【精品】硅灰对混凝土早期裂缝的影响与对策

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1、EFFECTOFSILICAFUMEONCRACKINGSENSITIVITYOFCONCRETE硅灰对混凝土早期裂缝的影响与对策摘要:硅灰混凝土几乎没冇泌水,需要加强养护避免早期失水,防止犁性收缩裂缝。掺加硅灰会增大混凝土白身收缩和弹性模量，同时乂提爲混凝土的抗拉强度和弹塑性徐变，因此硅灰对混凝土早期裂缝的影响冇冇利和不利的双重性。硅灰是否増人早期裂缝危险性，决定于增人H身收缩与提离抗拉强度何者取得优势。最新的试验研究结果农明：硅灰对水化热或温度收缩的影响可忽略；控制混凝土最高温度不超过40°C,则硅灰掺量在10%内、水胶比不低于0.4的混凝土都具有优良的抗裂性能;混

2、凝土最高温度超过60°C，硅灰掺量不超过5%,则硅灰不增加混凝土裂缝敏感性或危险性。关键词:硅灰，微硅粉，早期裂缝，裂缝危险性,自身收缩，高性能混凝土1.引言伴随混凝土凝结硕化过程的体积变化与所受到的约束作用，混凝土在早期非常容易产生裂缝。影响裂缝产生的因素多而复杂，涉及到水泥的化学成份、细度、发热量，混凝土的配合比，浇筑体积大小与温度变化，环境条件与养护的好坏，结构受到的约朿状况，等等。混凝土在早期硬化过程的体积变化是口发的倾向，不能完全避免，包括：•白生体积变化（收缩）•温度变化（升温过程产生膨胀，降温过程产生收缩）•表ifii水份损失（收缩）•约束限制变形导致混凝

3、土屮应力（压或拉应力决定于当时的混凝土总体积变形、弹性模量、约束程度和弹塑性徐变，参考图5）•混凝十抗拉强度不足以抵抗拉应力，则产生裂缝。控制裂缝的核心是如何最大限度地减小体积变化，使体积变化与约束作用引起的拉应力始终小于混凝土当时的抗拉强度，从而减小裂缝的危险性。混凝土裂缝的规律与防止方法目前仍然是世界范围内混凝土科学重点研究的课题。在引起混凝土早期裂缝的因素中，与硅灰有关的主要有两项：塑性收缩和自生收缩。此外，高掺量硅灰，可能加速水泥水化的进程，使水化放热峰有所提前。硅灰对其它导致裂缝的因素如沉降、热应力等，不仅没有不利影响，还能够削弱其作用，因为：・在塑性状态，硅

4、灰混凝土的粘聚性远远优于普通混凝土，因此沉降趋势相应较小。并且，硅灰混凝土具有较好的'触变’（thixotropy）性能，即静置较短时间粘度就显著提高，从而可以较大幅度承担自身重量，这种性能不仅能够降低塑性混凝土对模板的侧压力（在口密实凝丄施工中意义重大）,同时能够减少出现沉降裂缝的危险性。•获得要求强度的条件下，硅灰有助于降低单位体积混凝土的水泥用量，从而减小水泥水化热量和所导致的热应力。对于浇筑大体积混凝土结构，掺加硅灰是配制特贫（超低水泥用量）混凝土的重要手段之一。•硅灰有助于提高混凝十的早期强度发展，包括-抗拉强度，因此提高了混凝十在和应龄期抵抗拉应力的能力，从

5、而降低发生裂缝的危险性。在实际工程施工的混凝土硬化过程屮，与混凝土其它原材料一样，硅灰对各种裂缝因素存在影响。硅灰混凝土出现裂缝，部分原因可能是对硅灰混凝土的特性了解不足，施工质量控制没有相应的调整，如养护质量控制不够好。部分原因则可能是硅灰一般应用于性能要求较高的混凝土，如髙强、低渗透性、高耐久性等等。这样的混凝上，由于相对高的水泥用量和较低的水胶比，会导致较大的水化温升和较大的早期口生收缩，同时掺加硅灰又增大了早期自生收缩，在约束状态下的早期裂缝危险性确实可能增大。良好的施工养护就能够避免硅灰混凝土产生塑性收缩裂缝。防止发生d身收缩和热应力引起的早期裂缝，则需要全面

6、系统地考虑到各种裂缝影响因素的综合作川，避免在硬化过程混凝上中的拉应力超过当时的抗拉强度。近几年对早期裂缝的研究，已经能够将硅灰的影响在真实的混凝丄硬化历程中处量化，为防止硅灰混凝土发生早期裂缝奠定了科学的基础。2.硅灰混凝土的塑性收缩与防止塑性裂缝方法混凝十从塑性状态凝结硬化的过程，会发生的问题是体积收缩，并可能引起裂缝。该体积收缩产生时，混凝土处于塑性状态，故称作塑性收缩。产生塑性收缩的原因是混凝土失水、沉降和水泥一-水系统早期水化引起的化学减缩。当收缩遇到限制而产生应力,在塑性阶段混凝土的强度很低，不足以抵抗这收缩应力，就可能产生裂缝。对于柱了和墙体，在浇筑后几个

7、小时内顶面会有所下沉，在下沉受到钢筋或骨料人颗粒的限制时可能产生水平裂缝。对于混凝土板和路面，当混凝土表面蒸发失水速率过快，超过泌水的速率，这时表面混凝土已相当稠硬失去流动性，也会在板面或路面产生相互平行的裂缝。沉降和化学减缩都是自发倾向，无法完全避免，但混凝土表而失水则是可以控制的，即对混凝土进行养护。养护的目的和作用就是防止水份从混凝土表面蒸发，避免混凝土失水收缩，同时从外界补充混凝土早期水化的水份，在一定程度上降低化学减缩。良好的养护能够有效地防止塑性收缩裂缝的产生，是保证混凝土达到预期高强度、高耐久性的重要工序。从养护角度而言，硅