干缩试验（精选7篇）
干缩试验 篇1
0前言
钢管再生混凝土结构中, 由于再生混凝土的收缩和徐变, 使得钢管对核心混凝土的约束力相对较低, 导致混凝土和钢管共同工作性能不佳, 故研究膨胀剂对再生粗骨料的影响以界定是否具有良好的粘结力尤为重要。
1 再生粗骨料来源与制备
本实验所采用的废弃的再生混凝土块体粒径范围50~100 mm, 经破碎、清理而得, 见图1~4。
2 再生混凝土粗骨料基本性能
2.1 再生骨料堆积密度
骨料堆积密度是指骨料在堆积状态下单位体积的质量。试验中将不同组合比例的粗骨料装置于测定桶中, 去皮称量其堆积质量, 按式 (1) 计算其堆积密度:
式中M—骨料的堆积质量;
V—骨料的堆积体积。
测定各种比例的粗骨料饱和堆积密度见表1。
注:普通混凝土 (NC) , 不掺入膨胀剂的再生混凝土 (RC) 。
2.2 再生混凝土骨料的孔隙率和吸水性
再生混凝土块体骨料孔隙率与天然粗骨料的测试结果见表2。由表2可知, 再生混凝土骨料的孔隙率高于天然粗骨料。
2.3 再生混凝土骨料强度
利用钻芯法取出废弃混凝土块中取出3个样本, 样本的高度和直径之比应在1~2之间, 并测出3个样本的抗压强度, 取它们的平均值作为废弃混凝土的测出强度, 得出废弃混凝土的立方体抗压强度为27.4 MPa。
2.4 再生骨料的颗粒级配
本实验所用天然骨料为2号碎石, 取50%的天然骨料和50%的再生骨料配制成混合骨料, 级配试验研究结果见图5, 从图5得到再生骨料级配与天然骨料级配级配良好且相差很小。
3 再生混凝土的干缩试验
本次研究分为4组进行再生混凝土收缩性能试验, 分别是普通混凝土 (NC) , 不掺入膨胀剂的再生混凝土 (RC) , 膨胀剂掺量为10%的再生混凝土 (RC-10) , 膨胀剂掺量为15%的再生混凝土 (RC-15) , 试件规格为100 mm×100 mm×355 mm, 每组均为3个试件, 振动至表面呈水泥浆且不泛气泡为止, 试件表面抹平;置于温度为 (20±2) ℃标准养护室内养护, 拆模后放入混凝土长比仪中测得原始长度, 分别测得7、14、28、35、42、49 d的试件长度。
3.1 再生混凝土的膨胀和干缩率分析
再生混凝土的膨胀和干缩率之和按下式进行计算:
式中εt—试件在龄期d时的膨胀率或干缩率;
Lo—试件初始试件长度, mm;
Lt—试件在龄期d时的长度, mm。
再生混凝土自由膨胀和干缩率见图6。
4 结论
图6给出了NC, RC, RC-10, RC-15这4组自由膨胀和干缩率随着龄期变化的情况, 没有掺入膨胀剂的再生混凝土在49 d的收缩率为-484×10-6, 而相同龄期的普通混凝土的干缩率为-411×10-6, 前者约是后者的1.2倍。
膨胀剂掺量约为10%的再生混凝土在49 d的干缩率为-65×10-6, 约为同期普通混凝土的0.16倍;膨胀剂掺量为15%的再生混凝土在49 d时仍然处于膨胀状态。由此可见, 在再生混凝土中掺入膨胀剂能够减少再生混凝土的干缩变形, 从而形成微干缩或者微膨胀的再生混凝土。
摘要：为了解微膨胀剂对再生混凝土的干缩影响, 在研究再生粗骨料的基本特性基础上对4组膨胀剂再生混凝土进行干缩性能试验, 研究结果表明:再生骨料的天然干缩性较大, 约为同等级普通混凝土的1.11.3倍干缩量, 在再生混凝土中掺入膨胀剂能够有效减少再生混凝土的收缩变形。
关键词：再生混凝土,微膨胀,干缩试验
参考文献
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干缩试验 篇2
关键词：水稳基层,干缩,混合料,试验
0 引言
随着我国公路建设事业的发展，公路养护维修渐近高潮，路基路面再生技术已成为热点研究与应用领域[1]。自20世纪90年代开始新建的大量再生路面已接近其使用寿命，能否对再生路面进行二次乃至多次再生，已成为现今研究的新方向及难点。而对于水稳基层混合料而言，大量实践运用表明，其混合料受到温度影响导致水分蒸发以及其内部水化作用而产生干缩，并最终引起收缩裂缝的产生而降低道路质量[2]，即干缩开裂是水稳基层的主要破坏形式。因此，了解干缩性能在多次再生中的变化趋势，并找出有效措施，是实现水稳基层重复再生的关键因素。因此，针对上述问题，本文将从水稳基层干缩裂缝的机理着手，研究水泥稳定碎石基层在多次再生利用过程中混合料的干缩性能变化特点并探寻解决办法。
1 原材料
1)水泥:本文选用贵州奇峰工贸有限责任公司生产的贵遵牌32.5号复合硅酸盐水泥，3 d抗压强度为21.5 MPa,28 d抗压强度为40.0 MPa。
2)集料:本论文的新集料为石灰岩石料，分为0 mm～5 mm,5 mm～10 mm,10 mm～20 mm三档;本文多次再生用集料为前一次试验后试件的破碎废旧料。
2 重复再生混合料配合比设计
根据JTG D50-2006公路沥青路面设计规范中半刚性基层集料级配的要求，以及按照JTG E51-2009公路工程无机结合料稳定材料试验规程中T 0804-1994击实试验方法，通过试验计算得出多次再生混合料的最佳级配如表1所示，混合料的最大干密度及最佳含水量如表2所示。
从表1中可以看出，路面旧料随着再生次数的增加，在4.75 mm及以下的通过率明显增大，整体细化趋势明显。这种现象使得路面旧料的级配更加连续，符合基层的设计要求。
从表2中可以看出，混合料的最大干密度和最佳含水量均随着再生次数的增加呈现增大趋势。分析发现，原材料表面裹覆的水泥浆体随着再生次数的增加而增厚，增加的水泥浆体导致其水化反应所需用水量也逐渐增加，从而引起最佳含水率上升;而另一方面，集料的细化增加了集料间的比表面积，细化的集料也逐渐填充于混合料的骨架空隙当中，导致混合料的最大干密度随之增大。
3 重复再生混合料干缩性能衰变规律
本次干缩试验衰变规律研究，采用100 mm×100 mm的圆柱形中号试件。按照规程T 0804-1994确定混合料的最佳含水量和最大干密度;然后参照规程T 0843-2009的方法制备试件;再按照规程T 0845-2009的标准养生方法进行养生，龄期为7 d(6 d标准养生，1 d饱水养生);最后安装干缩试验装置(如图1所示)，将收缩仪连同试件一起放入干缩室，使试件在室内平均温度20℃的试验台上自然干燥，并在每个龄期里通过千分表数值的变化测定试件的收缩变形值，以及测定备用试件在相同自然环境下的平均水分蒸发损失量。在干缩观测结束后，将标准试件放到烘箱内烘干至恒重mp。试验结果如图2，图3所示。
从图2，图3中可以看出，混合料的累计失水量及累计干缩量均随着龄期的增大而增大，且前期增长速率较大，后期增长的较慢直至保持不变。另外，同龄期下，混合料的累计失水量随着再生次数的增加而呈现增长趋势，且增长率也呈现前期大后期小直至稳定无变化的规律。
根据式(1)～式(4)对上述试验结果进行分析，计算得出不同龄期的失水率、干缩应变及干缩系数，详细变化情况见图4～图6，以来探究混合料的干缩性能。
失水率:
干缩量:
干缩应变:
干缩系数:
由图3～图5可以看出，多次再生混合料的失水率、干缩应变以及干缩系数均随龄期的增长而呈现增长趋势;且增长趋势随着龄期的增大而趋于平缓，直至稳定为零。整体上，失水率、干缩应变以及干缩系数的增长，前3天的增长量较大，7 d后变化已不明显，14 d后趋于稳定。另外，同龄期的各个再生级别混合料的失水率、干缩应变以及干缩系数均随着再生次数的增加而出现了增大趋势，且三种评价指标的稳定不变值也呈现滞后现象。
分析得出上述趋势的主要原因在于两点。一方面，在多次再生过程中，路面旧料已裹覆有少量未完全水化的水泥浆体，这种水泥浆体会继续发生水化作用，从而引起混合料收缩应力增大，最终使得混合料的干缩呈现增大趋势。另一方面，混合料所用的原材料集料随着再生次数的增加呈现细化趋势，集料细化也会引起混合料的干缩增长。这种干缩性能的增长趋势极易引起混合料的干缩开裂，最终导致混合料结构破坏而降低混合料的路用性能。因此，在重复再生过程中应重视延缓混合料干缩性能的衰变趋势，防止由于干缩所引起的收缩裂缝、结构破坏等问题。
4 采取改善措施后收缩性能的变化规律
对多次再生水稳基层混合料采取减小水泥用量、外掺聚丙烯纤维和膨胀剂后，进行干缩试验，得到多次再生混合料的累计失水量、累计干缩量同龄期的变化关系表，结合第3节中的结果绘制采取改善措施前后多次再生混合料的累计失水量、累计干缩量随龄期的变化曲线，如图7，图8所示。
分析图7及图8，对比前7天混合料累计失水量及累计干缩量的增长曲线斜率，发现采取改善措施后，混合料的干缩速率明显减慢。另外从图中看出，采取改善措施后，虽然混合料的累计失水量及累计干缩量的增长趋势没有变化，但从图中及表3中可以得出，混合料的累计失水量及累计干缩量明显较同龄期未采取改善措施的基准再生混合料的值大幅降低。
由图7及图8结果，根据相关关系式计算得出多次再生混合料的失水率、干缩应变、干缩系数，并绘制多次再生混合料的累计失水率、累计干缩应变累计干缩系数随龄期的变化曲线，如图9～图11所示。
由图9～图11可以看出，采取改善措施后，多次再生混合料的失水率、干缩应变及干缩系数仍旧随着龄期的增长呈增大趋势，但较基准混合料指标而言，其增大趋势较为缓和。另一方面，从图9～图11以及表4中可以发现，相同龄期相同再生周期下，改善后的混合料失水率、干缩应变及干缩系数均较基准的有所降低。以上现象均说明，采取少水泥用量及掺加外掺材料(膨胀剂及聚丙烯纤维)的措施能够有效缓解水泥稳定碎石基层在重复再生利用过程中混合料的干燥收缩，降低混合料的收缩开裂，有效增强混合料在实际工程中的使用价值。
5 结语
通过本次试验及研究分析得出以下结论:
1)水稳基层在重复再生过程中，集料呈细化趋势，且集料表面覆盖水泥浆体会随着再生次数的增加而增厚，上述这种趋势易引起混合料干缩加剧，降低混合料的使用性能。
2)水稳基层在重复再生过程中，由于水泥浆体裹覆集料表面及集料呈细化趋势，引起混合料的最大干密度及最佳含水量均随着再生次数的增加而呈现增大趋势。
3)水稳基层在重复再生过程中，混合料的失水率、干缩应变和干缩系数均会随着养生龄期的增长而呈现增大趋势，且随着再生次数的增加，混合料的干缩也会呈现增长趋势。
4)采取减小水泥用量、外掺聚丙烯纤维和膨胀剂能够有效缓解水稳基层重复再生混合料干缩性能的衰变趋势，降低因干缩而导致的混合料开裂问题，延长再生混合料的重复利用率。
5)水稳基层具有重复再生的使用价值和利用潜能。
参考文献
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[4]JTG E51-2009,公路工程无机结合料稳定材料试验规程[S].
干缩试验 篇3
关键词：自密实混凝土,干缩,CEB-FIP模型
1 概述
近年来,高性能混凝土(HPC)、自密实混凝土(SCC)、高强混凝土(HSC)获得了迅速发展,配制强度高、工作性能好的混凝土已经不成问题。在这种情况下,研究的重点已经转移到混凝土的耐久性上。如何解决混凝土的体积稳定性(特别是其前期的体积稳定性)、控制裂缝成为其中的难点之一。而收缩是引起裂缝最常见的因素之一,于是混凝土的收缩性能及抗裂性能研究受到国内外专家学者的日益重视。研究清楚混凝土收缩的复杂收缩机理、影响因素,并在此基础上采取有针对性的研究方法和抗裂措施就非常重要。
目前,国内外对于干燥收缩的理论研究较为成熟,许多国家都有专门的科研机构从事混凝土裂缝的研究工作,并编制了规范,如美国混凝土协会ACI224委员会、欧洲混凝土协会CEB、欧洲混凝土协会-国际预应力协会CEB-FIP等。此外,许多学者也做了大量的混凝土干缩方面的研究工作,如Bazant[1]、Hong[2]和Shah[3],我国学者王铁梦在总结大量实验数据的基础上也提出了一个混凝土收缩计算公式。但是针对SCC,各种收缩模型的适用性有待进一步研究和确认。本文仅通过试验研究CEB-FIP模型对SCC干缩的适用性。
2 CEB-FIP模型简介
欧洲混凝土协会-国际预应力混凝土协会(CEB-FIP)建议的收缩模型(式1)适用于抗压强度不超过90 MPa的混凝土。在实际情况中,这一模型常用于预测抗压强度低于60 MPa的普通混凝土的收缩。
式中:
式中:εcso—波特兰水泥混凝土的最大收缩;εs—混凝土的干燥收缩;βsc—与水泥类型相关的系数,使用普通水泥时,取5;使用快硬水泥和高强水泥时,取8,配制高性能混凝土时,βsc取值须仔细斟酌;βRH—相对湿度系数;RH—相对湿度%;fc28—混凝土28 d抗压强度平均值;ts—干缩开始的龄期d;t—混凝土龄期d;h—截面有效厚度mm。
3 SCC干缩试验
本试验分别测量C30～C60 SCC和粉煤灰SCC的28d干缩,试验配合比和相应参数见表1。每组配合比浇注1个试件,浇注尺寸为100 mm×100 mm×515 mm,试件两端预埋有金属测量探头。然后标准养护到24 h(1 d),拆模。以浇注后1 d为初始时间,1～7 d每天采用千分表测量其干缩数据,7～28 d每3 d采用千分表测量其干缩数据。
4 CEB-FIP模型适用性分析
针对本文试验具体情况,取βsc=5,RH=60,
将表1中C30～C60 SCC的28 d强度带入上式,并计算各配比方案的3 d、7 d和28 d干缩率,将计算值与实测值列于表2。
由表2数据可见,CEB-FIP方法计算干缩率与实测数据相差悬殊,因此该方法不适合于计算SCC干缩。但是该方法考虑了水泥类型、相对湿度和截面有效厚度等因素,在建立新的收缩预测公式时可以提供参考。
5 结论和建议
CEB-FIP方法不适合于计算自密实混凝土的干缩,但是该方法考虑了水泥类型、相对湿度和截面有效厚度等因素,在建立新的收缩预测公式时可以提供参考。
参考文献
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机制砂砂浆干缩性能的研究 篇4
关键词：机制砂,砂浆,干缩
0 引言
在天然砂中,粒径小于75μm的颗粒多为粘土、有机物等杂质,这会显著增加混凝土的需水量[1]。因此,为了避免微细颗粒的负面影响,有些规范限定了粒径小于75μm颗粒的含量。如《建筑用砂》(GB/T 14684-2001)限定在天然砂中粒径小于75μm的含量(质量分数,下同)应不超过1%～5%,机制砂则为3%～7%。机制砂的石粉(小于75μm)含量一般在10%～20%之间,远高于天然砂,但是它们通常不是有害杂质,研究表明石粉含量高达15%～20%,不会对普通品质的混凝土造成负面的影响[2],而且用于混凝土中的机制砂含有的粒径小于75μm的部分,如果石粉粒形好,甚至会提高混凝土的性能[2,3,4]。
但是,石粉含量过高,特别是机制砂的石粉含量超过了集料总体积的7%,就会导致混凝土需水量的增加,从而增大收缩,降低强度,即粒径小于75μm的石粉应不超过集料总体积的7%(约为细集料体积的15%～20%)。李兴贵等的研究结果显示,机制砂混凝土的干缩随石粉含量的增加而增大,当粒径小于0.16mm的颗粒含量大于12%时,干缩率显著增大,且高石粉含量机制砂混凝土早期干缩大于常规机制砂混凝土[5]。Ahmed等[6]研究了石粉含量分别为0%、3%、5%、7%、10%、15%、20%时混凝土的干缩,得出龄期为330d时,混凝土的收缩随石粉含量的增加呈递增的趋势。Malhotra等[7]研究了当水灰比为0.70、0.53、0.40,石粉含量分别为0%、5%、10%、15%、20%,以及龄期最大为217d时混凝土的收缩,得出水灰比越大,石粉含量越高,混凝土收缩增加的值也就越大。
本实验以砂浆为研究对象,对比研究了砂灰比、不同类型砂、石粉含量对砂浆干缩性能的影响。
1 实验
1.1 原材料
采用华新P.C32.5水泥,水泥的各项性能指标见表1。细集料包括机制砂和天然砂,其中机制砂为华生石灰岩机制砂、吴家湾石英岩机制砂、下岸溪花岗岩机制砂;天然砂为洞庭湖河砂。
其主要性能指标见表2,级配曲线见图1(4.75～0.15mm累计筛余百分率)。
1.2 试验方法
砂浆的干缩试验按照《水泥胶砂干缩试验方法》(JC/T 603-2004)进行测试。成型试件标准养护1d后移入干燥恒温室立即测定其基准长度,试件的干缩龄期从测基准长度后算起,分别为1d、3d、7d、28d、56d。室内干燥恒温,温度为(20±2)℃,相对湿度为60%±5%。
2 结果与分析
2.1 砂灰比对干缩性能的影响
采用华生石灰岩机制砂,固定水灰比(0.5)和砂子的质量,通过改变用水量来改变水泥用量和浆体的质量,研究不同砂灰比时水泥砂浆试块的干缩值。配比和试验结果见表3和图2。
从表3和图2可以看出,随着砂灰比的减小,即浆体量的增多,砂浆的干缩值逐渐增大。但砂灰比以3为界限,当砂灰比大于3时,随着砂灰比的减小,干缩率虽然增大,但增大的幅度很小;当砂灰比小于3时,砂灰比继续减小,干缩率增加的幅度明显变大。砂浆的容重则随着砂灰比的减小,先增大后减小,当砂灰比为3时,砂浆的容重最大。这说明当砂灰比大于3时,水泥浆没有填满砂子的空隙,从而随着水泥浆量的增加,干缩率增加很小;当砂灰比小于3时,即水泥浆填满砂子的空隙后,水泥浆量继续增加,则砂浆的干缩率增幅明显增大。
2.2 不同岩性机制砂对砂浆干缩性能的影响
固定水灰比(0.5)、砂灰比(3.0)和用水量,对比河砂、石英岩机制砂、花岗岩机制砂、石灰岩机制砂对砂浆干缩性能的影响。具体配比和试验结果见表4和图3。
从表4和图3可以看出,3种不同岩性的机制砂,不同龄期的干缩率虽然略有差别,但相差不大,其中在1～7d时,从小到大的顺序为:花岗岩机制砂、石英岩机制砂、石灰岩机制砂;大于7d时,干缩率从小到大的顺序为:石灰岩机制砂、花岗岩机制砂、石英岩机制砂,即以7d为界,干缩率的大小顺序恰好相反。在早期,石灰岩机制砂砂浆的干缩率大于花岗岩机制砂和石英岩机制砂的干缩率,可能是由于石灰石粉加速了水泥的水化、碳铝酸盐的形成[7]。在后期,花岗岩机制砂和石英岩机制砂砂浆的干缩率大于石灰岩机制砂的干缩率,可能是由于花岗岩机制砂和石英岩机制砂石粉含量(分别为8.4%和7.3%)大于石灰岩机制砂的石粉含量(4.3%),浆体总量相对较多,抑制砂浆收缩的砂子就相对较少,从而使后期的干缩率增大。
注:NS表示河砂;QS表示石英砂;GS表示花岗岩砂;LS表示石灰岩砂
从图3可以明显看出,在各龄期时,3种机制砂砂浆的干缩率明显大于河砂的干缩率。一是可能由于机制砂中含有部分石粉,增大了浆体量;二是由于机制砂的紧装空隙率比河砂的小(见表2),从而使填满颗粒空需要的水泥浆量减少,这样在砂灰比相同时,因为需要更多的浆体来填充河砂的空隙,所以河砂作为骨架约束浆体收缩的作用更大。
2.3 石粉含量对砂浆干缩性能的影响
以华生石灰岩机制砂为研究对象。固定水灰比为0.5,砂灰比为3,用水量为250g。通过改变石灰岩机制砂的石粉含量,研究石粉含量对砂浆干缩性能的影响。具体配比和试验结果见表5和图4。
从整体来说,随着石粉含量的增加,砂浆的干缩率先减小,后增大。根据规律,可以将其分成早期(1d、3d)和后期(≥7d) 两个阶段。从图4可以看出,在早期,石灰岩机制砂的石粉含量为10%时,干缩率最小,其次是15%时;在后期,石灰岩机制砂的石粉含量为15%时,干缩率最小,其次是10%时。王雨利等[9]采用湿堆积密度法测试了水泥与石灰石粉混合后的密实度,表明适量石粉可增大二者混合物的密实度,即适量石粉可减小水泥浆的空隙率,从而减小收缩。
3 结论
(1)随着砂灰比的减小,即水泥浆量的增加,整体表现为砂浆干缩率增大。但在水泥浆未填充满砂子的空隙之前,随着水泥浆量的增加,砂浆干缩率增大的幅度很小;当填充满砂子的空隙后,随着水泥浆量的继续增加,砂浆干缩率的增幅明显变大。
(2)在早期(≤7d),石灰岩机制砂砂浆的干缩率大于花岗岩和石英岩机制砂砂浆的干缩率,在后期(>7d),花岗岩和石英岩机制砂砂浆的干缩率大于石灰岩机制砂砂浆的干缩率;在各个龄期,3种机制砂砂浆的干缩率均大于河砂砂浆的干缩率。
(3)随着石粉含量的增加,机制砂砂浆的收缩率先减小,后增大。在早期(1d、3d),石粉含量为10%时砂浆干缩率最小;在后期(≥7d),石粉含量为15%时砂浆干缩率最小。
参考文献
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浅谈混凝土表面干缩裂缝 篇5
限于篇幅等原因, 本文仅从温度和湿度变化引起的混凝土干缩裂缝进行分析探讨。
1 干缩裂缝产生的原因
混凝土初期硬化期间水泥放出大量的水化热, 内部温度不断上升, 在混凝土表面形成拉应力, 后期降温过程中, 由于受到其他混凝土构件的约束, 又会在混凝土内部出现拉应力。同时, 气温 (或者混凝土表面温度) 也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时, 便会出现裂缝。
绝大多数混凝土内部湿度变化很小, 同时变化也很慢, 但表面湿度变化较大而剧烈。这主要是因为养护不到位、时干时湿, 表面干缩变形受到内部混凝土的约束, 使表面混凝土受到拉力, 导致表面出现裂缝。
众所周知, 混凝土是一种脆性的不均匀性的材料, 抗拉强度只有抗压强度的1/10左右。加之, 原材料的不均匀性、集料级配的不合理性、水灰比的不稳定性。运输和浇筑过程的离析现象, 振捣过程中出现漏振或者过振的现象, 形成一个一个层面, 在同一个混凝土构件中, 其抗拉强度也不均匀, 存在很多抗拉能力很低、易于出现裂缝的薄弱部位。在钢筋混凝土中, 拉应力主要由钢筋承担, 混凝土只承受压应力。如果在其边缘部位出现拉应力, 那么只能依靠混凝土自身来承担。如果产生的拉应力大于混凝土的抗拉强度。便形成了裂缝。
2 通过温度的控制减少裂缝产生的措施
根据前面的分析, 混凝土表面的裂缝是因温度变化形成的拉应力引起的。那么就从控制温度和改善约束条件两方面着手解决。而温度的控制我们又从减少混凝土内部的水化温度和外环境的气温剧变两方面考虑。具体办法有:
(1) 改善骨料级配。严禁使用单粒级配, 采用2种甚至3种粒径段的集料 (碎石) , 进行科学合理的掺配。骨料级配合理可减少水泥用量, 而减少水泥用量便可以减少水泥的水化热。同时, 改善混凝土的不均匀性, 提高混凝土的抗拉强度。
(2) 严格控制混凝土的坍落度, 通过减少用水量和水泥用量, 来控制混凝土的温度应力。
(3) 避开高温浇筑混凝土, 如果气温高于30℃尽量不要浇筑混凝土, 条件实在不允许, 可采用对模板降温, 给碎石降温, 减少混凝土浇筑层等办法。
(4) 确定合理的拆摸时间, 气温骤降时进行表面保温, 以免混凝土表面发生急剧的温度梯度。
(5) 施工中长期暴露的混凝土, 在寒冷季节采取保温措施。
(6) 冬期施工时, 如果采用蒸汽养护, 需要注意3点, 慢升温, 慢降温, 避高温, 以免混凝土表面形成急剧的温度梯度。
(7) 拆模后, 混凝土一定要做好保温养护, 严防常期暴露在高温、干燥、风多的自然环境中, 也要杜绝干湿循环, 应当覆盖洒水养护, 使混凝土表面处于长期湿润状态。既降低混凝土环境温度, 又防止表面干缩出现裂缝。特别是混凝土早期的前7天, 水化热大, 混凝土强度及弹性模量急剧变化。内部产生残余应力, 与温度应力进行迭加, 而混凝土本身抗拉抗裂性就差, 这个时期则更低。因此养护不好更容易出现裂缝。
(8) 合理进行分缝分块。
(9) 对于地下工程可采用早回填早覆盖。
(10) 在混凝土终凝前用木抹子压抹一次, 混凝土表面形成微膜并把细小裂缝处理掉。
(11) 严格控制钢筋的保护层, 若钢筋保护层不足, 因收缩沿钢筋位置出现裂缝。
(12) 混凝土拆模后应即时覆盖, 防止因风吹, 减少混凝土表面的水分。
3 减水剂的使用对减少混凝土表面裂缝的重要作用
(1) 由于混凝土中存在大量的毛细孔道, 水分蒸发后毛细管中产生毛细管张力, 导致混凝土出现干缩变形。因此, 掺合减水剂可以减少水分, 从而减少毛细管张力, 起到减少于缩变形的可能性。
(2) 水灰比是影响混凝土收缩的重要因素, 使用减水剂可使混凝土用水量减少25%左右。
(3) 水泥用量也是混凝土收缩率的重要影响因素, 掺加减水剂的混凝土在保持强度不变的情况下, 可减少15%左右的水泥用量。
(4) 掺加减水剂还可以改善水泥浆的稠度, 减少混凝土的泌水, 从而减少混凝土的沉缩变形。
(5) 由于减少了用水量, 因此减少了水分蒸发后形成的空穴, 从而提高了水泥浆与骨料的黏结力, 进而提高混凝土的抗裂性能, 减少裂缝。
(6) 掺加减水剂可使混凝土的密实性提高, 从而有效地提高混凝土的抗碳化性, 减少碳化收缩。
(7) 减水剂一般对混凝土有缓凝作用。但时间恰当, 因此在有效防止水泥迅速水化放热基础上, 避免因水泥长期不凝造成塑性收缩增加。
(8) 减水剂可以改善混凝土的和易性, 表面容易抹平, 形成微膜, 减少水分蒸发, 从而减少干缩。
4 结束语
商品混凝土干缩裂缝的控制 篇6
商品混凝土亦称预拌混凝土, 它的产生和出现可以说是混凝土发展史上的一次“革命”, 是混凝土工业走向现代化和科学化的标志;混凝土商品化生产为建筑工程节省水泥、提高工程质量改进施工组织、减轻劳动强度、降低成本等提供可能, 同时也为节省施工用地、改善劳动条件, 环境污染而使人类受益, 同时还为推广散装水泥铺开道路。
目前, 在国外发展商品混凝土较快, 商品混凝土已成为一门重要的产业。我国商品混凝土只是在北京、上海、天津、常州、广州一些大城市及大型水利工程中采用商品 (预拌) 混凝土主要集中在省会及沿海发达城市, 在这些城市商品混凝土使用率已达60%~80%, 基本达到发达国家水平, 我国一些中小城市应用率还很低, 甚至没有应用.我国发布的《散装水泥发展》“十五”规划中明确确定, 到2005年我国预拌混凝土生产能力力争达到3亿m3。占混凝土总量的比例达到20%, 其中大中城市要达到50%以上;直辖市、省会城市、沿海开放城市和旅游城市, 从2003年12月31日起禁止在城区现场搅拌混凝土, 其他城市2005年12月31日起, 禁止在城区现场搅拌混凝土。随着商品混凝土的发展力度加大, 商品混凝土应用时如果不加强管理, 也必然会带来商品混凝土的一些质量通病的出现。由于商品混凝土的“三大、一小”即水泥用量大、水用量大、砂率大、石子用量小;和“三高一低”即高水化热、高气温、高风速、低的相对湿度等特点, 商品混凝土容易产生干缩裂缝, 已成为一项质量通病, 尤其是板类或较薄的、平面混凝土结构;商品混凝土的“三大、一小”和“三高一低”是造成干缩裂缝的主要根源之一。
如何防止和控制干缩裂缝, 必须采取相应的针对性的技术措施, 据多年的现场施工经验和学习有关技术资料基础上, 提出控制干缩裂缝的技术措施, 和同行交流商讨, 本文只是从商品混凝土的生产、施工现场管理的角度提出控制措施。
2 商品混凝土原料选择
2.1 水泥品种的选择
优先选用C3A含量低的中、低热的普通水泥或复合、矿渣水泥等, 除冬期施工外, 不宜选早强型水泥;也不宜采用火山水泥, 因为火山水泥需水量大, 易泌水。
水泥等级和混凝土等级应相匹配, 一般C25以下混凝土宜选32.5级水泥, C30以上混凝土宜选42.5级水泥, 但水泥品种不能混用, 不同产家、不同品种即是同一水泥等级也不能混用, 同厂家、同品种不同批号的水泥原则上也不能混用。为什么不能混用?因不同厂、不同品种虽说强度等级相同, 但其中所含的矿物成分不同, 水泥掺合料不同, 所产生的水化热亦不同, 其收缩、变形、凝结时间等不同, 水化时反映了各自水泥的水化个性, 所以不能混用, 如果混用:a.可能造成收缩、变型不同, 而影响结构的耐久性;b.凝结时间、需水量、水化速度不同, 所产生的混凝土强度不同, 将使混用后的混凝土强度降低5%~20%, c.由于收缩变形不同, 产生裂缝隐患存在。不同水泥应分别使用, 只能待上一品种水泥产生一定强度后, 才可向上面浇筑其他品种、等级的水泥。在保证混凝土强度的前提下, 商品混凝土的水泥用量, 应降低到最低程度。
2.2 混凝土掺合料品种的选用
要求商品混凝土水泥用量不低于300kg/m3 (包括掺合料) , 商品混凝土比普通混凝土最小水泥用量增加, 这就意味着产生裂缝隐患存在, 而水泥新标准执行后, 水泥强度提高, 生产厂家提高了水泥细度、C3A含量, 早期强度提高了, 更加大了混凝土干缩裂缝产生的隐患, 为减少和控制产生裂缝的根源, 必须掺入矿物掺合料, 如磨细矿渣粉、沸石粉、粉煤灰等。掺入粉煤灰的优点:
a.可代替部分水泥, 超量取代10%~20%水泥, 具有一定的经济和环境效益。
b.可降低水泥水化热, 具有一定的技术效益。
c.可增加混凝土和易性、可泵性, 减少堵泵、堵管的产生;粉煤灰具有滚珠、润滑作用和物理减水作用, 减水率10%左右。
d.可提高混凝土密度性, 增强混凝土抗裂性。
e.可增加混凝土内的细粉料数量, 多余的粉煤灰体积可代替部分砂用量, 减少砂率1%~2%。即减少了干缩裂缝的根源。
f.掺入粉煤灰后使混凝土早期强度降低、缓凝、减少裂缝在早期的出现, 但混凝土在后期可赶上和超过不加粉煤灰混凝土的强度。
总之掺入粉煤灰后, 可明显的降低混凝土的收缩裂缝出现的时间, 同时抑制混凝土的的开裂。
2.3 商品混凝土用细骨料
宜选级配、含泥量泥块含量符合标准要求的中细砂为宜。为什么普通混凝土板类结构不裂呢?因为其砂率最大不超过35%, 而泵送混凝土比普通混凝土砂率最少要大5%以上, 因此在不影响泵送混凝土的可泵性前提下, 尽量控制砂率, 不要太大, 一般不应大于40%, 在37%~40%内为宜。一般板类结构钢筋含量不多, 易于浇筑成型。
2.4 商品混凝土用粗骨料
卵石比碎石可泵性要好。泵送混凝土所用粗骨料以连续粒为好, 单粒级不宜配泵送混凝土, C25以下混凝土宜选连续粒级为5~40mm的卵石, C30以上混凝土选5~31.5mm的碎石。板类结构混凝土内含粗骨料应比梁柱结构混凝土的含石量多些, 以减少裂缝的产生。
2.5 商品混凝土用外加剂
选具有引气、缓凝的泵送剂、减水剂等, 根据施工气温、环境、混凝土强度考虑混凝土缓凝时间, 一般最少缓凝4h以上, 夏天高温季节缓凝时间可适当延长些。主要是缓凝初凝时间。板类或较薄混凝土结构的商品混凝土可按大体积混凝土要求设计配合比, 可掺入抗裂剂等。
2.6 商品混凝土配合比应通过试配确定、
商品混凝土配合比确定原则, 尽量少用水泥多掺入活性掺合料。采用“双掺”或“三掺”技术的原则, 低砂率, 高含石量;混凝土外加剂选用低掺量高效能的泵送剂或减水剂, 保证可泵性能前提下, 以小坍落度、低用水量为原则, 并采取混凝土配合比进行动态管理的原则等等。
2.7 商品混凝土搅拌和运输
原材料计量必须准确, 搅拌时间必须保证, 混凝土坍落度控制在要求范围内;混凝土运输中不能离析、分离, 如坍落度损失太大, 运至现场不易泵送时, 严禁外加水, 宜加入外加剂以调整混凝土流动度。
3 商品混凝土施工控制
3.1 按规范要求加强振捣, 不能过振、欠振、漏振。
3.2 混凝土振捣完毕, 待混凝土初凝前或接近
初凝时, 进行混凝土表面处理, 进行三次抹压:第1次用2m长的木刮板刮平;第2次用铁滚筒滚压, 用以提浆, 使上下层混凝土均匀;第3次在收水以后, 再用木抹子搓压, 弥合已出现的干缩裂缝。
3.3 如果发现干缩裂缝出现, 混凝土表面开始
硬结, 人工抹不动时, 可采取平板振捣器进行二次振捣的方法, 使混凝土进一步密实化。
混凝土表面处理, 其关键是要掌握混凝土初凝时间, 早了、晚了都不行。有人担心, 二次振捣会破坏混凝土结构, 其实混凝土在初凝前后, 在水泥晶胚开始形成时进行二次振捣, 反而和利于水泥晶胚为中心形成新的更密实的混凝土结构, 更有利于混凝土强度的发展。
3.4 据有关资料介绍, 如发现干缩裂缝出现的
快又多时, 可采用抛石法来控制和弥合干缩裂缝, 即在混凝土楼板面层上抛大中石子 (20~40mm) , 然后用平板振捣器进行振捣, 每m3混凝土抛石子150~200kg, 平均每m2抛15 kg左右, 抛石作法以消除混凝土早期裂缝很有效, 亦可用粗砂或豆石满铺一层来约束干缩裂缝的产生。
4 商品混凝土的养护
商品混凝土必须加强早期保湿养护, 尤其我地区气候干燥、春秋风多、风大, 夏季干燥, 相对湿度小, 加强混凝土早期保湿养护更显重要。
当混凝土初凝后, 即表面收水后, 用手轻按混凝土无手印时, 就可浇水或保湿养护;养护方法可复盖草袋或塑料薄膜, 或涂刷养护液均可, 以保证混凝土表面潮湿, 不失水。冬期施工, 一般采取外围, 上盖或外部短期加热的立体蓄热养护方法。但要注意外部短期加热不要将钢模板烤得太热, 一般在低正温5~10OC为宜。否则, 混凝土更易出现干缩裂缝。
结束语
只要上述的技术措施到位, 商品混凝土的干缩裂缝一定能得到有效控制。
摘要：针对如何有效控制商品混凝土干缩裂缝进行了分析。
普通水泥混凝土干缩性能研究 篇7
1 水泥混凝土干缩影响因素分析
影响混凝土收缩的因素很多,如水泥品种及其质量和用量,骨料的物理性质及粒径和级配,水质和用量,混凝土密实度、养护方法和龄期,环境温度与湿度,体积与表面积之比,外加剂的品种、性质和用量等[1],因此收缩计算很难获得精确值,只能估算。
混凝土中粗细骨料构成了混凝土的骨架,级配良好的粗骨料可以承担一部分收缩应力,约束水泥石收缩;另外,级配良好的粗细骨料可以形成密实空间结构,降低空隙率,减少水泥石用量,从而减小混凝土的收缩。集料粒径越大,收缩越小;砂率越大,收缩越大;高弹性模量和粗糙表面的集料对收缩有较大约束;砂岩配制混凝土产生的收缩,比选用花岗岩、石英和石灰岩配制混凝土产生的收缩大两倍;轻集料混凝土比普通集料混凝土收缩大。水泥用量越大,混凝土收缩越大;水灰比越大,混凝土收缩越大;水泥细度越大,比表面积越大,收缩越大;火山灰质硅酸盐水泥收缩较大[2]。收缩随时间增长而增长,开始时增长较快,随时间的延续而缓慢。混凝土收缩与应力无关。收缩大部分在前3个月～6个月内完成,各国试验表明混凝土收缩速率可估计为:两星期内完成20年收缩的25%左右;3个月完成20年收缩的60%左右;1年完成20年收缩的75%左右。
2 试验情况及测试方法
2.1 原材料
1)水泥:为郴州东江水泥厂生产的东江金磊牌525号道路硅酸盐水泥,28 d抗压强度58 MPa,其他性能指标符合国家有关规定。2)粗集料:由耒宜公司所属料场提供,最大粒径为30 mm,表观密度2 620 kg/m3,堆积密度1 385 kg/m3,压碎值指标11.5%。3)细集料:为粗砂,属Ⅰ区,细度模数3.4。4)粉煤灰:由耒阳电厂提供。5)外加剂:减水引气剂。
2.2 水泥混合料配合比
水泥混合料配合比设计结果见表1。
2.3 试验方案
试验采用标准混凝土试块(100 mm×100 mm×515 mm),用模具成型后在室内(温度(20±3)℃,相对湿度70%左右)养护。养护至龄期3 d,7 d,14 d,28 d,60 d,90 d,180 d,通过读取百分表数值变化测得试件的长度变化。
2.4 测试方法
交通部和水电部分别于1980年和1982年制定的标准方法中,混凝土干缩试验采用的主要参数(温度、湿度和试件尺寸)基本相同。考虑到港口混凝土干缩试验更有条件付诸实施,故JTJ 053-94公路工程水泥混凝土试验规程推荐作为主要参考依据。以百分表固定在混凝土试件上端测定干缩变形可大大提高测试精度,本试验即采用了这种方法测量干缩系数。由于试验与现场实际的差异,用ACI的修正系数对试验结果加以修正,使得试验结果符合现场实际。某一龄期的干缩系数按式(1)计算:
其中,εsh为龄期t的混凝土干缩系数;L0为试件基长,mm;Lt为龄期t的试件长,mm。
3 试验结果与分析
1)将测试数据进行分析整理(见表2)。由表2可以看出,混凝土的干缩系数在前期增长较快,90 d以后增长速度放慢,逐渐趋于稳定。
2)根据试验数据点分布趋势,对干缩系数εsh与时间t用最小二乘法进行回归分析,计算结果见表3。
发现数据点较好的满足回归公式(2),试验点数据与拟合曲线见图1。
其中,εsh为混凝土的干缩系数;t为混凝土的龄期,d。
4 结语
1)混凝土的干缩系数在前期增长较快,90 d以后增长速度放慢,逐渐趋于稳定。2)混凝土的干缩系数与龄期很好的满足关系式。3)进一步减小混凝土收缩应变的措施有:合理设计混凝土配合比,减小混凝土中水泥石的相对含量,降低混凝土单位用水量和水灰比,使用高效减水剂、膨胀剂、钢纤维,加强施工和养护期间保水保温工作。
参考文献
[1]覃维祖.混凝土的收缩、开裂及其评价与防治[J].混凝土,2001(7):4-5.