当前位置:主页 > 新闻资讯 > 砂石百科 >
高性能混凝土收缩开裂与对策研究(3)

时间:2019-07-30 15:14 编辑:中华沙子网 点击量:

高性能混凝土的原材料与配合比,决定了它的早期水化速度快、自干燥程度高、自收缩大等特点,因此,高性能混凝土的自收缩比普通混凝土大得多。

研究表明:2个月龄期,水胶比为0.4的高性能混凝土自收缩为1×10-4;水胶比为0.3的高性能混凝土的自收缩为2×10-4;水胶比为0.17的高性能混凝土的自收缩为8×10-4。

高性能混凝土的总收缩中干缩和自收缩几乎相等,水胶比越低,掺合料越细,自收缩所占比例越大。

由以上分析可知,与普通混凝土相比,自收缩是影响高性能混凝土耐久性的突出因素。

3 影响高性能混凝土自收缩的因素及抑制措施

由自收缩的机理可知,混凝土自收缩的根源是水泥凝结硬化后的继续水化,条件是混凝土内部密实而水分迁移困难。因此,凡是加速密实混凝土中水泥水化的因素都能促进混凝土的自收缩。

3.1 水胶比

水胶比不同使混凝土有不同的密实度,影响混凝土内部水分迁移,故对混凝土自收缩有重要的影响。水胶比越低,密封的水泥浆体或砂浆内部相对湿度随龄期的增长下降越快,自收缩也越大。

3.2 水泥品种

水化速率快的水泥,如早强水泥、铝酸盐水泥等自收缩较大。硅酸盐水泥的矿物组成中,C3A和C4AF对自收缩的影响最大。用中热或低热硅酸盐水泥制备的混凝土的自收缩值比普通硅酸盐水泥混凝土低得多。另外,水泥的细度对自收缩值也有影响,较细的水泥在早期表现出较大的自收缩速度。

3.3 矿物掺合料

矿物掺合料,例如硅灰、粉煤灰、偏高岭土、磨细矿渣等都会对混凝土的自收缩产生影响。安明喆等人的研究表明:掺入粉煤灰的混凝土同基准混凝土相比,初凝至1d龄期内的自收缩增长速率明显减小,但是1d至3d龄期的自收缩增长速率反而随粉煤灰掺量的增加而增大。在0~20%掺量范围内,随着粉煤灰掺量的增加,自收缩减少量增大,但是超过20%后减少幅度变小;掺加硅灰将大幅度增加自收缩值;在5%~10%取代水泥时,偏高岭土的掺入会增大自收缩量,当取代量达到15%~20%时,将会使自收缩减小。

3.4 骨料与纤维

骨料因其弹性模量大于水泥浆体的弹性模量,故在混凝土中起限制变形的作用。一般情况下,高性能混凝土的自收缩均随骨料体积含量的增加而减小,并且同配比的混凝土其自收缩随骨料弹性模量的增加而减少。

纤维对高性能混凝土自收缩的抑制作用也类似骨料,通过对水泥石自干燥变形的约束作用减少自收缩。

3.5 化学外加剂

掺膨胀剂的混凝土在密封或者养护充分的条件下,有效的膨胀可以消除自收缩,而产生自膨胀现象;但是继续在干燥的环境条件养护下,其膨胀之后的收缩落差较不掺膨胀剂的混凝土更大。

减缩剂通过减小孔隙水的表面张力而降低在干燥过程中表面应力的产生,即减小收缩。减缩剂在减少高性能混凝土的收缩中很有效。

3.6 自养护

自养护指混凝土硬化过程,构成混凝土的某组分将其内部“储存”的水分供给未水化水泥颗粒或活性矿物掺合料,使混凝土继续水化硬化的作用。目前,常用的多孔陶粒等轻质材料浸水饱和后作为骨料掺入到混凝土中,在不影响混凝土拌合物流动性的基础上,将其内部粗大孔隙(与水泥石内部孔隙相比)中的水分供给水泥石体系,一方面促进胶凝材料的进一步水化,另一方面可减少因水化引起的内部湿度的降低作用,进而通过第一类“自养护”作用达到抑制自收缩的目的。对于混凝土强度要求较高的高性能混凝土,浸水多孔骨料与普通砂石骨料按一定的比例掺入,在保证强度的条件下,可以抑制体系的部分自收缩。

沸石粉等多孔活性掺合料内部含有大量的微孔,在有水的条件下可吸附大量的水分。因此浸水饱和的沸石粉作为掺合料掺入到高性能混凝土内,通过沸石粉自身的活性参加水化反应,将其内部的水分释放出。同时,沸石粉的活性较高,一般不会降低混凝土的强度。