混凝土干燥收缩产生裂缝一般出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右,混凝土浆体中水分的蒸发会产生收缩。微硅粉干缩裂缝产生通常会影响混凝土的抗渗性,引起钢筋的锈蚀以及影响混凝土的耐久性,在水压力的作用下会产生水力劈裂影响混凝土的承载力等。
混凝土裂缝的预防方法:
一是、选用收缩量较小的水泥,一般采用中低热水泥和粉煤灰水泥,降低水泥的用量;
二是、混凝土的干缩受水灰比的影响较大,在混凝土配合比设计中应尽量控制好水灰比的选用,同时掺加合适的减水剂;
三是、严格控制混凝土搅拌和施工中的配合比,混凝土的用水量绝对不能大于配合比设计所给定的用水量;
四是、加强混凝土的早期养护,并适当延长混凝土的养护时间。冬季施工时要适当延长混凝土保温覆盖时间,并涂刷养护剂养护;
五是、在混凝土结构中设置合适的收缩缝。微硅粉硅灰对各种影响混凝土裂缝因素的作用因素表面失水,水化热自生收缩弹性模量,弹塑性徐变抗拉强度干燥收缩,硅灰对影响裂缝因素的作用上表面无泌水,塑性收缩敏感性增大 本身不产生热:同强度条件下,可降低水泥用量,减少水化热 增大增大增加弹塑性徐变和应力松弛提高减小对裂缝控制不利无影响或有利。
混凝土裂缝危险性指数(P)一般定义为:P=某时间混凝土中拉应力/当时混凝土抗拉强度。如果P始终小于1,即拉应力始终小于抗拉强度,则混凝土不会产生裂缝;任何时段 P>1,拉应力超过了抗拉强度,混凝土就会开裂。P值越接近1,混凝土开裂的危险性就越大。在早期的凝结硬化过程中,混凝土中应力的产生决定于温度变化引起胀缩、自生收缩、弹性模量、约束程度和徐变松弛等因素。除约束程度外,其它因素均是变量。
按各种影响因素考虑,硅灰有促进和抑制混凝土裂缝的双重作用。其中,早期表面失水导致的塑性收缩,属施工可控制因素;干燥收缩则属后期因素。硅灰使自生收缩增加和弹性模量提高,增大了早期裂缝的危险性;硅灰使抗拉强度提高和弹塑性徐变增加,则又降低了早期裂缝的危险性。对于实际的混凝土工程,这些因素是同时存在的,硅灰同时作用的总体结果,即对混凝土裂缝危险性有怎样的影响呢?挪威科技大学对此进行了专题试验研究,内容包括硅灰对混凝土自生收缩的影响、对混凝土弹性模量和抗拉强度的影响、恒温与实际温度变化历程对这些参数的影响等。
在此基础上,分析计算一个实际混凝土结构的应力和裂缝危险性。用于分析计算的结构为在现有混凝土底板上成型的涵洞侧墙,拆除模板时间为4天。计算考虑混凝土墙内两种最高温度 30~33℃和47~5l℃。考虑两种裂缝情况,即内热外凉导致的表面裂缝(最危险裂 缝时间为第4.5天)和下部硬化混凝土底板约束(外部约束)导致的贯穿裂缝(最危 险裂缝时间为第10天)。裂缝危险|生(热膨胀、白生收缩导致拉应力与抗拉强度 之比)分析结果。● 微硅粉即硅灰:硅灰掺量0~10%,对水化热的影响可以忽略;硅灰掺量15%,混凝土绝热温升降 低2~3℃(不同于过去的试验结果,以前试验显示5%硅灰会略微增大绝热温升)。
● 掺加硅灰必然要增大自身收缩,同时也增大抗拉强度(在10%掺量内)。对于裂缝 敏感性而言,最重要的是这两个性能参数,何者取得竞争优势。当混凝土最高 养护温度高于60℃,随硅灰掺量增加而增大的自身收缩会进一步扩大,此时 裂缝危险性指数(混凝土中随时的拉应力与抗拉强度的比值)也会增大。在这样的养护温度下,对于硅灰掺量为15%混凝土,因为较大的自身收缩,裂缝 危险性指数显著高于其它混凝土。然而,如果最高养护温度不超过40℃,则 O~10%硅灰掺量对混凝土裂缝危险性指数没有明显影响。
● 当最高养护温度不超过40℃(混凝土初始温度不超过20℃),硅灰掺量达10%的混凝土,在硬化阶段都能够抵抗100%的约束程度不开裂。
● 在最高养护温度超过60℃条件下,无硅灰(0%)和5%硅灰混凝土能够抵抗 的约束程度为64%,并且保持裂缝危险性指数低于0.8。相应地,硅灰掺量 10%和15%混凝土能够抵抗的约束程度分别为52%和42%。 从上述微硅粉硅灰试验研究结果可以肯定:没有必要再担心硅灰会增大水化热或温度收缩;控制混凝土初始温度不超过20℃和最高温度不超过40℃,则硅灰掺量不超过10%、水胶比不低于 0.4的混凝土都具有优良的抗裂性能;硅灰掺量在5%以下,硅灰不增加混凝土裂 缝敏感性或危险性。