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细石微膨胀混凝土

作者: 发布时间:2022-01-10 10:17:03点击:993

信息摘要:

微膨胀性混凝土结构在未加载时的物理力学状态是:由于在混凝土中配置了一定的钢筋,在工程中必然会受到结构边界的约束,使各种变形都处于受挖状态。结果表明,普通混凝土中存在的干缩、蠕变、温差效应引起的收缩变形会产生拉应力,而这种拉应力大于混凝土的极限拉应变就会发生裂缝。使用微膨胀混凝土时,混凝土在强度增长过程中产生体积膨胀,内部产生压应力和压应变,可以补偿各种收缩变形,抵消相应的拉应力,有效地提高结构的抗裂性能。因为膨胀变形释放的能量大多发生在养护初期,而此时混凝土仍处于塑性状态,因此大量空隙容易被压紧而紧密;同时,由于钙矾石结晶微粒具有充填孔隙的作用,使空隙进一步减小,密实作用显著提高。综合以上几个因素,可以很大程度上改善混凝土结构的内部微结构,使其具有良好的抗渗透性。

重新认识抗裂的成因。长久以来,对于微膨胀混凝土的抗裂性能只从补偿收缩的角度进行分析和考虑,对深层机制的探讨不够。本文依据大量工程实践经验和建筑学报介绍的检测资料,对抗裂机理有了更深入的了解。微胀混凝土自身所具有的抗裂性能是其抗裂性能的主要原因,当约束条件下的净胀量与收缩值相差时,e=f(t)的发展过程将持续很长一段时间,其净膨胀率变化如下:在大约100天左右龄期之前,正的膨胀率处于正数。在混凝土结构体内产生压应变,随后e变为负,而在结构内部产生拉应变。

二是决定净膨胀率负出现时间延后的关键是浇注初期膨胀达到高峰值。在净膨胀率负时,混凝土结构体抗拉强度、极限应变值均有较大提高,完全能够抵抗收缩所产生的拉应力和拉应变能力。通过简单分析可以看出,微膨胀混凝土的抗裂性,不能仅根据其膨胀值的大小来衡量,而应该从诸如膨胀率整个发展过程持续时间、峰值大小、净膨胀率等不同角度考虑。2.地下工程实践表明,采用无缝整体现浇微膨胀混凝土贮水池、地下泵房、高层建筑地下室和箱形基础等结构已取得较好的抗渗效果,但在一些技术上需要改进和稳妥地处理。

强化混凝土早期养护(7~14天)和保护措施。这段时间内的表湿量应持续充足,以保证膨胀率能够达到设计要求的峰值,是抗裂抗渗的关键。在一般的实际施工中,往往由于多方面的因素而忽视了加强浇筑后的早期养护,存在着方法和措施不当,使养护效果受到影响,从而导致膨胀混凝土抗裂与抗渗性能有不同程度的损害,严重的还会引起质量事故。

水的比例控制水灰比对混凝土抗渗性能的影响众所周知,过高的水灰比会使钙矾石结晶微粒的填孔效果受到影响,通常在0.4~0.5之间。如图1所示,大多数混凝土膨胀发生在早期,当孔隙率还处于塑性状态时,大部分能量消耗于大量压缩塑性小孔隙并向无约束方向释放,而且受制于受制方向也不应出现裂缝的方向则往往先出现裂缝,使有效的压应变和预压应力显著降低;使得这个方向上孔隙的有效压缩量相应减小,最终导致抗裂抗渗性能大幅下降。有些工程管理中,对水灰比没有控制的严格措施,运输、停运、振捣过程中经常出现二次加水现象,不注意水灰比的问题必须引起重视。

水泥浆的强度和用量,振动问题。使用水泥浆,不得少于425#(普通硅酸盐水泥)地下防水防渗混凝土;粗骨料粒度不能低于320~350kg/m3;粗骨料粒径<30mm、含泥量<1%、含泥量<1%、使用中砂、在0.38~0.41/m3下,浇注时要连续浇注,<60min;在输送距离较长的情况下,应加缓凝剂,落差<2m;浇注后的表面及时保护等。24膨胀剂的选择和用量是关键。据资料介绍,中国建筑材料科学研究院研制的U形膨胀剂具有良好的效果,其掺量可根据工程的具体要求而定:当掺量占水泥质量的10%~14%时,可获得良好的膨胀性,适合用于主要抗裂工程。这种掺入量使混凝土在无约束状态下自由膨胀的强度比普通混凝土低5%~10%左右,一般可以忽略不计。由于具体工程中混凝土都不可避免地处于受限制状态,膨胀混凝土在受限制状态下的强度要比普通混凝土提高10%~30%,当然这与受限制状态的强度和掺量有关。一般受限制条件下,当掺量为10%~14%时,一般受限制状态的混凝土膨胀后的强度均高于同强度等级的普通自由混凝土。然而,当掺量超过14%且结构处于非强化约束状态时,不能忽略上述不良影响。添加量为8%~10%的膨胀剂时,混凝土的膨胀率较低,但是强度增加,并具有一定的抗渗透性,这种掺量适合于以抗渗为主的承载结构。当混凝土在抗裂时又需要改善时,膨胀剂掺量应提高到14%,并适当提高混凝土的强度等级。在膨胀剂用量为14%~16%时,膨胀率显著增加,而混凝土自由状态下强度下降幅度可达10%,这一问题不容忽视。当受力较大、受力较大时,取大掺量只适用于充填混凝土——由于受约束状态强度高,混凝土的实际强度可得到很大的改善,以补偿空载过程中强度的损失。


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