抑制混凝土早期塑性收縮裂縫的實驗研究

1、<p>　　抑制混凝土早期塑性收縮裂縫的實驗研究</p><p><b>　　【摘要】 </b></p><p>　　抑制混凝土早起塑性收縮裂縫抑制是混凝土路面施工的重點問題，本文首先對塑性收縮裂縫的成因進(jìn)行了分析，結(jié)合相關(guān)的混凝土塑性收縮開裂的實驗進(jìn)一步的解析，在實踐路面的施工中，我們看到了塑性收縮裂縫的危害，因此，結(jié)合現(xiàn)實的施工實況，提出了針對性的抑制收

2、縮的處理方式和防治措施，希望給讀者們提供一定的參考價值。 </p><p>　　【關(guān)鍵詞】混凝土；早起塑性收縮裂縫；成因；處理方法；防治措施 </p><p>　　中圖分類號：TU37 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A </p><p><b>　　1、前言 </b></p><p>　　現(xiàn)階段，在混凝土施工中，影響混凝土早起塑性收縮裂縫

3、的原因是多方面的，是一個綜合性復(fù)雜的難題。需要從施工的原材料，材料配合比，施工的強度，施工因素，溫度等多個方面來進(jìn)行分析。因此，在一定程度上，針對這一問題，只能采取抑制措施和防治措施，針對不同程度的塑性收縮裂縫采取相應(yīng)的防治措施。 </p><p>　　2、塑性收縮裂縫形成的原因一般情況下，當(dāng)混凝土仍然處于柔軟塑性狀態(tài)之下，存在于混凝土表面的水分會發(fā)生一定程度的蒸發(fā)，這樣一來，混凝土就會因失水而變得干燥。除此之外

4、，當(dāng)水分蒸發(fā)時，其表面溫度會有所下降，再加之水泥水化所引發(fā)的干燥收縮、溫度收縮和化學(xué)減縮等，這些因素綜合起來，導(dǎo)致塑性收縮裂縫的形成。從總體上而言，水泥混凝土路面塑性收縮裂縫的形成主要是以干縮為主，同時又存在著溫縮與化學(xué)減縮為輔。國內(nèi)外已有很多學(xué)者對這一問題進(jìn)行了研究，在諸多研究結(jié)果，都表明過大的水分蒸發(fā)率是產(chǎn)生塑性收縮裂縫的關(guān)鍵。而對于混凝土中的水分蒸發(fā)來說，它受到諸多因素的影響，其中較為主要的有如下幾種：風(fēng)速、相對濕度、氣溫、日照以

5、及養(yǎng)生措施等。而新拌混凝土抵抗塑性收縮裂縫的能力與 原材料細(xì)粒含量、配合比中水泥漿和砂漿含量、新拌混凝土的勻質(zhì)性和離析與否有關(guān)。在促進(jìn)蒸發(fā)的五個環(huán)境因素中，風(fēng)速影響最大，在路面攤鋪后持續(xù)4h內(nèi)，平均風(fēng)速若大于5m/s，即大于18km/h，路面必裂。 </p><p>　　3、混凝土塑性收縮開裂的實驗分析 塑性收縮是指混凝土未凝結(jié)硬化前，處于半流態(tài)和塑性階段發(fā)生的收縮。塑性收縮產(chǎn)生的原因主要是由于水分蒸發(fā)、毛細(xì)管壓

6、力、塑性沉降收縮、早期化學(xué)收縮以及自收縮等引起的一種體積收縮。塑性收縮所引起的裂縫稱為塑性裂縫。3.1.試驗方法試驗采用 ACI 介紹的集中約束平板法，在風(fēng)速、溫度和相對濕度分別為 8m/s、20 ±2 ℃和80±5%的室內(nèi)環(huán)境中進(jìn)行。混凝土水分蒸發(fā)速率測定采用直徑200mm、高30mm的圓盤模具。試驗進(jìn)行時間為24h，由計算機自動采集數(shù)據(jù),用電子天平（精確到 0.1g）進(jìn)行水分損失的稱量。試驗期間觀察并記錄試件表面

7、裂縫出現(xiàn)的初始時間和裂縫的發(fā)展情況。6小時后用40倍的帶刻度顯微鏡測量裂縫的最大寬度及裂縫總長度，計算裂縫總面積, 并用電子稱稱量混凝土2h 、5h、10h 和24h 的水分蒸發(fā)量。 3.2.試驗結(jié)果分析 經(jīng)過實驗過程分析可知，隨著水泥細(xì)度的增大，混凝土早期強度呈增大趨勢。水泥細(xì)度由275㎡/kg增大到441㎡/kg時：裂縫總面積增大了36%；5h水分蒸發(fā)速率減小了16%；最大裂縫寬度減小減少了20%，但當(dāng)水泥細(xì)度超過401㎡/kg&l

8、t;/p><p>　　4、塑性收縮裂縫的危害和處理方式 滑模攤鋪或人工施工的水泥混凝土路面按塑性收縮裂縫的程度可劃分為三種，其危害程度不同，處理方式也不同。 4.1.輕微塑性收縮裂縫 </p><p>　　觀察表明：輕微塑性收縮裂縫在路面板表面上可出現(xiàn)單條或多條裂縫，成片分散在幾塊板上。它的分布是無規(guī)律雜亂的，裂縫寬度大約為1mm，長度0.2-1m不等，這種塑性收縮裂縫的深度較小，一般為2-4

9、cm左右。 輕微塑性收縮裂縫在滑模攤鋪和人工施工的水泥混凝土路面都可出現(xiàn)，一般是材料因素加上環(huán)境大蒸發(fā)條件造成的，它的危害程度不嚴(yán)重，僅影響混凝土路面的使用耐久性，如加大了水的滲透性，降低了路面抗凍性、耐磨性和耐疲勞性，增加了斷板和破碎的可能，可不做處理或適當(dāng)處理。按目前的觀測，在通車5-10年，短期內(nèi)沒有發(fā)現(xiàn)問題。 4.2.中度塑性收縮裂縫 </p><p>　　中度的塑性收縮裂縫寬度2毫米左右，長度1-2米，

10、深度5-10厘米，方向基本與路面縱向或施工方向平行。這種塑性收縮裂縫在滑模攤鋪水泥混凝土路面上出現(xiàn)較多，在人工施工的水泥混凝土路面上也有發(fā)生，如抹面壓力過大造成的垂直于抹刀運動方向的塑性收縮裂縫。其產(chǎn)生原因很復(fù)雜，有施工方式、材料因素和外界環(huán)境等眾多因素的影響。 這種塑性收縮裂縫危害比微裂縫大，為在使用期間保證水泥混凝土路面板的整體性和使用功能，對中度塑性收縮裂縫必須進(jìn)行處理。處理方法有各種粘結(jié)劑灌縫或打掉表層開裂部分再加鋼筋網(wǎng)施工。灌

11、縫要求灌滿，灌過的縫劈裂強度要滿足推算最小抗折強度不小于4.5Mpa。 4.3.嚴(yán)重塑性收縮裂縫 </p><p>　　滑模攤鋪水泥混凝土路面施工現(xiàn)場觀測到的嚴(yán)重塑性收縮裂縫，一般裂縫深度10-15厘米，寬度3-5毫米；長度可達(dá)到一個新的水平5-6米，方向大致是縱向的。 滑模攤鋪機的振搗棒位置安裝過深，新拌混凝土稠度過大，在振搗棒離開時，形成了砂漿槽，順槽產(chǎn)生的縱向一定間距有規(guī)律的塑性收縮裂縫；或滑模攤鋪機側(cè)模的

12、擠壓角度過大出現(xiàn)混凝土路面向兩側(cè)脹寬，由于塑性變形過大，引發(fā)的縱向塑性收縮裂縫。有規(guī)律的塑性收縮裂縫一般是由于施工操作不當(dāng)加上不利的大蒸發(fā)條件引起的，裂縫嚴(yán)重程度要比前二種塑性收縮裂縫大得多，而且滑模攤鋪的水泥混凝土路面更為嚴(yán)重，危害很大。它將混凝土路面分割成不規(guī)則的小塊，無法保證路面的整體板塊和使用性能。出現(xiàn)這樣嚴(yán)重的塑性收縮裂縫的水泥混凝土路面必須打掉重做。 </p><p>　　5、抑制塑性混凝土裂縫的防止

13、措施 5.1.嚴(yán)格控制原材料，有效提高其質(zhì)量 ①對混凝土中原材料中的含泥土量進(jìn)行有效的控制，相關(guān)實驗表明，土對塑性收縮裂縫能夠產(chǎn)生較大程度上的影響，因此必須對其進(jìn)行嚴(yán)格的控制。一般情況下，粗集料含泥量按規(guī)定不得大于1%；砂的含泥量不得大于2%。 ②對于粉煤灰來說，它能夠?qū)炷恋乃苄允湛s裂縫進(jìn)行一定程度的增大，如果條件允許，那么在施工時最好不要摻加粉煤灰，更不能大量的使用粉煤灰。 ③水泥的品種標(biāo)號對塑性收縮裂縫的影響主要表現(xiàn)在水泥的細(xì)度

14、上，較粗的水泥、水泥用量較小，對防止塑性收縮裂縫有利。 ④膨脹劑在混凝土塑性收縮的減少上能夠起到一定的效果，然而由于膨脹劑難以進(jìn)行充分的化學(xué)反應(yīng)，所取得的效果并不明顯。 ⑤一般情況下，混凝土用細(xì)集料砂的細(xì)度模數(shù)為2.5~3.2 的中偏粗砂及粗砂抗裂效果要比細(xì)度模數(shù)2.5的細(xì)砂好。在使用時應(yīng)當(dāng)注意，提高質(zhì)量。 5.2.有效調(diào)整混凝土配合比，滿足抗裂強度要求5.2.1.對最小膠材總量進(jìn)行有效控制 混凝土組成對塑性收縮裂縫影響最大的是砂漿體積

15、含量以及砂漿中的水泥漿含量。單位水泥用量需要對抗裂性要求進(jìn)行充分的考慮，在能夠有效滿足抗析強</p><p>　　5.2.2.控制較低的砂漿 在諸多影響抗折強度的因素中，砂率對抗折強度等性能的影響最小，是唯一可以在較大范圍內(nèi)調(diào)整的配合比因素。減小砂率的可能性在于滑模攤鋪混凝土的振動粘度系數(shù)范圍很寬，抗滑構(gòu)造深度的要求也可以通過加強滑模攤鋪時的振搗烈度來滿足。 </p><p>　　5.3.

16、采用合理的構(gòu)造措施 由于建筑施工周期長，室外結(jié)構(gòu)為較長時間暴露在大氣中的露天結(jié)構(gòu)，其收縮變化明顯比室內(nèi)結(jié)構(gòu)要大，因此在施工期間就會出現(xiàn)裂縫。在結(jié)構(gòu)中斷面薄弱處、應(yīng)力集中處應(yīng)采用各種加強措施。另外，屋面保溫、隔熱層要設(shè)置合理，要保證適合的材料和厚度，合理設(shè)置溫度縫。 混凝土體積較大時，要防止各種收縮應(yīng)力疊加，在結(jié)構(gòu)應(yīng)力復(fù)雜、應(yīng)力集中或應(yīng)力較大部位，特別要防止出現(xiàn)過大的收縮應(yīng)力。 </p><p>　　5.4.從施工

17、因素防止滑?；炷廉a(chǎn)生塑性收縮裂縫 滑模攤鋪機應(yīng)將振搗棒和擠壓底板的前仰角調(diào)整到正確位置。不得在路面上留下振搗棒拖出的砂漿集中的發(fā)亮條帶，混凝土面板也不得在出攤鋪機擠壓底板 時被拉裂；盡可能控制好新拌混凝土坍落度和振動粘度的穩(wěn)定性，面層砂漿盡量均勻；滑?；炷潦┕r，在多風(fēng)天氣，應(yīng)盡快、盡早開展路面養(yǎng)護；控制施工環(huán)境對混凝土路面塑性收縮裂縫的不利影響。 </p><p><b>　　【結(jié)束語】 <

18、/b></p><p>　　綜上所述，通過對混凝土的裂縫成因及抑制混凝土裂縫不同程度的情況進(jìn)行討論，結(jié)合實驗結(jié)果，提出了能有效改善混凝土的收縮情況的措施。這類問題，我們將繼續(xù)深入的研究下去，盡可能的解決這一問題。 </p><p>　　【參考文獻(xiàn)】[1]楊長輝，吳芳.混凝土塑性收縮裂縫成因及防裂措施研究綜述[J].混凝土.2011（05）. </p><p>