膨胀剂裂缝
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混凝土抗裂工法1. 简介混凝土裂缝是建筑结构中常见的问题之一。
为了解决这个问题,采用适当的混凝土抗裂工法非常重要。
本文将介绍一些有效的混凝土抗裂工法,以帮助提高建筑结构的耐久性和安全性。
2. 工法一:添加纤维材料在混凝土中添加纤维材料是一种常见的抗裂方法。
纤维材料可以增加混凝土的韧性和延展性,从而减少裂缝的发生和扩展。
常用的纤维材料包括钢纤维、聚丙烯纤维和玻璃纤维等。
在混凝土配合比设计时,应根据具体情况选择合适的纤维材料和掺量。
3. 工法二:使用膨胀剂膨胀剂是一种能够产生体积膨胀的混凝土添加剂。
通过在混凝土中添加膨胀剂,可以在混凝土凝固硬化过程中产生微小的膨胀,从而减缓混凝土内部的应力集中,降低裂缝的发生。
膨胀剂的使用应根据具体工程要求进行合理控制。
4. 工法三:控制混凝土收缩混凝土的收缩是引起裂缝的主要原因之一。
因此,控制混凝土收缩是一种有效的抗裂方法。
可以采用以下措施来控制混凝土收缩:- 合理设计混凝土配合比,减少收缩性材料的使用;- 控制混凝土的水胶比,降低混凝土的收缩性;- 适当增加混凝土的骨料掺量,改善混凝土的内部结构。
5. 工法四:表面加工和防水处理混凝土表面的加工和防水处理可以有效地提高混凝土的耐裂性。
表面加工方法包括抹面处理和养护处理,可以提高混凝土的光滑度和耐久性。
防水处理可以防止水分侵入混凝土内部,降低混凝土的湿热收缩,从而减少裂缝的发生。
6. 结论混凝土抗裂工法对于提高建筑结构的耐久性和安全性至关重要。
通过添加纤维材料、使用膨胀剂、控制混凝土收缩和进行表面加工和防水处理等工法,可以有效减少混凝土的裂缝发生和扩展。
在实际工程中,应根据具体情况选择合适的工法并进行合理控制。
混凝土中添加膨胀剂的作用与效果一、引言混凝土是建筑工程中常用的一种材料,它有着很好的耐久性、可塑性、强度等特点,但由于其密实性较大,施工时易出现开裂、渗漏等问题,影响使用效果,因此需要加入膨胀剂进行改良。
本文主要介绍混凝土中添加膨胀剂的作用与效果。
二、膨胀剂的定义及分类1. 定义膨胀剂是指能够在混凝土中产生一定量气泡的化学物质或物理剂,使混凝土体积增大的一种材料。
2. 分类根据不同的作用机制,膨胀剂可分为化学型和物理型两类。
化学型膨胀剂主要是指利用化学反应产生气泡的材料,如铝粉、氢氧化铝等;物理型膨胀剂则是指利用物理原理产生气泡的材料,如界面活性剂、树脂、微珠等。
三、混凝土中添加膨胀剂的作用1. 改善混凝土的耐久性混凝土中添加适量的膨胀剂能够产生一定量的气泡,使混凝土内部形成一定的孔隙结构,从而降低混凝土的密实度,改善混凝土的耐久性。
2. 提高混凝土的可塑性混凝土中添加膨胀剂能够增加混凝土的流动性和可塑性,使其更易于施工和加工,从而提高混凝土的可塑性。
3. 减少混凝土的收缩裂缝混凝土中添加适量的膨胀剂能够产生一定量的气泡,使混凝土内部形成一定的孔隙结构,从而减少混凝土的收缩,减少混凝土的收缩裂缝。
4. 提高混凝土的抗渗性混凝土中添加膨胀剂能够改善混凝土的孔隙结构,减少混凝土的孔隙度,从而提高混凝土的密实性和抗渗性。
5. 提高混凝土的抗冻性混凝土中添加适量的膨胀剂能够产生一定量的气泡,使混凝土内部形成一定的孔隙结构,从而减少混凝土的收缩,提高混凝土的抗冻性。
四、混凝土中添加膨胀剂的效果1. 降低混凝土的密实度在混凝土中添加一定量的膨胀剂后,其内部形成一定的孔隙结构,从而降低混凝土的密实度。
2. 提高混凝土的抗压强度混凝土中添加适量的膨胀剂能够改善混凝土的孔隙结构,提高混凝土的密实性,从而提高混凝土的抗压强度。
3. 提高混凝土的耐久性混凝土中添加适量的膨胀剂能够改善混凝土的孔隙结构,从而提高混凝土的耐久性。
混凝土膨胀剂在现代建筑工程中,混凝土是最广泛使用的建筑材料之一。
为了满足各种工程需求,提高混凝土的性能,人们不断探索和应用各种外加剂,其中混凝土膨胀剂就是一种非常重要的外加剂。
混凝土膨胀剂是指能使混凝土产生一定体积膨胀的外加剂。
它的主要作用是补偿混凝土在硬化过程中产生的收缩,从而提高混凝土的抗裂性和抗渗性。
混凝土在硬化过程中,由于水分的蒸发、水泥的水化反应等原因,会不可避免地产生收缩。
如果收缩过大,就容易导致混凝土出现裂缝,从而影响混凝土结构的耐久性和安全性。
而混凝土膨胀剂的加入,可以在混凝土中产生适量的膨胀,抵消一部分收缩,从而减少裂缝的产生。
混凝土膨胀剂的种类繁多,常见的有硫铝酸钙类膨胀剂、氧化钙类膨胀剂和氧化镁类膨胀剂等。
硫铝酸钙类膨胀剂是目前应用较为广泛的一种。
它主要通过硫铝酸钙的水化反应产生膨胀。
在水泥水化过程中,硫铝酸钙与水泥中的石膏反应,生成钙矾石,从而引起体积膨胀。
这种膨胀剂的膨胀性能较为稳定,适用于各种类型的混凝土。
氧化钙类膨胀剂的膨胀源是氧化钙。
氧化钙在混凝土中与水反应生成氢氧化钙,体积增大,从而产生膨胀。
这种膨胀剂的膨胀速度较快,但膨胀量相对较小,一般用于早期需要补偿收缩的混凝土工程。
氧化镁类膨胀剂则是利用氧化镁在混凝土中的缓慢水化产生膨胀。
由于其膨胀过程较为缓慢,适用于大体积混凝土和超长结构混凝土,以补偿混凝土长期收缩。
在使用混凝土膨胀剂时,需要根据工程的具体要求和混凝土的配合比进行合理选择和掺量控制。
如果掺量过少,可能无法有效补偿收缩,达不到预期的抗裂效果;如果掺量过多,则可能导致混凝土过度膨胀,反而影响混凝土的性能。
同时,混凝土膨胀剂的使用效果还受到许多因素的影响。
例如,混凝土的原材料、配合比、养护条件等都会对膨胀剂的作用产生影响。
在原材料方面,水泥的品种和强度等级、骨料的种类和级配等都会影响混凝土的收缩性能,进而影响膨胀剂的效果。
一般来说,使用低碱水泥和级配良好的骨料,有利于提高膨胀剂的效果。
抗裂膨胀剂种类
抗裂膨胀剂是一种用于混凝土中,以减少或防止裂缝形成的添加剂。
根据其化学成分和作用机制,可以分为以下几种类型:
1. 纤维抗裂膨胀剂:如聚丙烯纤维、聚酯纤维等,通过增加混凝土的韧性和延展性,有效减少裂缝的形成和扩展。
2. 膨胀剂:如硬脂酸铝钾、苯磺酸钠等,通过在混凝土中产生气泡或气体释放,使混凝土体积膨胀,从而减少内部应力,防止裂缝的形成。
3. 膨胀胶凝材料:如膨胀石英、膨胀石膏等,通过在混凝土中产生体积膨胀的胶凝材料,填充混凝土中的微孔和微裂缝,提高混凝土的抗裂性能。
4. 有机胶凝材料:如聚合物乳液、丙烯酸酯共聚乳液等,通过在混凝土中形成聚合物胶凝物,填充混凝土中的微孔和微裂缝,提高混凝土的抗裂性能。
这些抗裂膨胀剂可以单独使用,也可以与其他添加剂(如缩微剂、增强剂等)组合使用,以达到更好的抗裂效果。
具体选择何种抗裂膨胀剂,应根据混凝土结构的要求和使用环境的特点来确定。
SY-K膨胀纤维抗裂防水剂抗裂方案编制单位:广东粤盛特种建材有限公司编制时间:2014年11月12日编制人:孟琳审查人:朱乾坤审批人:目录一、工程概况 (2)二、补偿收缩混凝土裂缝控制的基本原理 (2)三、膨胀剂掺量说明 (4)四、补偿收缩混凝土配合比设计要求 (5)五、施工与养护 (6)六、SY-K膨胀纤维抗裂防水剂技术特点 (7)七、总结 (9)附录一 (11)附录二 (13)一、工程概况侨建商务大厦项目位于广东省海珠区,主要功能为商业及办公,设计单位是广州市民用建筑科研设计院。
本工程地上22层,主屋面标高99.15m,地下3层,地下室顶板防水等级为一级,其他防水等级为二级,梁、板的混凝土强度等级为C35,-2层及以下抗渗等级为P8。
为了达到混凝土抗渗防裂的技术要求,可以通过两个方面解决:第一通过设置后浇带释放收缩应力;第二采用配置补偿收缩混凝土进行浇筑。
二、补偿收缩混凝土裂缝控制的基本原理补偿收缩混凝土(Shrinkage Compensating Concrete,简称SCC)是在水化硬化过程中生成膨胀结晶钙矾石或氢氧化钙,使混凝土产生适度体积膨胀,在钢筋或邻位约束下产生预压或自应力约为0.2Mpa~0.7Mpa的混凝土。
它能有效地补偿混凝土的干缩和冷缩,同时水化形成的大量晶体物质钙矾石具有填充毛细孔缝的作用,使毛细孔变细、减小,增加致密性,显著提高了混凝土的抗裂防渗性能。
补偿收缩混凝土在养护期间,可产生(2~4)×10-4限制膨胀率ε2,在空气中也会产生收缩,根据混凝土的膨胀大小,最终变形值为(2~3)×10-4。
普通防水混凝土不具有膨胀性能,在空气中产生的总收缩S m 一般为(6~8)×10-4,而混凝土的极限延伸值S k为(1~2)×10-4,当S m >S k 时,混凝土结构就会开裂。
而补偿收缩混凝土抗裂条件是:ε2-S m ≥S k另一条件是限制程度。
混凝土膨胀裂缝的成因及处理方法一、混凝土膨胀裂缝的成因混凝土膨胀裂缝是指混凝土表面出现的一种由内部混凝土体积增大而引起的裂缝现象。
其成因主要有以下几个方面:1. 水泥水化反应引起混凝土体积增大:水泥在水的作用下发生水化反应,产生的水化产物体积较大,会导致混凝土体积增大,从而引起膨胀裂缝。
2. 混凝土内部存在强烈的化学反应:混凝土中的一些成分,如硫酸盐等,会与水泥发生反应,产生新的化合物,从而引起混凝土膨胀。
3. 混凝土内部存在较大的剩余应力:混凝土在生产、施工、运输等过程中会受到各种应力的作用,如温度应力、干缩应力、荷载应力等,当这些应力超过混凝土的承受能力时,就会产生剩余应力,从而引起混凝土膨胀裂缝。
4. 混凝土中存在较大的孔隙:混凝土中存在的空隙、毛细孔、气泡等,会影响混凝土的密实度和强度,从而引起混凝土膨胀裂缝。
二、混凝土膨胀裂缝的处理方法混凝土膨胀裂缝的处理方法主要有以下几个方面:1. 加强混凝土的质量控制:在混凝土生产和施工过程中,要加强对混凝土的质量控制,尽可能降低混凝土中存在的孔隙和缺陷,从而减少混凝土膨胀裂缝的发生。
2. 采用低热水泥:低热水泥在水化反应过程中产生的热量较低,能够减少混凝土的体积增大,从而降低混凝土膨胀裂缝的发生。
3. 加强混凝土的养护:混凝土在水泥水化反应过程中需要足够的水分才能发生反应,因此在混凝土浇注后要及时进行养护,保持混凝土表面的湿润状态,从而避免混凝土内部的干燥和裂缝的发生。
4. 采用膨胀剂:在混凝土生产过程中添加适量的膨胀剂,可以增加混凝土的体积,从而减少混凝土的应力和裂缝的发生。
5. 采用裂缝控制材料:在混凝土表面涂覆一层特殊的控制裂缝材料,可以有效地控制混凝土膨胀裂缝的发生和扩展。
总之,在混凝土生产和施工过程中,要加强质量控制,采用合适的材料和技术,加强混凝土的养护,从而有效地减少混凝土膨胀裂缝的发生和扩展。
混凝土地坪裂缝的处理方法
混凝土地坪裂缝的处理方法有许多,主要包括补偿裂缝法、填塞
裂缝法、砂浆嵌件补偿裂缝法、内嵌梁补偿裂缝法、膨胀剂补偿裂缝
法和机械紧固补偿裂缝法等。
①补偿裂缝法:在混凝土地坪表面,沿裂缝处补设节条,确保裂
缝宽度为4~6mm,粘贴节条时须加入接缝剂,并用小支架把节条固定,及时涂施缝胶密封保护,使裂缝回复原来状态。
②填塞裂缝法:清理裂缝后,用硅酸粉备好后,沾湿态砂浆填塞
裂缝,在填塞裂缝前,可将裂缝加铁片等材料夹杂填充,使补偿部分
更牢固。
③砂浆嵌件补偿裂缝法:按照嵌件的形状设计施工,先使用搅拌
机搅拌水泥砂浆,将水泥砂浆铺设在混凝土地坪上,再将嵌件放置在
砂浆上,并将围护材料紧固在嵌件上,做好固定。
④内嵌梁补偿裂缝法:将混凝土梁(如普通U钢)放入混凝土地
坪的裂缝中,内入混凝土重新修补,以维持混凝土地坪的整体稳定性。
⑤膨胀剂补偿裂缝法:将膨胀剂均匀地放入地面裂缝内,再用填
充料填满裂缝,并用压实仪将填充料压实,以整合裂缝两侧混凝土,
防止裂缝扩大。
⑥机械紧固补偿裂缝法:将嵌入地面的钢筋拉紧,再用振动锤使钢筋横向施加小力,使其与低湿度混凝土粘性更好,从而对抗裂缝蔓延,维持地坪表面的平整美观。
一、ZH混凝土膨胀剂(膨胀抗裂剂)抗裂防渗原理普通水泥砼有两大特点,其一是水化过程中产生收缩(失水干缩和温差冷缩);其二是抗拉强度小,极限延伸率低。
当收缩值超过砼极限延伸时,砼就会开裂,造成渗漏。
可见“裂”是“渗”的重要原因,对施工良好的砼,不裂就不渗,防渗的前提是防裂。
ZH混凝土膨胀剂(膨胀抗裂剂)假如到普通水泥砼中,拌水后生成大量膨胀性结晶水化物水化硫铝酸钙即钙矾石,使砼产生适度膨胀,膨胀砼在钢筋和邻位的约束下,在结构中建立0、3-1、0Mpa的预压应力,这一压应力可抵消砼在硬化过程中产生的收缩拉压力,或使其小于砼的拉伸极限,从而防止砼收缩开裂。
可见,ZH膨胀(抗裂)剂的加入,由于膨胀补偿收缩,改变砼硬化过程中的应力应变状态,从根本上克服了砼的材料缺陷,从而解决了砼材料的裂渗问题。
普通砼是用途极广的建筑材料,但由于它的抗拉强度小,极限延伸率低,在干缩、徐变、温差等作用下,易产生开裂,从而导致渗漏、钢筋锈蚀,影响使用功能和寿命。
为此,国内外工程界从材料、设计、施工等方面进行许多研究和实践探索。
在材料方面,国内外专家一致认为补偿收缩砼,是代替普通砼解决建筑物裂渗的理想材料。
二、ZH混凝土膨胀剂(膨胀抗裂剂)的应用用ZH膨胀(抗裂)剂系列产品配制的补偿收缩砼,主要应用在如下三个方面:(1)实现砼结构自防水砼结构自防水,一直是工程界梦寐以求的愿望,许多人为此做了长期和许多方面的探索。
我国在五十年代推广过级配防水砼,以合理的骨料级配,配制密实性好的砼;六十年代,推广过富砂浆防水砼;七十年代,推广过防水剂,以外掺的化学物质与水泥反应生成胶状物质填充砼的毛细孔,或掺减水剂降低用水量从而减少砼的孔隙率。
上述措施的共同点是降低砼的孔隙率,从而提高其抗渗能力。
然而工程实践表明,仅提高抗渗标号是远远不够的,由于砼收缩开裂,成为渗水通道,破坏了砼的整体防水功能。
因此,防水的前提是抗裂,抗裂比抗渗更关键。
于是从八十年代起,我国在长期研究并借鉴国外先进经验的基础上,开发推广补偿收缩砼,从普通砼的材性缺陷上来解决砼的防水问题。
水泥膨胀剂的用途
水泥膨胀剂是一种添加剂,用于提高混凝土和水泥砂浆的膨胀性能。
它是由一系列化学成分组成的,能够在水泥基材料中引起气体释放,从而增加混凝土的体积和密度。
这种添加剂主要用于生产高性能混凝土、水泥砂浆、轻质混凝土等,具有广泛的应用前景。
水泥膨胀剂的主要用途如下:
1. 增强混凝土的抗冻性能:水泥膨胀剂能够增加混凝土的孔隙率,减少冻融损害的风险,从而有效提高混凝土的耐久性。
2. 改善混凝土的抗裂性能:水泥膨胀剂能够促进混凝土内部的固化过程,减少混凝土的收缩率,从而降低裂缝的产生。
3. 提高混凝土的耐久性:水泥膨胀剂能够增加混凝土的密度和强度,从而增加混凝土的耐久性和抗压性能。
4. 生产轻质混凝土:水泥膨胀剂能够降低混凝土的密度,生产出轻质混凝土,适用于建造轻型建筑和地下工程等。
总之,水泥膨胀剂在现代建筑中具有广泛的应用,能够提高混凝土的性能和使用寿命,为建筑工程的可持续发展做出了重要贡献。
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[摘要]长期以来,混凝土的收缩开裂使建筑结构寿命大大降低,维修费用大大增加。
自补偿收缩理论建立以来,采用混凝土膨胀剂抑制混凝土的收缩开裂是行之有效的控制方法。
然而现代混凝土的物性因施工技术的要求以及胶凝材料和外加剂种类性能的影响,温度收缩和自收缩日益成为引起混凝土结构开裂的主要表现。
同时由于水泥生产中熟料矿物的改变,水泥成品细度的降低,水泥早期强度的提高,致使混凝土早期强度增长加快,弹性模量、徐变松弛等参数随之变化,造成开裂趋势明显加大,因此提高混凝土的抗裂性能,已经十分必要和紧迫。
[关键词]补偿收缩限制膨胀率防治措施配合比1前言影响混凝土开裂的原因是多方面的,也是很复杂的,混凝土裂缝问题是水泥混凝土百余年来都未能很好地解决的技术难题,它一直困扰着工程界。
为解决混凝土裂缝问题,设计、施工、材料等各个方面都采取了种种技术措施,但混凝土裂缝还是经常产生。
虽然细小的裂缝不会对结构的安全性带来严重影响,而且规范中也允许构筑物带裂缝工作,但是,从工程的耐久性和渗漏水或腐蚀性介质对钢筋的锈蚀角度考虑,如能控制混凝土不产生裂缝,无疑会提高混凝土工程的耐久性和使用寿命。
因此,对混凝土的裂缝进行控制日益受到工程界的重视。
笔者认为,综观国内目前比较成熟的控制混凝土裂缝的方法中,利用膨胀剂配制的补偿收缩混凝土控制混凝土裂缝的方法在近十余年来得到了很快的发展,除按传统的方法用于防水混凝土外,还成功地解决了许多超长钢筋混凝土结构施工的裂缝控制问题[1]。
如今,用膨胀剂配制的补偿收缩混凝土主要用于地下防水工程、超长结构工程、大体积混凝土工程等。
在已应用的工程中,有的工程采用膨胀剂有效地控制了混凝土的裂缝,但由于种种原因,也有一些失败的工程实例。
在实际应用中,笔者不断总结,积累了一些补偿收缩混凝土控制裂缝的经验和体会。
到2004年底,我国混凝土膨胀剂生产销售总量达400多万吨,折合补偿收缩混凝土方量1.2亿多立方米。
目前全国膨胀剂年销量达到80多万吨。
混凝土膨胀剂生产企业100多个厂家,主要品牌有7~8个。
实践证明,采用混凝土膨胀剂抑制混凝土的收缩开裂是行之有效的控制方法[2]。
掺加膨胀剂配制的补偿收缩混凝土同普通混凝土一样,必须遵循设计、施工、材料三者紧密结合的方式来解决混凝土的裂缝问题。
认为只要掺加了膨胀剂,就能控制混凝土不产生裂缝的"概念"是错误的。
这是因为,在设计配筋和施工合理的条件下,衡量补偿收缩混凝土补偿收缩能力的最重要的指标是混凝土的限制膨胀率。
在实际应用中,必须根据混凝土设计的标号、所用的水泥、外加剂等原材料情况,以及设计上的配筋分布和配筋率情况、工程部位的约束状态、构件的尺寸(长、宽、厚度等)、施工组织、混凝土的坍落度、是否掺加粉煤灰、膨胀剂的质量等进行合理的抗裂混凝土配合比的设计。
在设计和试配补偿收缩混凝土配合比时,除对混凝土的强度、抗渗等指标进行检验外,最重要的是进行混凝土限制膨胀率的设计,根据工程不同部位约束的大小,来设计混凝土的限制膨胀率的大小,从而确定膨胀剂的合理掺量。
凡是限制膨胀率较小的混凝土,大多数物理力学性能均与普通混凝土相近或略有改善,对控制混凝土的裂缝的作用很小或者说裂缝比用普通混凝土少一些而已,在易裂的部位自然还会产生裂缝。
2 对收缩与开裂的认识问题正确地认识与评价混凝土的收缩与开裂,是采取措施有效地减少或避免开裂的前提。
混凝土结构由于温升高而在早期易于开裂的问题,在于当温度开始上升时混凝土的弹性模量还非常小,因此只有一小部分热膨胀转化为压应力,这一阶段还很大的松弛能力则进一步使预压力减小,而随后的冷却过程中,弹性模量增大和松弛作用减小导致大得多的拉应力产生。
工程界对混凝土的收缩问题给予了很大的关注,但引人关注的并不是收缩本身,而是由于它会引起开裂。
混凝土的收缩现象有好几种,比较常见的是干燥收缩和温度收缩,另外还有就是混凝土的自收缩,还有塑性收缩的问题。
自收缩与干缩一样,是由于水的迁移而引起。
但它不是由于水向外蒸发散失,而是因为水泥水化时消耗水分造成凝胶孔的水分减少,产生所谓的自干燥作用,混凝土内部的相对湿度降低,体积减小。
水灰比的变化对干燥收缩和自收缩的影响正相反,即当混凝土的水灰比降低时干燥收缩减小,而自收缩增大。
如当水灰比大于0.5时,其自干燥作用和自收缩与干缩相比小得可以忽略不计;但是当水灰比小于0.35时,体内相对湿度会很快降低到80%以下,自收缩与干缩则接近各占总收缩的一半[3]。
水泥是混凝土组成中必不可少的胶凝材料。
当水泥水化后成为硬化体,其绝对体积减少,同时有少量游离水蒸发,使混凝土产生毛细收缩,这种收缩称干燥收缩。
同时水泥水化时有放热过程,其水化热约为165~450J/g,对大体积混凝土来说,当混凝土中心温度与外部环境温度存在温度梯度时,就会出现温差效应。
研究表明,当混凝土内外温差10℃时,其冷缩值达0.01%。
当上述二项干缩与冷缩应力大于混凝土极限拉伸强度时,混凝土即产生开裂。
在大体积混凝土中,即使水灰比并不低,自收缩量值也不大,但是它与温度收缩叠加到一起,应力就会增大,所以在大体积混凝土施工时就应把自收缩作为一项性能指标进行测定和考虑。
对于塑性收缩,在水泥活性高和混凝土温度较高,或者水灰比较低的条件下也会加剧引起开裂。
因为这时混凝土的泌水明显减少,表面蒸发的水分不能及时得到补充,这时混凝土尚处于塑性状态,稍微受到一点拉力,混凝土的表面就会出现分布不规则的裂缝。
出现裂缝以后,混凝土体内的水分蒸发进一步加快,于是裂缝迅速扩展。
所以在上述情况下混凝土浇注后需要及早覆盖。
3 水泥的性能及其对收缩与开裂影响3.1关于水泥的影响我国水泥ISO标准的实施,加剧了混凝土的温度收缩和干燥收缩。
由于新标准为满足混凝土早期高强度的需求,促使了水泥生产控制向高C 3S和高C3A、高比表面积发展。
水泥是制备混凝土的主要原料,水泥质量的优劣直接影响混凝土的质量。
再加上混凝土的低水灰比、高水泥用量造成在约束状态下的混凝土因温度收缩、水化自收缩、干燥收缩和较高的早期弹性模量而产生较大的内部应力。
致使混凝土产生早期裂缝,内部不可见的微裂缝,在使用过程中的干燥环境中继续发展,是混凝土提早劣化的主要原因[4]。
近年来,采用普通混凝土建造的基础、墙板、桥梁、隧道衬砌以及其他构件尺寸并不大的混凝土结构开裂的现象增多。
因此水化热以及温度变化已经成为引起混凝土与钢筋混凝土约束应力和开裂的主导原因。
受混凝土早期强度发展快可以给施工单位提早工期和加快施工进度的影响,水泥生产厂家将水泥矿物中的硅酸三钙(C 3S)含量提得越来越提高、粉磨细度越来越加大。
我国水泥的性能主要是为了满足加快施工速度,缩短工期并加快模板周转而考虑,C3S含量高、粉磨细度大、混合材掺量少的高早强度水泥倍受市场欢迎。
与此同时,混凝土结构的设计等级也在不断提高,促使混凝土单位水泥用量迅速增长,高强混凝土(主要是高早期强度)的推广应用,则助长了这一趋势的发展。
但是随着低水灰比(或水胶比)高强混凝土的应用,结构物早期开裂的现象日益突出,引起了人们的关注。
有事实证明,高强混凝土的早期开裂较为突出,这不仅仅是水化热的结果,由于自干燥作用产生的自收缩和高C 3S的水化反应,也是重要的原因。
结构混凝土或大体积混凝土意外地出现开裂,问题不能全部归因于施工单位,应该说与混凝土的各种原材料以及材料性能、混凝土设计、配合比等诸多因素有关,混凝土的高强度与高耐久性能以及裂缝控制问题有待人们进一步开展深入的研究[5]。
3.2关于水泥品质的影响不同水泥厂生产的同一品种水泥,只要是技术指标符合国家标准,通常就认为品质是一样的,其实不同品种的水泥对开裂的敏感性可能差别很悬殊,德国的Springenschmid教授根据在开裂试验架进行大量的试验结果,对不同因素降低混凝土开裂温度的作用进行了比较[6],见下表数据。
Springenschmid估计应力的1/3来自温度收缩,2/3来自干燥收缩。
混凝土在各种不同情况下的开裂有着相当复杂的、多方面的原因。
例如,因为自身收缩的特点,所以高强混凝土在浇注后需要及早开始湿养护,尤其当混凝土内部温度、环境温度较高时更要注意。
现行规范中对普通混凝土加强养护的措施,对高强混凝土就要理解为及早,而不是延长养护时间问题。
开始湿养护时就需要拆除模板,至少要松动,而这在工程中往往难以实现,于是刚一拆模就发现裂缝的现象已经屡见不鲜了。
由上述结果可以看出,水泥品质的影响十分显著。
根据工程实践和混凝土抗裂要求,一般含碱(Na 2O、K2O)量低、硫酸盐含量(相对于铝酸盐而言)多、粉磨细度较适中的水泥抗裂性能较好。
有些人认为水泥的细度、C3S矿物含量高的早强水泥不会对混凝土开裂有太大的影响是错误的,水泥细度过细也是导致混凝土开裂非常重要的原因之一。
4 减少或防止混凝土开裂的几点措施[7]4.1利用膨胀剂来改善混凝土的抗裂性能是行之有效的方法在具体工程中的使用要考虑很多实际应用问题,因为膨胀剂的使用效果受到许多外界条件因素的影响,包括混凝土的配合比设计、膨胀剂的品质与掺量、养护条件、浇注温度等。
正确地使用膨胀剂,不失为一个避免或减少裂缝的有效措施,如果采用上述措施应该能获得良好的使用效果。
质量较好的膨胀剂的技术性能,14d湿养条件下可发挥80%以上的膨胀能,在钢筋和邻位的限制作用下,膨胀能转化成予压应力,它可抵消混凝土收缩所产生的拉应力,从而防止和减少混凝土因收缩产生的裂缝。
4.2 配筋和配筋率的影响应用补偿收缩混凝土控制混凝土的裂缝,宜采用小直径、小间距的配筋形式。
底板的配筋率及钢筋的分布基本都满足补偿收缩混凝土配筋率的要求,从整体上讲,混凝土底板受到的外约束也比较小,因此,底板混凝土的裂缝容易控制。
墙体的水平配筋对控制墙体混凝土的竖向裂缝至关重要,墙体的水平配筋间距不宜超过150mm,直径宜为Φ12~16的螺纹钢筋。
适当提高膨胀剂的掺量,使混凝土的限制膨胀率达到2。
0×10-4以上,配合适当的养护措施,在混凝土标号不超过C40的情况下,墙体混凝土的竖向裂缝能得到较好的控制,甚至在进行超长施工的情况下,也能有效的控制混凝土不产生竖向裂缝。
梁上最好配Φ14~16@150~200的腰筋。
这对控制梁上产生的收缩裂缝能起到良好的作用。
另外,同普通混凝土一样,在一些变截面处应适当增加一些构造筋。
4.3补偿收缩混凝土配合比设计原则一般膨胀剂生产厂的实验室只按照JC476-2001标准中的检测方法对膨胀剂的质量进行控制,但尚无建立起混凝土的限制膨胀率的检测手段,在进行补偿收缩混凝土配合比设计、试配时,仅进行混凝土的和易性、坍落度、坍落度损失、抗压强度等指标的试验。
有防水要求的,再增加抗渗试验内容,对于混凝土是否确实具有膨胀性能,怎样控制混凝土的限制膨胀率,还无法进行检验,也没有具体数据。