性能混凝土的细观结构看来进行分析和研究。从细观角度而言，我们看到的是水泥水化后的各种水化产物、未水化的水泥颗粒和各种在宏观结构中所看不到的凝胶组织:水灰比越小，未水化的水泥颗粒越多，然而强度却越高。从水泥石结构与强度的关系，可知存在一个最佳孔隙率和最佳水泥结晶度。混凝土的收缩和徐变是由水泥水化产物多少及其形态决定的。在龄期相同的情况下，水泥水化越充分，水化产物越多，则硬化后混凝土的收缩和徐变越大；反之则越小。水泥水化产物的结晶形态越高，收缩徐变越小；反之则越大。从中我们找到了进一步提高混凝土体积稳定性的技术途径[1]。
2高性能混凝土的裂缝分析
从高性能混凝土的细观和微观角度来看，混凝土的裂缝是不可避免的，引起裂缝是高性能混凝土其本身的物理力学性质所决定的。通过研究和实践证明，高性能混凝土的裂缝是可以控制的。通常而言，工业及民用建筑中，高性能混凝土的裂缝宽度小于0.05mm对其对使用（防水、防腐、承重等）是没有危险性的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆混凝土是一种由集料、水泥石、气体、水分等组成的非均质固体材料，裂缝是固体材料的某种不连续现象，从混凝土的结构特征分析，可知混凝土的裂缝主要有以下三种:
（l）粘着裂缝:集料与水泥石的粘接面上的裂缝，主要沿集料周围出现;
（2）水泥石裂缝:水泥浆中的裂缝，出现在集料与集料之间;
（3）集料裂缝:集料本身的裂缝。
在这三种裂缝中，前两种较多，集料裂缝出现较少。混凝土的裂缝主要指粘着裂缝和水泥石裂缝。裂缝的存在，对混凝土的基本性质，比如弹塑性、徐变、各种强度、变形、泊松比、结构刚度、化学反应等产生重要影响。在结构工程中，由于在约束条件下的体积收缩、徐变以及受荷变形等因素混凝土结构构件产生裂缝。
由于混凝土内外温差过大，混凝土随温度下降而发生收缩，导致裂缝生成；温度裂缝表现为内部裂缝和表面裂缝，宽度可1-4mm，严重时上下贯穿;它与混凝土及其各组分的热膨胀系数、内部最高温度和降温速度等因素有关。对于大体积混凝土，裂缝的产生主要是由于温度变化引起的。
混凝土在新拌状态下，拌和物中颗粒间充满水，如养护不足，表面失水速率超过内部水向表面迁移的速率时，毛细管中产生负压，使浆体产生塑性收缩。混凝土凝缩导致集料受压、水泥胶结体受拉，故既可使水泥石与集料结合紧密，又可能使水泥石产生表面裂缝。干燥收缩包含水泥水化引起的自收缩和混凝土随时间的失水引起的收缩（干缩），这是引起有害裂缝（贯通性）的主要原因。冷缩裂缝经常与干燥裂缝相伴发生。混凝土收缩可延续数年，大部分发生在三个月内，在凝结后一个月混凝土的抗拉强度很低，很容易就发生裂缝，此时膨胀剂的适量膨胀可起补偿收缩作用[2]。
3提升高性能混凝土的抗裂性能的策略措施
高性能混凝土不同于普通混凝土，其对于原料及其配比的要求相对较高。从其原料配比着手可以有效对其裂缝进行有效控制。高性能混凝土一般是由水泥、粗细骨料、矿物掺合料以及外加剂等组成。
3.1合理选择水泥原料
对于其水泥的选择，在对高性能混凝土进行配制的实际过程中，可以使用42.0或52.0的硅酸盐水泥或者是普通硅酸盐水泥，以便用最少的水泥量使得高性能混凝土能获得最大强度，也避免因水泥材料的水化放热和内外温差过大而造成开裂现象。
3.2合理选择粗细骨料、控制骨料细度
粗细骨料通常选用石英含量较高、洁净以及颗粒均匀浑圆的中粗沙砾，并保证其细度在2.5-3.0左右，以便提升其与水泥之间的粘着力，进而增强高性能混凝土的强度，避免其细观结构的不合理而产生的裂缝。
3.3适当添加矿物掺合料
矿物掺合料是影响高性能混凝土的极其关键的因素。通过对高性能混凝土中所添加的矿物掺合料的细度、有害成分以及强度活性的合理选择和控制，能有效避免高性能混凝土产生裂缝。比如向高性能混凝土中添加粉煤灰、矿渣以及一些无机复合材料等都可以有效减少高性能混凝土裂缝的产生[3]。
3.4控制高性能混凝土的水灰比
水灰比会对高性能混凝土的强度产生重要影响，从而影响其裂缝的产生。为了提升高性能混凝土的抗裂性能，要尽量降低其水灰比，尽量控制其在40%以内。
小结
结合高性能混凝土的结构特点，通过对高性能混凝土耐用性这一重要性能有着重要影响的裂缝问题进行分析和研究，加深了人们对于高性能混凝土裂变机理的认识，并结合实际情况，通过对高性能混凝土中水泥、粗细骨料、矿物掺合料以及添加剂等组成成分的原料和配比的合理选择和控制能有效提升其抗裂性能，提升高性能混凝土的耐用性，进而促进高性能混凝土的广泛应用和迅速发展。
参考文献
[1]蒋泽中.高性能混凝土性能及抗裂细观机理研究[D].西南交通大学,2015.
[2]曹辉.低温高性能混凝土性能与应用研究[D].中国矿业大学（北京）,2009.
[3]杨波.粉煤灰对高性能混凝土收缩、抗裂性能的影响及机理研究[D].福州大学,2005.
论文作者:尚玉超,牟宗江
论文发表刊物:《防护工程》2017年第32期
论文发表时间:2018/3/19
标签：裂缝论文; 混凝土论文; 高性能混凝土论文; 水泥论文; 结构论文; 水化论文; 机理论文; 《防护工程》2017年第32期论文;