微膨胀抗冲磨混凝土抗裂性研究

微膨胀抗冲磨混凝土抗裂性研究

陈乐杨旭波张海飞

中国建筑第八工程局有限公司总承包公司上海市201204

摘要：对抗冲磨混凝土开裂情况进行了论述，阐述了膨胀抗冲磨混凝土抗裂原理，探究了在约束条件下与实际温度下研究微膨胀抗冲磨混凝土的意义。基于此研究，以期为我国建筑工程将更加符合标准的混凝土材料提供出来。

关键词：微膨胀；抗冲磨；混凝土；抗裂性

当前，开裂是抗冲磨混凝土中普遍存在的问题，在对大量材料收集的前提下，对国内外抗冲磨混凝土研究情况进行了分析与总结。对引起混凝土开裂的原因进行了探究，并且，对其抗裂性进行了详细的分析与论述。

一、测试研究分析抗冲磨混凝土体积变形情况

近几年，在不断推广应用高性能混凝土以及各种外加剂后，因此，增大混凝土本身体积收缩变形的情况也越来越严重，所以，开裂已经成为了混凝土中的一种常见现象。较低的水胶比是抗冲磨混凝土的主要特征，具有致密的微观结构，这样向混凝土内部难以进入外界水分，伴随水化的发展，会不断减少水的含量，通过加入硅粉后，开始渐渐细化混凝土孔径，这样毛细孔的收缩力开始增大。

大量研究发现，通过对低水胶硅粉混凝土应用后，主要在硬化一天自收缩变形问题，在一周之中，收缩变形会达到500×10-6—800×10-6，这样早期混凝土开裂敏感性被显著提升。

在选定了混凝土本身体积变形基准值后，对变形的结果会产生直接的影响。若是能够较早的选定基准值，就会在塑性状态控制混凝土，相对有较大的刚度存在于量测仪器内，这样会有很大的波动出现在测定自生体积内，因此，就会有较差的实验数据代表性出现。若是过晚的选定基准值时间，这样一部分变形值将会被漏测，导致出现较小的变形结果，其中，对真正的自生体积变形是无法有效证明的。除非有特别固定，通常会把成型24小时的测值当做基准点，并且，我们有待于进一步商榷这个规定值。因为由胶凝材料的水化作用引起了自生体积变形，而且在搅拌混凝土时，就发生了胶材水化情况。混凝土的配合比不同，也会呈现出一定差异的水化速率，都将24小时当做测试基准点是不符合要求的。

强度低是早期水工混凝土的主要特征，具备较晚的初凝时间，所以，一般在24小时控制规定水工混凝土自生体积变形测试起点。而目前在提高了水工混凝土强度后，特别是抗冲磨混凝土，若是仍然延续传统的起始时间点，这样一部分自生体积变性值将会被漏测，这样在计算应力场时，准确性就会不足。

在选择自生体积变形基准值时，在量测自生体积变形时，有的以初凝后10分钟作为基准值，并且也有的觉察到在浇筑后6-8小时之间，会快速出现自收缩情况。在测量自生体积变形时我们以6小时作为出长，日本混凝土协会在研究中，他们将起点定位在混凝土初凝。如果自生体积变形会影响到结构性能，这就表明已经形成了晶体框架，并且，在慢慢发展了结构内部应力后，对于变形问题，我们会在自生体积内慢慢发现，如果混凝土凝缩速度在初凝前超出700×10-6，这也是一种正常现象。如果抗冲磨混凝土是低渗透性、低水胶比，这样在防控自生收缩时，传统的外部湿养护对策是起不到效果的，所以，这都是我们在其性能测试中需要考虑的问题。

就抗冲磨混凝土来讲，不但会有变形问题出现在自生体积内，混凝土开裂问题也会受到温度变化的影响。在浇筑混凝土后，因为混凝土自身散热以及胶凝材料水化放热，随着空间与时间的变化，其温度也会渐渐变化，一些时候，外部荷载引起的拉应力会低于因为温度变形所出现的温度应力。在将硅掺入到空冲磨混凝土胶材中后，在浇筑之后的前7天，会大量集中水化放热。而大尺寸是目前抗冲磨混凝土结构的主要特征，并且，混凝土有着较低导热系数，在温度控制措施不足的时候，一般在50℃左右控制混凝土内部升温情况，一些或者会高达70℃。

二、具体的抗裂性研究

文章主要以某超长地下结构工作研究例子。在该工程施工中，施工方将一定量的高效减水剂与粉煤灰加入到了混凝土中，在应用了此混凝土后，其强度达到了60d，这样过去28d强度混凝土被有效取缔，在设计配合比时，水泥用量被有效减少。因此，为了更好的研究该混凝土的抗裂性，文章通过下文就此进行了细致的分析。

1、膨胀剂加入后的性能研究

在具体施工中，我们以超长地下室结构为切入点，为了把裂缝问题有效减少，对有害裂缝数量进行控制，其地下室墙体、顶梁、基础底板、顶板都采用相应的试剂调补。在将膨胀剂加入到高水胶比一般性能混凝土中后，目的是进行收缩补偿，并且研究发现，这种方法在我们国家得到了广泛运用，研究基础充分，效果进展明显。其中，硫铝酸钙、氧化镁、氧化钙复合物、氧化钙等是主要的膨胀剂。就为微膨胀混凝土而言，指的是将一定量的膨胀剂加入到混凝土中，但是需要将膨胀剂的膨胀实践、膨胀效应以及膨胀量等控制好。进而确保收缩混凝土后的变形情况与膨胀剂的膨胀变形相一致，以此对混凝土收缩进行控制，达到减少与防治混凝土开裂的目的。在对混凝土的温度变形进行补偿时，我们可以通过对混凝土本身体积变形调节进行控制，这样对过往利用温度来控制混凝土变形、开裂的方法进行取缔。

2、在水化期间，将氧化钙与硫铝酸钙类膨胀剂加入进去后，分别生成氢氧化钙、钙矾石等物质，也就是所谓的体积膨胀剂，从而对混凝土收缩进行补偿。早期时候，这两类膨胀剂具有较快的反应速率。大量资料研究发现，在水化处理了硫铝钙类膨胀剂后过程构成的钙矾石，这样在干燥情况下，它的结晶水容易脱掉，所以，具有较大干缩性，此外在高温情况下，水化硫铝酸钙非常不稳定，通常会在80℃以上控制大体积混凝土内的中心温度，这时在无法生成与形成硫铝酸钙后，就会被分解，这样就不会出现膨胀问题。同时，需要大量的水分才能偶构成水化硫铝酸钙，早期的时候，混凝土内部的水分会不断被消耗，到了后期，自收缩现象仍然明显。

3、快速膨胀、大膨胀能是氧化钙类膨胀剂的主要特征，用水量不多，这样后期自收缩会不断减少，这样在膨胀之后，这样掺合料中的活性SiO2可以进一步与膨胀剂进行反应，进而会有C-S-H凝胶生成于其中，特别是将30%-50%的矿物惨合料加入后，其渐成趋势明显，这样很好的抑制和减少了混凝土“贫钙”问题的发生，在这种情况下，在以后制作和研究混泥土膨胀剂时，我们主要将CaO作为膨胀源进行制作。

研究得知，当下超长地下室工程施工中，因为特殊的施工地理环境，加上不同外部条件的制约，所以我们非常适合利用微膨胀抗冲磨混凝土进行施工，但是在具体的施工中，如何控制其开裂问题就变得非常关键。

结语：

通过大量实践研究得知，仍然有一些问题出现在微膨胀抗冲磨混凝土抗裂性能方面。当前新的思路下，主要是将混凝土的强度提升，然而，也会有开裂问题出现在抗冲磨混凝土中，所以，目前的首要任务时处理好混凝土抗裂性能和抗冲磨性能之间的关系。对低水胶比、高放热膨胀剂进行科学的划定与分析，找到引起收缩变形的原因，制定相应的防控措施。所以，为了更好的生产和应用抗冲磨混凝土，对于以上性质必须要科学的了解与认识。

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