干混砂漿開(kāi)裂原因分析

　　與混凝土不同，砂漿通常都是使用在一定的基材上。由于砂漿與基材在性能、初始狀態(tài)和所處環(huán)境等方面的不一致性，必然導(dǎo)致變形的不一致性，而這種變形的不一致性使得它們之間存在著相互作用。另一方面，硬化砂漿具有一定的強(qiáng)度，以及一定的彈性變形性能。因此，能夠松弛一部分應(yīng)力，也具有一定的抵抗外應(yīng)力的能力。砂漿在使用過(guò)程中是否開(kāi)裂取決于砂漿和基材之間由于變形的不一致性而產(chǎn)生的相互作用與砂漿自身抵抗變形能力間的相互關(guān)系。如果前者大于后者，砂漿將開(kāi)裂。反之則不會(huì)開(kāi)裂。

　　1.砂漿與基材變形不一致性分析

　　砂漿與基材變形的不一致性表現(xiàn)在三個(gè)方面：

　　(1)自生體積變形

　　砂漿中的膠凝材料發(fā)生水化反應(yīng)時(shí)通常伴隨著體積變化，特別是以水泥作為膠凝材料的商品砂漿，水泥水化時(shí)通常表現(xiàn)為收縮。而基材通常是一些成熟度較高的材料，在干混砂漿使用時(shí)，這些材料的反應(yīng)已經(jīng)基本結(jié)束，因而不再產(chǎn)生自生體積變形，或者說(shuō)自生體積變形將是非常小的。因此，砂漿與基材的自生體積變形存在著的差異。

　　(2)干縮變形

　　砂漿與基材干縮變形通常有非常大的差異，這種差異歸因于三個(gè)方面：

　　a.干縮變形率不同。由于砂漿與基材是不同的材料，因而它們的干縮變形性能通常是不一樣的。

　　b.初始狀態(tài)不同。所謂初始狀態(tài)不同，是指在干混砂漿使用時(shí)，砂漿與基材的含水狀態(tài)是不同的。在干混砂漿使用時(shí)，基層材料可能是干燥的，或者含有少量的水分。由于所能失去的水較少，因而也將產(chǎn)生較小的干縮變形。換句話說(shuō)，在干混砂漿使用時(shí)，基層材料已經(jīng)發(fā)生一定數(shù)量的干縮變形，剩余的干縮變形量與基層材料的剩余含水量有關(guān)。而砂漿處于完全飽水的狀態(tài)，因而有大量的水可能失去，也就可能產(chǎn)生較大的干縮變形。由于砂漿與基層含水量不同，基層材料還可能從砂漿吸取水分產(chǎn)生濕脹。而砂漿一方面由于水分的蒸發(fā)，另一方面由于基層材料的吸水，大量的水分失去。同時(shí)，由于膠凝材料水化，使得游離水轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)晶水或結(jié)構(gòu)水，產(chǎn)生自干燥作用。這些作用綜合的結(jié)果，砂漿層有可能產(chǎn)生較大的干縮變形。

　　c.環(huán)境不同。一般來(lái)說(shuō)，基層是處于內(nèi)部，而砂漿層是處于外部。即便砂漿層與基層可能的失水量和干縮變形是相同的，但由于所處的位置不同，其干燥過(guò)程也是不同。由于砂漿處于面層，直接與周?chē)h(huán)境接觸，因而對(duì)環(huán)境的變化更為敏感。當(dāng)環(huán)境比較干燥時(shí)，砂漿層首先失去水分產(chǎn)生干縮變形，而基層由于有砂漿層的保護(hù)，因而失水較遲。環(huán)境越干燥，砂漿層越致密，基層材料的初始含水量越少，砂漿層與基層失水速率的差別也就越大，因而所產(chǎn)生的干縮變形差別也就可能越大。從砂漿與基材的接觸面來(lái)看，砂漿層的外側(cè)是一個(gè)含水率低于它的材料，因而砂漿層有失去水分的趨勢(shì)。而基層材料的外側(cè)則是一個(gè)含水率高于它的材料，因而有從外部得到水分的趨勢(shì)。

　　由于上述這些原因，砂漿層與基層所產(chǎn)生的干縮變形是不一致的，而且砂漿層的干縮變形通常比基層的干縮變形大得多。

　　(3)溫度變形。

　　溫度變化也會(huì)導(dǎo)致硬化砂漿和基層材料的變形。材料的溫度變形取決于材料的熱膨脹系數(shù)和溫度差。由于砂漿層和基層通常都是較薄的，它們的溫度一般不會(huì)有較大的差別。但是，由于它們是不同的材料，因而熱膨脹系數(shù)往往是不同的。砂漿層和基層材料熱膨脹系數(shù)的差異也會(huì)引起溫度變形的不一致性。

　　如果基層材料的熱膨脹系數(shù)大于硬化砂漿的熱膨脹系數(shù)時(shí)，在溫度升高過(guò)程中，基層所產(chǎn)生的自由膨脹大于砂漿層所產(chǎn)生的自由膨脹。由于兩者相互作用下，基層處于受壓狀態(tài)，砂漿層處于受拉狀態(tài)。當(dāng)砂漿與基層材料熱膨脹系數(shù)的差異較大，或者溫度變化較大，有可能導(dǎo)致硬化砂漿的開(kāi)裂。

　　如果基層熱膨脹系數(shù)小于硬化砂漿的熱膨脹系數(shù)時(shí)，在溫度升高過(guò)程中，基層所產(chǎn)生的自由膨脹小于砂漿層所產(chǎn)生的自由膨脹。由于兩者相互作用下，基層處于受拉狀態(tài)，砂漿層處于受壓狀態(tài)。在這種情況下，硬化砂漿不會(huì)出現(xiàn)溫度開(kāi)裂。但是，在溫度降低過(guò)程中，基層所產(chǎn)生的自由收縮也小于砂漿層所產(chǎn)生的自由收縮。由于兩者相互作用下，基層則處于受壓狀態(tài)，而砂漿層處于受拉狀態(tài)，這種情況則有可能導(dǎo)致砂漿的溫度開(kāi)裂。

　　由此可以看出，在正常使用環(huán)境下，砂漿與基層之間不可避免地存在著變形差。而這種變形差正是導(dǎo)致砂漿開(kāi)裂的動(dòng)力。

　　2.砂漿與基材相互作用分析

　　由上述分析已知在自然環(huán)境下，砂漿與基層的變形總是不一致的。如果它們之間沒(méi)有相互作用，這時(shí)砂漿的變形為es，而基層的變形為eb。盡管存在著變形差，但沒(méi)有相互作用力。