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混凝土收缩裂纹控制新方案

发布于:2007-10-29 12:35:29 来自:道路桥梁/铁路工程 [复制转发]
建筑系统耐久性第二届亚太会议
2000年7月 10-12日


混凝土结构的收缩控制新方案

Dr. R. Sri Ravindrarajah, H. Kincses, and Professor S. L. Bakoss
悉尼科技大学基础结构研究中心


摘要
混凝土生产商为使混凝土满足建筑行业的各种要求,于是需要使用大量的添加剂,为适应需要,外加剂相应也发展成了几种类型,如用来控制初凝时间,减少渗透,控制热量释放,提高混凝土强度,控制随时间而变的应力等.因为干收缩是导致混凝土裂纹和预应力混凝土构件的预应力随时的最重要的原因,所以也就成了混凝土结构的重要性能指标..虽然减水剂可以减少混凝土搅拌时的用水量,但它的作用是有限的,另外,防收缩水泥也被用来防止混凝土的收缩.现在一种新型的名字叫做凯姆壮KF-A的外加剂,一种粉末状的材料,可以很好的改良混凝土的性能,并重新定义了混凝土的塌落度技术要求.总的来说,它改变的混凝土混合物的可用性.此论文通过试验得出了该外加剂在控制混凝土结构干收缩性方面的有效性.结果显示凯姆壮KF-A可降低混凝土的干收缩越25%,另外,凯姆壮KF-A完全可以替换硅,但不影响强度然而,它的最显著的功效在于大大降低了干缩现象.

介绍

在硬化的混凝土结构上,经常可以看到裂纹的发生,导致裂纹的原因很多种,如收缩,温度,碱性反应,高温,酸性腐蚀,硫酸盐腐蚀和埋设的钢筋腐蚀等.但最主要裂纹原因是受限收缩而导致.另外,对混凝土结构来说,要控制时间而变的应力和预应力构件中控制预应力损失,干收缩都是非常重要的影响参数..众所周知,混凝土裂纹的增加随干缩的增加而增加
干收缩是混凝土的随时间而变化的基本性能,受大量的其他因素的影响,如材料性能,混料组成和环境条件等.混凝土生产商通过几种办法控制干缩的形成.它们的办法包括: (a) 选用合适的抗收缩水泥 (b)限制水泥的含量 (c)限制水的含量 (d)选择有较高硬度的石子.因为这些参数是相互作用,互为影响的,共同影响混凝土的性能,因此到目前位置,没有理想的控制混凝土收缩的解决办法.另外,还要必须说明的是还要注意混凝土生产的经济成本
混凝土生产商大都把外加剂当成混凝土的一种基本成分.混凝土外加剂在改变提高混凝土性能方面的用途是毋庸置疑的.然而,只靠外加剂来补偿混料设计不合理所造成的缺点是不可接受的,因为这样所生产的混凝土无法保证它的性能.外加剂技术的发展可显著提高混凝土的质量,同时也提高了混凝土的性能.减水外加剂(增塑剂)和高性能减水剂(高级增塑剂)都可用来减少混凝土配料中的用水量和水泥用量.高级增速剂是在较低的水灰比条件下是生产经济性高强度混凝土的必要成分.人们用增塑剂和高级增塑剂用来降低水泥浆体的含量(水泥加水),进而希望减少干缩现象.该报告通过试验得出:该新型混凝土的增加混凝土的工作性能和减少干缩方面效果显著.

cement21concrete@yahoo.com.cn

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  • liulu19841111
    liulu19841111 沙发
    顶!
    很有现实意义!
    我们这打灰的时候总出现收缩裂缝!很苦恼!
    2007-10-30 21:47:30

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  • 赛诺冗余密封
    图. 2:普通混凝土和凯姆壮混凝土的收缩随时间的变化

    表 6:干收缩率随时间的变化

    天数 Mix 1 Mix 2 Mix 3 Mix 4
    7 34 22 23 49
    28 63 61 57 81
    56 88 85 91 96
    112 100 100 100 100

    混凝土的干收缩
    图2显示普通混凝土和凯姆壮混凝土的干缩性能随时间的变化图.对所有的测试组来说,混凝土的干缩性能的变化率随着时间的增加而减小.对普通混凝土MIX1来说,112天后的干收缩量是745 x 10-6. 如果用凯姆壮KF-A代替硅粉,同时水灰比从.57减少到0.52,则同样的时间后,干收缩量降为556 x 10-6 ,降低了大约25%. 当凯姆壮KF-A的量由 5 kg/m3 增加到 10 kg/m3,干缩量没发现进一步减小的现象,但实际上,干缩量增加到了604 x 10-6.然而,但用水量减少10%时,并且不再使用减水剂后,如MIX4,则112天的干缩量明显的减小到320 x 10-6.比普通混凝土的收缩量降低了57%.减少水用量不能解释改种收缩的减少.需要进一步试验证实这个结论.
    .


    表7:混凝土的孔隙渗透性

    试验 Mix 1 Mix 2 Mix 3 Mix 4
    浸泡和蒸煮后的吸水量 (%) 5.56 5.55 5.86 5.32
    孔隙渗水量 (%) 12.22 12.26 12.88 12.10

    外根据表6,于其它组别相比,MIX4收缩量能够快速稳定.7天后的MIX4的收缩量达到112天的后收缩量的49%, 而普通混凝土的7天后的收缩量值为112天的收缩量的34%.这种收缩差异可能是种因素引起,如硅粉含量,减小用水量,凯姆壮用量和水分等共同作用的结果.我们已经知道孔隙结构的改变对收缩有很大的影响,而MIX4就有很低的孔细度,就是这种很低的孔隙度在影响着干燥速度.

    孔隙空间的体积可通过加热炉把内部的水排出的方法,然后测量再测量浸泡和蒸煮期间的吸水量来确定来确定,测试程序根据ASTM C642:1990(2)进行,表7简单列除了试验的结果.MIX4减小用水量后,显示吸水率最低,渗透孔隙最小.MIX2和MIX3与普通混凝土相比,该方面没有发生变化
    结论

    此论文给出了新型混凝土外加剂凯姆壮KF-A的试验结果,该结果显示凯姆壮KF-A具有减水剂的功效,能帮助减少水量,而不改变混凝土的可用性.凯姆壮KF-A用量的增加不会对新混凝土和已硬化的混凝土产生有害影响. 事实是凯姆壮改经了混凝土的强度性能,与硅粉的功能相似,所以,凯姆壮KF-A可以用来取代硅粉.该结果同时显示,使用凯姆壮KF-A后,混凝土的早期强度得到很大提升,使用凯姆壮KF-A的最大意义是在用水量减少10%时,可以降低干缩量达57%.该结果重点突出了该外加剂的控制混凝土的收缩性方面的作用.
    参考资料

    1. 澳大利亚标准, AS 1012: 混凝土测试, 1996.
    2. 美国材料试验协会试验标准, ASTM C642:1999: 已硬化混凝土的比重,吸水量和孔隙的试验方法.


    Contacing Person:: Frank Wang

    Email: cement21concrete@yahoo.com.cn

    QQ: 728492839


    2007-10-29 12:37:29

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