掺合料及含气量对混凝土早期开裂的影响.pdf

低温建筑技术 2 0 1 5年第 9期( 总第 2 0 7期) 1 ) OI ： 1 0 1 3 9 0 5 j e n k i d w j z 2 0 1 5 0 9 0 1 0 掺合料及含气量对混凝土早期开裂的影响 李军 (贵州桥梁建设 集团有 限责任公司 。 贵阳5 5 0 0 0 0) 【 摘要】 研究了混凝土覆盖养护时间、 矿物掺合料掺量以及含气量对混凝土早期塑性收缩开裂 的影响。 结果表明： 混凝土塑性收缩开裂主要发生在初凝以前， 适当延长混凝土覆盖养护时间可大大减小塑性收缩开裂的 发生； 随着矿物掺合料掺量的增大以及含气量的增加 ， 混凝土平均开裂面积和单位面积总开裂面积大幅度减小， 裂缝数目增多， 并变得细小。 【 关键词】 混凝土； 掺合料； 含气量； 早期开裂 【 中图分类号】 T U 5 2 8 0 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 1 6 8 6 4 ( 2 0 1 5 ) 0 9 0 0 2 6 0 2 0引言 随着 水泥混凝 土生产技术 的迅猛 发展 ， 混 凝土性 能不断提高的同时， 也产生 了许多负面影响。例如， 水泥粉磨细度越来越高， 高强高性能混凝土的水胶 比 越来越低， 使得混凝土早期开裂现象十分普遍 ， 且越 来越严重。影响混凝土早期开裂的因素很多， 包括 水泥品种与用量 、 矿物掺合料种类与掺量、 水胶比、 骨 料 、 砂率 、 养护条件 、 环境温湿度等等心 。鉴于 国内 外专家学者对混凝土配合比、 骨料、 环境条件等变化 对混凝 土早 期开 裂 的影 响方 面 已经有 相 当程度 的研 究 ， 因此 ， 本文 主要 针对 矿物 掺合料 和含 气量对 混凝 土早期 开裂的影 响开展试验研究 。 1 原材料及试验方法 试 验采用 P 0 4 2 5普 通硅 酸盐 水 泥 ， I I 级 粉 煤 灰 ， $ 9 5级矿粉， 主要性能指标见表 1 3 ； 中砂 ， 细度模 数 2 7 ； 5 2 5 m m连续级配碎石； 萘系高效减水剂 ， 减 水率 2 0 ； S J 一2型 引气剂。基 准混凝 土配 合 比见 表 4 。 表 1 水泥技术指标 细度 需水量比 烧失量 三氧化硫 含水量 表 4 混凝土配合比 开裂试验测试方法采用 C C E S 0 1 2 0 0 4 ( 混凝土 结构耐久性设计与施工指南 所推荐的平板开裂法， 试验环境温度为 2 0 2 ， 相对湿度为 6 0 5 。试模 尺寸为6 0 0 m m 6 0 0 m m 6 3 m m， 每组 3个试件。 试件浇筑后立即用塑料薄膜覆盖， 养护一定时间 后将 塑料薄 膜取 下 ， 用 鼓风 机沿 水平 方 向 以 5 m s的 风速 吹混凝 土表 面。记 录试件 初始 开裂 时 间、 2 4 h时 的裂缝数量、 裂缝长度和宽度。 1 1 护时间对混凝土开裂 的影响 为确定混凝土早期开裂出现在什么时间， 以及在 何种状态下早期开裂不易发生， 对基准混凝土试件进 行了初凝时间的测定 ， 测得其初凝时间为5 6 h ， 据此， 进行了盖膜养护 2 h 、 4 h和 6 h后吹风的混凝土早期开 裂试 验 ， 其结果见表 5 。 表5 不同覆盖养护时间混凝土开裂情况 由表 5可见 ， 随着覆盖养护时间的延长， 混凝土开 裂面积快速降低， 初凝以后吹风的混凝土试件单位面 积的总开裂面积仅 为养护 2 h后 吹风试件 的 1 3 ， 可 见 ， 混 凝 土早期 塑性 收缩 开裂 主要发 生在初 凝 以前 ， 为减少混凝土早期塑性收缩开裂 ， 混凝土浇筑成型后 应立 即覆盖养护 。 李军： 掺合料及含气量对混凝土早期开裂的影响 2 7 1 2 矿物掺合料对混凝土早期开裂影响 采用 I I 级粉煤灰和 $ 9 5级矿粉作为矿物掺合料， 掺量分别为为 0 3 0 ， 为加速混凝土开裂， 混凝土浇 筑后覆盖养护 2 h开始吹风， 研究掺合料对混凝土早期 开裂 的影响 ， 试验结果见表 6和表 7 。 表 6 粉煤灰对混凝土早期开裂的影响 由表 6可以看出， 随着粉煤灰掺量的增加， 混凝土 裂缝数 目增多， 平均开裂面积和单位面积总开裂面积 逐渐减小， 且减小幅度逐渐降低， 粉煤灰掺量为 1 0 时平均开裂面积为基准混凝土的 3 7 6 ， 单位面积的 总开裂面积为基准混 凝土 的 6 4 8 。试验还 发现 ， 随 着粉煤灰掺量 的增大， 混凝土裂缝数量增加， 但逐渐 变得细小， 裂纹最大宽度 l mm， 大部分为 0 2 ra m 的细小浅表 裂纹。 表7 矿粉对混凝土早期开裂的影响 由表7可以看出， 与粉煤灰相似， 随着矿粉掺量的 增加， 混凝土裂缝数 目亦增多 ， 平均开裂面积和单位 面积总开裂面积大幅度减小 ， 矿渣掺量 3 0 时对混凝 土抗裂性的改善效果最为明显 ， 单位面积的总开裂面 积仅为基准混凝土的2 0 ， 试件表面仅有细小浅表裂 纹 ， 而无 贯穿裂纹。 1 3 含气量对混凝土早期开裂的影响 在我国三北地区使用的混凝土会受到冻融循环 作用 ， 混凝土常常掺加引气剂 ， 因此， 研究了不同含气 量混凝土的早期开裂情况。同样是浇筑 2 h后开始吹 风， 含气量对混凝土早期开裂影响的试验结果见表 8 。 由表 8可见 ， 随着含气量的提高， 混凝土平均开裂 面积和单位面积总开裂面积均大幅度下降， 单位面积 开裂裂缝数 目增加， 最大裂纹宽度降低， 可见 ， 适当掺 加引气剂对抵抗混凝土早期开裂有积极作用。 表 8 含气量对混凝土早期 开裂 的影 响 2结语 ( 1 ) 混凝土早期塑性收缩 开裂主要 发生在 初凝 以前， 初凝以后暴露表面的混凝土试件单位面积的总 开裂面积仅为覆盖养护 2 h 后暴露试件的 1 3 。 ( 2 ) 随着矿物掺合料掺量的增加 ， 混凝土平均 开裂面积和单位面积总开裂面积大幅度减小， 裂缝数 目增多 ， 尤其是矿渣掺量 3 0 时对混凝土抗裂性 的改 善效果最为明显 ， 单位面积的总开裂面积仅为基准混 凝土的 2 0 ， 试件表 面仅有细小 浅表裂纹 ， 无 贯穿 裂缝 。 ( 3 ) 掺加引气剂对抵抗混凝土早期开裂有积极 作用， 随含气量的增大， 混凝土平均开裂面积和单位 面积总开裂面积大幅度减小， 裂缝数 目增多 ， 并变得 细小。 参考文献 1 蒋德稳， 李果 ， 袁迎曙 混凝土横向裂缝对钢筋腐蚀速度影 响的试验研究 J 四川建筑科学研究 ， 2 0 0 5，( 4 )： 5 5 2 张建峰， 罗平 ， 周世华 纤维对混凝土早期塑性开裂的影响 J 混凝土， 2 0 1 0 ， ( 7 ) ： 7 6 3 王雪芳， 郑建岚坍落度与减水剂对混凝土早期开裂性能的 影响 J 厦门大学学报( 自然科学版) ， 2 0 0 8 ， 4 7 ( 5 ) ： 6 8 1 收稿日期】 2 0 1 5 0 8一 l 2 作者简介】 李军( 1 9 6 3一) ， 男， 山东金乡人， 高级工程师， 从事交通建设与研究工作。