减缩剂对溷凝土塑性裂缝的抑制作用的研究17.bcf5

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1、减缩剂对混凝土塑性裂缝的抑制作用的研究王元陈翠红(辽宁省建设科学研究院,沈阳110005)摘要本文主要通过对混凝土早期塑性裂缝产生的原因及主要影响因素进行分析,提出了采用化学减缩剂进行控制的方法,所研制的化学减缩剂可控制早期塑性裂缝率,达到80%以上。关键词塑性裂缝机理控制减缩剂1、前言在高温或风速较大的季节，大面积暴露的新鲜混凝土表面，如大面积楼面、地下室底板、混凝土桥面、路面、机场跑道等部位，在混凝土凝结之前容易产生收缩裂缝。由于这种裂缝是由于混凝土塑性收缩引起的，所以称之为塑性裂缝。塑性裂缝和干缩裂缝不同，虽然都是由于混凝土失水产生的表面张力

2、引起的，但干缩主要是由于混凝土终凝后内部水泥石的孔隙（气孔、毛细孔、凝胶孔）水蒸发而产生，干缩量随龄期逐渐增长，形成的干缩裂缝一般垂直于长度方面或在边角是45°；塑性裂缝是由于混凝土在凝结以前表面失水引起毛细管压力而产生的表面收缩，裂缝在混凝土凝结之前形成，一般分布不规则，易出现龟裂状，常出现于混凝土板、路面、梁等大面积暴露的结构表面，多是直线形，深度局限于混凝土表面较浅区域，也可能贯穿整个结构。虽然裂缝是一种人们可以接受的材料特性，但裂缝对结构的整体性和耐久性会有不同程度的影响。引起混凝土结构裂缝原因很多，有关荷载和干缩裂缝研究较多，有关塑性裂缝

3、的研究较少，而塑性裂缝的形成对其它因素引发裂缝的形成和发展具有重要影响，对混凝土塑性裂缝的研究与防治具有重要意义。2、产生塑性裂缝的原因分析2.1产生塑性裂缝的原因混凝土早期裂缝主要两大原因：①塑性沉降；②干燥失水。（1）塑性沉降：拌合物中的骨料在自重作用下，缓慢下沉，水和水泥浆上升，当骨料沉降过程中受到钢筋等阻挡使钢筋上部混凝土产生拉应力，当这种由沉降产生的拉应力大于这部分混凝土的抗拉应力时，混凝土就产生裂缝。（2）干燥失水：由于饱和的水泥浆露置于低湿度的环境中，水泥浆体中的水化硅酸钙（C-S-H）的水分蒸发。由于水分在混凝土的迁移，在浆体中形成

4、一系列的复杂的凹月面，形成毛细孔压力。随着水分的迁移，固体颗粒逐渐靠近，毛细孔逐渐变细，毛细孔的压力也随之增大，从而加快混凝土内部水分向外迁移。特别是在大风、干燥、高温天气，在浇筑混凝土时，由于混凝土表面温度高，水蒸发量大而很快变硬，像是巧克力硬壳状而失去流动，而内部混凝土还未硬化，在表面至内部未之间，存在一硬化梯度层，这层硬化梯度层，制约王元男1964年12月出生教授级高工沈阳市和平南大街88号110015电话024-233907285了内部混凝土的继续变形。反之内部混凝土的变形也拉动硬化层的变形，由于未硬化的混凝土的变形快，当变形达到一定的程度

5、，表层硬壳被拉裂，这种塑性开裂往往发生在混凝土浇筑后2-3小时内。2.2影响混凝土早期塑性裂缝的因素（1）养护：潮湿养护可有效控制早期的塑性开裂，塑性收缩的速度和收缩量大小随着周围环境相对温度的降低而增加。（2）水胶比：单位体积混凝土的水泥用量相同时，水胶比愈大则收缩也愈大。（3）胶凝料总量：增加胶凝材料用量，塑性裂缝的总数量增加。（4）砂灰比：砂灰比为2.0时是临界值，大于2.0时平均开裂面积少，当砂灰比小于1.5时平均开裂面积迅速增加。（5）砂和砂率：砂的细度对裂缝有一定的影响，砂率越大，收缩开裂越严重。1、减缩剂作用机理美国、日本等发达国家，

6、自二十世纪八十年代以来，主要通过研制和应用减缩剂（Shrinkage-reducingagent）来降低混凝土的自身收缩，获得了多项专利，并被公认为是裂缝控制的最有效措施之一，根据毛细管张力理论，减缩剂的主要作用机理是降低混凝土孔隙水的表面张力，从而减小混凝土的收缩。混凝土浆体中存在孔隙，这些孔隙的逸散是造成收缩开裂的原因。由于自然环境和水化水泥中毛细孔内部的水面下降，液面的曲率变大，导致表面张力增大，同时又对毛细管管壁产生压力，所以，在毛细孔水分蒸发的过程中，混凝土浆体始终处于不断增强的压缩状态中，导致混凝土的表观体积减小，出现裂缝，毛细孔失水示

7、意图如下。因此，如何降低毛细管液体的表面张力对混凝土的收缩开裂极为有利。毛细孔失水示意图减缩剂主要就是降低孔隙水的表面张力，从而减小毛细孔失水时产生的收缩应力。另一方面，化学减缩剂能增大混凝土中孔隙水的粘度，增强了水分子在凝胶体中的吸附作用，进一步减小混凝土的收缩值。2、减缩剂的研制混凝土减缩剂化学组成主要是由聚醚或聚醇类有机物或它们的衍生物组成,通式可用R1O(AO)nR2或Q[(OA)pOR’]x表示，R可为H基、C1~C12烷基、C5~C8环烷基或苯基，强调以C3~C5烷基为好；A为碳原子数2~4的环氧基、C5~C8烯基，或上述两种不同碳原子

8、数的官能团的组合；Q为C3~C12的脂肪烃官能团；n、p、x为聚合度，n=1~80，p=0~10，x=3~5。为了降低生产