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行业 | 3种原材料对混凝土裂缝的影响及控制措施,你确定都知道?

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行业 | 3种原材料对混凝土裂缝的影响及控制措施,你确定都知道?

1.水泥的影响及控制措施

水泥的质量问题的好坏直接影响到水泥凝胶的组分,所以水泥的石毛细孔和水泥凝胶形成小孔的形状、大小、个数的多少都有着非常大的关联和影响。因此会关联到混凝土干缩性、内外温度差、抗拉强度的最大值与最小值和碱骨料反应这些也会影响到混凝土,因此会导致混凝土裂缝的形成和发展。

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1.1水泥对约束裂缝的影响

在这里主要阐述硅酸盐水泥矿物对约束裂缝的影响。硅酸盐水泥矿物的组成主要有以下几种物质:C3S(硅酸三钙)、C4AF(铁铝酸四钙)和C2S(铝酸三钙)。各类孰料矿物单独与水发生反应时的特征有,C3S的水化热与C3A相比要小得多,但是它的质量占熟料总质量的50%,比如C3S在三天时间里的水化热是C2S的5倍,所以有很大的影响力。C2S的收缩率是C3A的三分之一,C4AF的收缩率是C3A的五分之一,所以前期温度收缩和干缩的主要原因物质就是C3A和C3S。

1.2水泥对膨胀裂缝的影响
整体水化物的Ca/Si的含量多少也会影响到混凝土中碱骨反应。Ca/Si和C-S-H两者相比,前者的吸附能力比后者强,主要是因为Ca/Si比水化凝胶C-S-H的吸附能力强,这样能够把游离态碱金属进行“固化”,因此碱金属不能参加碱骨料反应了。

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1.3控制措施

从材料的选择上来判断选用的水泥,对于不同的水泥会有不同的使用效果,想要达到预防混凝土温度裂缝产生的问题,可以参考以下措施:

(1)在对水泥进行选择的时候,值得注意的是要选择水化热这个值比较小的,因为水化速度快和水化热大,对混凝土抗裂性能影响非常有害。

(2)选择水泥中C3A/C4AF比和Na2O和K2O含量比较少的。

(3)根据相关规定要求,对搅拌混凝土中的水灰比这个值控制,还要多添加一些高效减水剂,减少水泥和水的用量。

(4)在混凝土浇筑之前,一定要用水把基层和模板的水泥进行湿润处理。

(5)及时做到保护休养工作,防止高温辐射带来的影响,因此要对其采取遮阳防护措施,一是能够使水泥石的用量变少,二来能够抑制碱骨料反应。

2.骨料对混凝土裂缝的影响及控制措施

2.1粗骨料对混凝土裂缝的影响

混凝土出现的膨胀裂缝主要是由碱骨料反应引起的。主要原因在潮湿的条件下,Na2O和K2O与微晶质或非晶质SiO2等物质逐渐发生化学反应也就是碱硅酸反应,简称ASR,反应后生成物的体积比原来的变大了,因此混凝土产生裂缝。此反应产生破坏的主要特点有混凝土表层会出现一些没有规则没有顺寻的类似蜘蛛网的网状裂缝,并且骨料的周围部分也会产生一些白色的类似环状的物质,裂缝里外的白色凝胶也会因为失水过多而出现粉化现象。粗骨料颗粒的直径大小、品质的好坏、发生化学反应的能力、岩石的种类以及灰集比等这些因素都跟混凝土裂缝的产生有联系。

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主要原因有以下三点:

(1)混凝土的组成部分包括水泥石,因此当水泥石的体积发生变化的时候,那么一定会引起混凝土的收缩,粗骨料在混凝土中对水泥石的体积变化有着牵制的作用,能够有效抵抗收缩。因为在混凝土中骨料含量的多少,也会影响到混凝土的收缩,当含量越多时,收缩量就会越小;骨料粒直径与变形阻力成正比例,骨料粒直径越小变形阻力越小,混凝土收缩的能力加强,收缩阻力变小,导致混凝土收缩增大。

(2)相比之下粗骨料的岩石种类对混凝土弹性模量相对处于较高状态,那么它的干缩性是比较小的;当粗骨料的混凝土线胀系数越小时,那么它由于温度影响而产生的变形也就会越小,抵抗裂缝的功能就会变得更强大。

(3)如果骨料中含有具有活性的活泼氧化硅这种物质时,很容易发生碱骨料反应,从而导致混凝土发生膨胀裂缝。

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2.2细骨料对混凝土裂缝的影响

细骨料与粗骨料是两种相对立的材质,所以对混凝土裂缝的形成也是相反的,由于细骨料的等级配置、细度模数、含有泥沙量、表面性状及含有砂石比例等这些成分对能够引起混凝土的自身属性的变化。也就会直接或间接导致混凝土体积发,混凝土收缩性功能,混凝土约束裂缝的能力发生改变,致使膨胀时和塑态时产生的裂缝发生变化。

2.3控制措施

(1)在选择材料时要尽可能的选择粒径较大,级配属于良好级别,含泥沙等杂质少的粗骨料;而且还要保证混凝土要有强度、持久实用性以及工作性能。

(2)在选择骨料时也要充分考虑到热膨胀系数和吸水率这两个因素,首要选用的就是热膨胀系数和吸水率较小岩种,石灰岩这种碎骨料能够使混凝土的温度变形系数变小,因此提高了混凝土抗裂性。

(3)选择碎石可使得混凝土温度变形系数变小,能够有效的提高抗裂性。

(4)在材料的选取下,应该选择不含有或者含有非常少的活性氧化硅的骨料,这样就能阻止发生碱骨料两者发生膨胀的反应。

3.外加剂对混凝土裂缝的影响

3.1减水剂作用

(1)在减少单位用水量,保持混凝土坍落度相等的时候,在混凝土中添加普通减水剂后,相比单位条件下就可以减少5~10%的用水量,高效减少剂添加后单位用水量可以减少10-20%,可以在很大程度上使干缩裂缝变少。

(2)降低混凝土水灰比。在混凝土坍落度一样的条件下,骨料用量增加将导致混凝土弹性模量有一定的增多,因而能够增强混凝土抵抗收缩能力。

(3)缓凝减水剂的加入能够使水化过程中散发出来的热量的速度变慢,水化热降低,减缓最高值的出现,会使温度应力减小,混凝土抗裂能力将会提高。

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3.2膨胀剂的作用

膨胀剂是一种能够让混凝土的体积发生变化的外加剂。在混凝土中加入膨胀剂能够有效的补偿混凝土体积变小、收缩和温度变形,提高混凝土本身的密实性和防水性,防止开裂。在这里需要注意的是,在使用中一定要严格按照规定的量来添加,添量较少对于补偿收缩的作用效果不大,添加量过多也会损坏混凝土的结构。

4.结论

混凝土结构裂缝是影响建筑物的安全性、适用性和耐久性的一个重要的方面,建筑物的结构或构件常常由于各种不同的原因导致各类裂缝出现,原材料对混凝土裂缝的影响尤为突出,是不可避免的,但其有害程度是可以控制的,因此对混凝土结构出现裂缝原因的分析是非常必要的,通过对原材料对混凝土裂缝的影响的分析,提出了有效控制措施。

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