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外加劑對(duì)混凝土收縮抗裂性能的影響

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2005-05-06  來源:中國(guó)混凝土網(wǎng)  作者:佚名
核心提示:外加劑對(duì)混凝土收縮抗裂性能的影響

[摘要]  減水劑用于比表面積較大的水泥,由于水泥的水化熱較高,減水劑又促進(jìn)了水泥加速水化,使混凝土易產(chǎn)生收縮開裂,緩凝劑過量加入使混凝土長(zhǎng)期處于塑性狀態(tài),也會(huì)增大混凝土塑性收縮。引氣劑能有效防止混凝土收縮開裂,但應(yīng)用不當(dāng)更能加大混凝土收縮開裂的危險(xiǎn)。減縮防裂劑能有效控制混凝土收縮開裂。

[關(guān)鍵詞]  減水劑; 水化;歡凝劑; 引氣劑; 減縮劑

[中國(guó)分類號(hào)]  TU528.042     [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]  A      [文章編號(hào)] 1002-3550200409-0032-02

0 前言 

    外加劑的普及應(yīng)用促進(jìn)了我國(guó)混凝土技術(shù)的飛躍發(fā)展。但近幾年來,由于我國(guó)水泥標(biāo)準(zhǔn)的變化以及施工中的種種問題,摻用外加劑后混凝土早期收縮普遍增大。早期、后期混凝土收縮裂縫增多,極大地影響了混凝土的施工質(zhì)量。

      近期,在遼寧省大連市召開的混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)交流會(huì)上,與會(huì)專家對(duì)外加劑給混凝土收縮性能帶來的不利影響爭(zhēng)議頗多。

    混凝土收縮是指在混凝土凝結(jié)初期或硬化過程中出現(xiàn)的體積縮小現(xiàn)象。一般分為塑性收縮(又稱沉縮),化學(xué)收縮(又稱自身收縮),干燥收縮及炭化收縮,較大的收縮會(huì)引起混凝土開裂。

    很久以前,在我國(guó)混凝土施工中,因收縮引起的混凝土開裂現(xiàn)象并不多。1987年我國(guó)第一次制定的混凝土外加劑國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB8076-87中,也允許摻外加劑混凝土收縮率比為≤120%。制定上述指標(biāo)的根據(jù)是施工混凝土檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)收縮值的微量增大對(duì)提高混凝土的抗壓、抗?jié)B性能是有利的。90年代由于我國(guó)水泥標(biāo)準(zhǔn)重新修訂,國(guó)產(chǎn)水泥比表面積普遍增大,水泥水化加速,施工中混凝土水化熱較高,考慮到上述因素給混凝土收縮帶來的影響,97年在國(guó)家重新修訂的外加劑標(biāo)準(zhǔn)GB8076-1997中對(duì)外加劑收縮率比也相應(yīng)調(diào)整為≤135%(與國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)相同)。

    混凝土收縮開裂雖然與目前我國(guó)水泥產(chǎn)品現(xiàn)狀及施工養(yǎng)護(hù)技術(shù)有關(guān),而外加劑的廣泛應(yīng)用是否也是影響混凝土收縮開裂的因素呢?筆者就常用外加劑對(duì)混凝土收縮開裂性能的影響分析如下:


1.減水劑對(duì)混凝土收縮性能的影響 

     減水劑的主要作用是改善混凝土和易性,降低水灰比,提高混凝土強(qiáng)度或在保持混凝土一定強(qiáng)度時(shí)減少混凝土水泥用量。而水灰比的降低,水泥用量的減少對(duì)降低混凝土的收縮應(yīng)該是十分有利的。 

     施工實(shí)踐中發(fā)現(xiàn),減水劑的摻入也促進(jìn)了水泥加速水化,特別是比表面積較大及含堿量較高的水泥?;炷脸跗谒療峒嗅尫?,雖然減水劑的應(yīng)用減少了混凝土水泥用量,由于設(shè)計(jì)人員在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中考慮到對(duì)混凝土強(qiáng)度影響的種種因素,設(shè)計(jì)混凝土的配合比中水泥用量普遍偏大,因此水泥用量實(shí)際并未減少。高強(qiáng)混凝土大量應(yīng)用,更加大了水泥用量,因此,水灰比的降低并不能彌補(bǔ)高的水化熱給收縮帶來的不利影響,加之許多國(guó)產(chǎn)減水劑(如脂肪族類、胺基磺酸鹽類)應(yīng)用不當(dāng)或摻量過大,也極易使混凝土產(chǎn)生大量泌水,加大了混凝土沉縮。選擇水化熱較低的水泥,適當(dāng)?shù)目刂茰p水劑用量,嚴(yán)格控制混凝土泌水,是減少混凝土收縮開裂的重要因素。

2.緩凝劑對(duì)混凝土收縮性能的影響

    在大體積泵送混凝土及商品混凝土施工中,為減少混凝土坍落度損失,需摻用大量歡凝劑。在夏季高溫施工中,為防止混凝土內(nèi)水化熱過高,也需混凝土適當(dāng)?shù)木從?。?duì)防止混凝土集中放熱減少收縮有利。摻用緩凝劑使混凝土中水化物生成較慢,水泥顆粒的空隙使生成的水化物分布更均勻,使混凝土硬化強(qiáng)度增大。

    但是我國(guó)混凝土施工中,緩凝劑的用量普遍較大。有些施工單位要求混凝土供應(yīng)單位混凝土凝結(jié)時(shí)間在一二十個(gè)小時(shí),混凝土長(zhǎng)期處在塑性狀態(tài)下,表面大量失水,模板、底基也大量吸水,長(zhǎng)期處在塑性條件下的混凝土也極易產(chǎn)生骨料沉降,加大了混凝土沉縮。

    塑性收縮對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的影響是不均勻的,在所引起的拉應(yīng)力作用下,體積變化的差異會(huì)造成混凝土開裂。在溫度、濕度、風(fēng)速影響下,更會(huì)使混凝土收縮開裂加劇,緩凝劑的正確應(yīng)用對(duì)減少混凝土塑性收縮,防止混凝土開裂十分重要。

3.引氣劑對(duì)混凝土收縮性能的影響

    引氣劑在混凝土中的應(yīng)用對(duì)改善混凝土和易性、可泵性、提高混凝土耐久性能十分有利。引氣劑也能有效防止混凝土泌水沉降。大部分引氣劑都能提高混凝土抗拉強(qiáng)度,摻引氣劑的混凝土徐變有一定增大,十分有利于混凝土抗裂性能。但任意增大摻量或采用性能較差的引氣劑不但會(huì)降低混凝土強(qiáng)度,更會(huì)增大混凝土泌水,水泥漿與骨料及鋼筋粘結(jié)性能下降,抗拉性能也會(huì)大幅度降低,混凝土早期裂縫增加。筆者長(zhǎng)期觀察了JDU引氣劑在廣東、上海、蘇州的應(yīng)用工程,未發(fā)現(xiàn)因摻入JDU引氣劑出現(xiàn)混凝土開裂現(xiàn)象。但在浙江本地也曾發(fā)現(xiàn)過量摻入松香皂類引氣劑引起的混凝土嚴(yán)重開裂。選用性能較好的引氣劑并控制摻量,會(huì)有利于防止混凝土的收縮開裂。

4.減縮劑對(duì)混凝土收縮性能的影響

   長(zhǎng)期以來,我國(guó)多采用補(bǔ)償收縮的辦法防止混凝土收縮開裂,即在使用混凝土外加劑時(shí)同時(shí)摻入一定數(shù)量的膨脹劑。由于此類產(chǎn)品的種種缺陷及施工不當(dāng),工程事故較多,特別是在高強(qiáng)混凝土應(yīng)用中效果更差。80年代國(guó)外研制成功了以聚醚及聚醇為主要成分的減縮劑,用于不同混凝土工程中,減縮防裂效果較好。90年代我國(guó)南京水科院,冶金部建研院,江都市宏?;び邢薰疽蚕嗬^研制出了相應(yīng)的產(chǎn)品。近期浙江湖州綠色建材開發(fā)有限公司研制出了同類粉劑產(chǎn)品,與同類產(chǎn)品相比摻量更低。

   上述產(chǎn)品的作用機(jī)理是由于減縮劑的摻入大幅度降低了混凝土毛細(xì)孔水的表面張力,減少毛細(xì)孔失水時(shí)的收縮應(yīng)力,增大了毛細(xì)孔水的粘度,減少了混凝土收縮值。以上述湖州產(chǎn)品為例,筆者觀察了摻用該產(chǎn)品的預(yù)制大板、橋梁工程及大量高強(qiáng)混凝土梁柱,均未發(fā)現(xiàn)混凝土收縮裂縫。盡管目前該產(chǎn)品原材料價(jià)格較高,但視其摻量比較,該產(chǎn)品仍然是目前市場(chǎng)上價(jià)格最低的產(chǎn)品,因此,應(yīng)用前景十分廣闊。據(jù)悉,近期該產(chǎn)品在浙江地區(qū)的建筑工程中深獲好評(píng)。

5.結(jié)論

1.在比表面積較大的水泥中,大量摻入減水劑易增大混凝土收縮。

2.摻用緩凝劑時(shí)應(yīng)適當(dāng)控制摻量,防止長(zhǎng)期不凝增大塑性收縮。

3.引氣劑對(duì)防止混凝土收縮開裂十分有利,但需嚴(yán)格控制摻量。

4.采用減縮劑與其他外加劑合用,可以有效防止混凝土收縮開裂。

 

 

 
 
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