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混凝土百年不裂的秘诀竟然这么简单!

一、控制混凝土原材料质量

混凝土原材料的质量对混凝土性能有着十分重要的影响,制备收缩抗裂混凝土所用原材料的性能必须满足其相关标准的质量要求。水泥对混凝土收缩影响较大,应选用低碱性、比表面积较小(300~350m2/kg)、C3A含量低的水泥;选用优质活性掺合料,采用粉煤灰和矿粉双掺;骨料的质量对混凝土抗裂性有较大影响,应控制含泥量和泥块含量,选用级配良好的中粗砂和连续级配、空隙率小的石子;选用减水率高收缩率比小的高性能减水剂。

二、优化混凝土配合比参数

混凝土配合比参数对混凝土的抗裂性影响很大,为提高混凝土体积稳定性,在混凝土配合比设计时应遵循抗裂混凝土的配合比设计法则:即低水泥用量、低用水量、适当水灰比、最大骨料堆积密度,还有活性掺合料和高效减水剂的双掺等。在保证满足设计和施工要求工作性的条件下,尽可能提高混凝土中粗骨料含量,降低砂率和减少浆体的含量,同时控制其混凝土流动性和均匀性。

三、混凝土其他抗裂措施

1、纤维的作用

目前,我国研究和工程中广泛应用的纤维主要是碳纤维、玻璃纤维、聚丙烯纤维和钢纤维。纤维在土木工程材料中有增强增韧阻裂作用,向普通混凝土中掺入纤维,可以阻碍混凝土早期体积收缩,抵抗混凝土内部产生微裂缝的能力,提高抗裂性能。纤维的抗裂机理主要是防止裂缝的扩展以及阻止裂缝与裂缝之间的贯通而起作用的,其临界间距值10mm。掺加多种纤维的混凝土抗裂性能优于掺加单一品种纤维的混凝土。聚丙烯腈纤维对混凝土早期塑性收缩开裂具有良好的阻裂效果,当纤维掺量较低时(体积分数<2%),其阻裂效果随着纤维掺量的增加而增强;混杂纤维的抗裂效果最佳;试验对比发现:混凝土中掺加0.1%聚丙烯腈纤维和0.5%钢纤维时,抗裂效果最好。由于普通纤维掺量较高时易团聚,新型的XF型聚丙烯纤维掺入混凝土来提高混凝土抗裂性能,能有效抑制由于混凝土塑性收缩、温湿度变化等引起的裂纹的形成及发展。新型的XF型聚丙烯纤维在混凝土中分散很容易,且纤维分散后不会再次团聚。

2、膨胀剂和减水剂的作用

膨胀剂和减水剂的作用不可一概而论,这是一把双刃剑。试验发现当粉煤灰掺量小于30%,掺适量硫铝酸钙—氧化钙类膨胀剂能够提高混凝土抗裂性能,但粉煤灰掺量较高时,同样的措施会使混凝土抗裂性能变差。钙矾石类膨胀剂抑制混凝土早期收缩效果很明显,但较难控制混凝土后期收缩,因为对膨胀进行约束后干燥收缩较大,为了更好地发挥膨胀剂的补偿收缩作用,可以进行早期水养护和延长水养护时间。膨胀剂水化产生Mg(OH)2和Ca(OH)2,水化后体积膨胀,从而降低混凝土收缩。

减水剂对水胶比不高的混凝土早期的收缩有良好的减缩效果;对于W/B<0.32的低水胶比混凝土而言,通过它的掺用可以减小很大部分自收缩,对总收缩的降低意义比较大,并且膨胀剂在补偿收缩方面的效用需要有良好的养护;但对W/B>0.47的高水胶比混凝土而言,如果进行良好的早期保湿养护,掺加减缩剂的效果不明显,因为占收缩绝大部分的干缩可以通过养护得以避免。

3内养护剂的作用

为了解决混凝土开裂问题,通过添加辅助抗裂材料来提升混凝土抗裂性能。将具有典型功能高分子材料的高吸水树脂SAP掺入混凝土中,混凝土早期开裂面积有显著的降低。高吸水树脂SAP的显微结构中含有网状结构的聚合物分子,遇水后产生内外渗透压并吸收水分,SAP颗粒急剧膨胀,吸水率很高。SAP掺入混凝土中,能够较好地保存混凝土中的水分,随着混凝土水化的持续进行,SAP中水分慢慢向周围扩散,并且不会对混凝土的力学强度造成较大的负面影响,并且产生的孔隙可以提高混凝土抗冻融能力。当SAP掺量为胶凝材料质量的0.2%~0.3%时,可明显改善膨胀混凝土的力学性能、变形性能、抗塑性开裂性能和耐久性能。

4、施工中的抗裂技术

进行混凝土浇筑时,振捣不当,漏振、过振或振捣棒抽插过快,这些均会对混凝土的密实性和均匀性有较大影响,进而产生裂缝。搅拌时间过长或过短,导致混凝土不均匀;以及拌合后到浇筑时间间隔过长等,也易产生裂缝。混凝土浇筑时间过长,各结构接触部分处理不当,易产生裂缝。可以采取以下措施来预防裂缝的产生:对大面积混凝土进行表面湿养护;对大体积混凝土做好拆模后的保温或者降温措施;现场施工的时候避免在雨雪大风天气进行;对于地下连续墙结构,实施回填措施。

总结:混凝土中加入抗裂纤维能有效的防止混凝土开裂。


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