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混凝土加工浅谈混凝土收缩开裂影响因素

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混凝土加工浅谈混凝土收缩开裂影响因素

发布日期:2017-07-18 17:24 来源:http://www.gzpld.cn 点击:

混凝土加工浅谈混凝土收缩开裂影响因素

混凝土收缩开裂的影响因素非常多,凡是对收缩、徐变、抗拉强度和弹性模量等有影响的因素都会影响混凝土的抗开裂性能。混凝土收缩开裂的影响因素主要有以下几点:

(1)水胶比

混凝土的徐变能力和收缩随着水胶比的降低而降低,但是同时水胶比越低,强度越高,弹性模量越大,应力松弛越小,从而水泥浆和混凝土开裂风险更大;

(2)水泥用量

Carlson通过圆环法试验研究表明,水泥用量越大,水泥浆的应变能力越强。但后来的研究表明水泥用量大并不能改善混凝土的抗开裂性能,因为水泥用量大时会产生较大的温度收缩、干燥收缩和自收缩,这三种收缩的叠加作用远大于应变能力的增大。1995年Bloom和Bentur的研究结果表明,水泥用量越大时,混凝土越容易开裂;

(3)水泥碱含量

Vivian的研究结果表明,水泥的碱含量高于一定值时混凝土的水化物趋向凝胶化而不是晶体化,从而使混凝土的干燥收缩增加,增加了混凝土的开裂风险。Blaine等人的研究表明,水泥的碱含量从0.6%降到0%的过程中,水泥浆的开裂趋势也在明显降低,但是在混凝土的试验中这种影响作用并不明显,这可能是因为混凝土抗开裂性能的影响因素更多更复杂;

(4)水泥细度

Brewer研究表明,水泥比表面积越大,混凝土的抗裂性能越差,这是因为水泥的比表面积越大,水泥早期水化越快,水化累积放热量也越高,会产生更大的温度收缩和自收缩,从而水泥浆和混凝土越容易开裂;

(5)养护

Nevill认为混凝土养护越好,混凝土的徐变性能越差,产生的应力松弛作用越小,而且这种因素的作用要比提高混凝土抗拉强度更明显,会增加混凝土的开裂风险;Bryant认为,混凝土的良好养护是必须的,但是长时间的高湿度养护对混凝土的抗裂性不利;混凝土加工

(6)矿物掺和料

硅灰掺入混凝土中,尽管增加了混凝土的早期强度,细化了孔结构,改善了界面,明显地改善了混凝土的力学性能和耐久性,但同时也增加了混凝土的早期弹性模量和自干燥的程度,降低了混凝土的徐变能力,从而增加了混凝土的开裂趋势。矿粉对收缩的影响存在着较大争议,有研究表明,掺矿渣微粉混凝土的自由收缩值高于基准样;也有研究表明,矿粉掺入对混凝土在早龄期干燥条件下的总的收缩有增加的趋势,而且细度越小收缩增加得越多;有研究结果则显示,矿渣的掺量对干燥收缩的影响并不大,实验结果中所表现出来的影响可能源于矿粉等量取代水泥时,矿粉与水泥密度的差异引起集料实际用量的改变,而且这种有限的影响可以通过调整集料来消除,也可能跟矿粉中石膏含量有关,可以通过调整石膏含量来消除。Tazawa的研究结果显示,对于比表面积超过400m2/kg的矿粉,混凝土的自收缩随其掺量的增加而增大,直至掺量超过75%以后,混凝土的自收缩才开始减小。德国慕尼黑技术大学建筑材料和构件检测研究所发明了一套开裂试验框架试验装置研究混凝土的抗开裂性能,其结果表明掺4%和8%的硅灰将使混凝土的水化热增加15%,并显著增大混凝土的开裂趋势,而且水化热并不是造成混凝土较高开裂风险的主要原因,其主要原因是从14小时龄期产生的收缩,该研究还表明,混凝土中掺入粉煤灰和石灰石可以减小混凝土的开裂风险。粉煤灰对燥收缩的影响研究结果也存在争议。有研究结果认为掺入粉煤灰会减小混凝土的干燥收缩,并且收缩值会随其掺量的增加而减小。有的研究结果显示,掺入粉煤灰的混凝土收缩值为540×10-6~720×10-6,低于纯硅酸盐混凝土,也有高于纯硅酸盐混凝土。也有研究结果表明,水泥用量为400kg/m3时,掺入10~15%的粉煤灰会增加56d的干燥收缩,而水泥用量为500kg/m3时情况则正好相反。

综上所述,混凝土的收缩开裂是非常复杂的现象,影响因素也非常多。而在低水胶比的条件下,粉煤灰、矿粉等矿物掺合料对各种收缩的影响仍然存在着争议,这一方面是因为受到测试仪器和测试方法的制约,另一方面是因为缺乏对低水胶比条件下对混凝土收缩影响规律的系统研究。而且大量的研究并没有深入揭示这些影响规律的根本机理,混凝土加工也就不能从根本上阐释其影响规律。

混凝土加工

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