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行業 | 3種原材料對混凝土裂縫的影響及控制措施,你確定都知道?

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行業 | 3種原材料對混凝土裂縫的影響及控制措施,你確定都知道?

1.水泥的影響及控制措施

水泥的質量問題的好壞直接影響到水泥凝膠的組分,所以水泥的石毛細孔和水泥凝膠形成小孔的形狀、大小、個數的多少都有著非常大的關聯和影響。因此會關聯到混凝土干縮性、內外溫度差、抗拉強度的最大值與最小值和堿骨料反應這些也會影響到混凝土,因此會導致混凝土裂縫的形成和發展。

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1.1水泥對約束裂縫的影響

在這里主要闡述硅酸鹽水泥礦物對約束裂縫的影響。硅酸鹽水泥礦物的組成主要有以下幾種物質:C3S(硅酸三鈣)、C4AF(鐵鋁酸四鈣)和C2S(鋁酸三鈣)。各類孰料礦物單獨與水發生反應時的特征有,C3S的水化熱與C3A相比要小得多,但是它的質量占熟料總質量的50%,比如C3S在三天時間里的水化熱是C2S的5倍,所以有很大的影響力。C2S的收縮率是C3A的三分之一,C4AF的收縮率是C3A的五分之一,所以前期溫度收縮和干縮的主要原因物質就是C3A和C3S。

1.2水泥對膨脹裂縫的影響
整體水化物的Ca/Si的含量多少也會影響到混凝土中堿骨反應。Ca/Si和C-S-H兩者相比,前者的吸附能力比后者強,主要是因為Ca/Si比水化凝膠C-S-H的吸附能力強,這樣能夠把游離態堿金屬進行“固化”,因此堿金屬不能參加堿骨料反應了。

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1.3控制措施

從材料的選擇上來判斷選用的水泥,對于不同的水泥會有不同的使用效果,想要達到預防混凝土溫度裂縫產生的問題,可以參考以下措施:

(1)在對水泥進行選擇的時候,值得注意的是要選擇水化熱這個值比較小的,因為水化速度快和水化熱大,對混凝土抗裂性能影響非常有害。

(2)選擇水泥中C3A/C4AF比和Na2O和K2O含量比較少的。

(3)根據相關規定要求,對攪拌混凝土中的水灰比這個值控制,還要多添加一些高效減水劑,減少水泥和水的用量。

(4)在混凝土澆筑之前,一定要用水把基層和模板的水泥進行濕潤處理。

(5)及時做到保護休養工作,防止高溫輻射帶來的影響,因此要對其采取遮陽防護措施,一是能夠使水泥石的用量變少,二來能夠抑制堿骨料反應。

2.骨料對混凝土裂縫的影響及控制措施

2.1粗骨料對混凝土裂縫的影響

混凝土出現的膨脹裂縫主要是由堿骨料反應引起的。主要原因在潮濕的條件下,Na2O和K2O與微晶質或非晶質SiO2等物質逐漸發生化學反應也就是堿硅酸反應,簡稱ASR,反應后生成物的體積比原來的變大了,因此混凝土產生裂縫。此反應產生破壞的主要特點有混凝土表層會出現一些沒有規則沒有順尋的類似蜘蛛網的網狀裂縫,并且骨料的周圍部分也會產生一些白色的類似環狀的物質,裂縫里外的白色凝膠也會因為失水過多而出現粉化現象。粗骨料顆粒的直徑大小、品質的好壞、發生化學反應的能力、巖石的種類以及灰集比等這些因素都跟混凝土裂縫的產生有聯系。

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主要原因有以下三點:

(1)混凝土的組成部分包括水泥石,因此當水泥石的體積發生變化的時候,那么一定會引起混凝土的收縮,粗骨料在混凝土中對水泥石的體積變化有著牽制的作用,能夠有效抵抗收縮。因為在混凝土中骨料含量的多少,也會影響到混凝土的收縮,當含量越多時,收縮量就會越;骨料粒直徑與變形阻力成正比例,骨料粒直徑越小變形阻力越小,混凝土收縮的能力加強,收縮阻力變小,導致混凝土收縮增大。

(2)相比之下粗骨料的巖石種類對混凝土彈性模量相對處于較高狀態,那么它的干縮性是比較小的;當粗骨料的混凝土線脹系數越小時,那么它由于溫度影響而產生的變形也就會越小,抵抗裂縫的功能就會變得更強大。

(3)如果骨料中含有具有活性的活潑氧化硅這種物質時,很容易發生堿骨料反應,從而導致混凝土發生膨脹裂縫。

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2.2細骨料對混凝土裂縫的影響

細骨料與粗骨料是兩種相對立的材質,所以對混凝土裂縫的形成也是相反的,由于細骨料的等級配置、細度模數、含有泥沙量、表面性狀及含有砂石比例等這些成分對能夠引起混凝土的自身屬性的變化。也就會直接或間接導致混凝土體積發,混凝土收縮性功能,混凝土約束裂縫的能力發生改變,致使膨脹時和塑態時產生的裂縫發生變化。

2.3控制措施

(1)在選擇材料時要盡可能的選擇粒徑較大,級配屬于良好級別,含泥沙等雜質少的粗骨料;而且還要保證混凝土要有強度、持久實用性以及工作性能。

(2)在選擇骨料時也要充分考慮到熱膨脹系數和吸水率這兩個因素,首要選用的就是熱膨脹系數和吸水率較小巖種,石灰巖這種碎骨料能夠使混凝土的溫度變形系數變小,因此提高了混凝土抗裂性。

(3)選擇碎石可使得混凝土溫度變形系數變小,能夠有效的提高抗裂性。

(4)在材料的選取下,應該選擇不含有或者含有非常少的活性氧化硅的骨料,這樣就能阻止發生堿骨料兩者發生膨脹的反應。

3.外加劑對混凝土裂縫的影響

3.1減水劑作用

(1)在減少單位用水量,保持混凝土坍落度相等的時候,在混凝土中添加普通減水劑后,相比單位條件下就可以減少5~10%的用水量,高效減少劑添加后單位用水量可以減少10-20%,可以在很大程度上使干縮裂縫變少。

(2)降低混凝土水灰比。在混凝土坍落度一樣的條件下,骨料用量增加將導致混凝土彈性模量有一定的增多,因而能夠增強混凝土抵抗收縮能力。

(3)緩凝減水劑的加入能夠使水化過程中散發出來的熱量的速度變慢,水化熱降低,減緩最高值的出現,會使溫度應力減小,混凝土抗裂能力將會提高。

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3.2膨脹劑的作用

膨脹劑是一種能夠讓混凝土的體積發生變化的外加劑。在混凝土中加入膨脹劑能夠有效的補償混凝土體積變小、收縮和溫度變形,提高混凝土本身的密實性和防水性,防止開裂。在這里需要注意的是,在使用中一定要嚴格按照規定的量來添加,添量較少對于補償收縮的作用效果不大,添加量過多也會損壞混凝土的結構。

4.結論

混凝土結構裂縫是影響建筑物的安全性、適用性和耐久性的一個重要的方面,建筑物的結構或構件常常由于各種不同的原因導致各類裂縫出現,原材料對混凝土裂縫的影響尤為突出,是不可避免的,但其有害程度是可以控制的,因此對混凝土結構出現裂縫原因的分析是非常必要的,通過對原材料對混凝土裂縫的影響的分析,提出了有效控制措施。

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