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    炎熱環境中混凝土配合比對塑性收縮裂縫的影響

    作者:admin來源:本網 日期:2017-10-19 13:16:56 人氣: 標簽:

      響。諸參數對混凝土塑性收縮的累積影響通過測定泌水速率、7C分蒸發速率開裂時間和開裂程度作了估計。結果表明水泥用量和水灰比顯著地影響了控制混凝土塑性收縮的參數。貧干硬性混凝土拌合物開裂早于富塑性混凝土拌合物。然而,前者的開裂程度小于后者。塑性收縮裂縫發生在水分蒸發速率為干硬性混凝土水分蒸發速率和泌水速率均最低,這表明這一混凝土組成能有利于炎熱環境下的施工,從而把塑性收縮開裂降低到最低程度。

      一。刖目炎熱的天氣狀況對新拌混凝土及硬化混凝土的性質都有影響。炎熱天氣對新拌混凝土的最重要的負作用就是塑性收縮開裂。這些裂縫大多出現在水平表面上,常常伴隨著混凝土表面水光澤的消失而產生。環境溫度、相對濕度、風速、混凝土溫度和泌水特性是影響混凝土塑性收縮開裂的一些因素。根據ACI305的意見,波特蘭水泥混凝土產生塑性收縮裂縫的根本原因在于混凝土表面水分的過量快速蒸發及缺少泌水來補充蒸發水分所造成。

      塑性收縮裂縫基本上是直的,然而,沒有任何明確的模式。其長度變化范圍從幾個厘米到幾米。除非塑性裂縫十分淺窄,它們會弱化混凝土結構,允許水分和其它侵蝕性介質擴散到混凝土本體內。這樣就加速了由碳化和/或鋼筋腐蝕而造成的混凝土劣化。

      由于塑性收縮裂縫同泌水速率和水分蒸發速率有關,混凝土組成和環境狀況都將會影響到它,。性收縮水分蒸發所以用于計算水分蒸發速率的Menzel公式可能并不適用于預測塑性收縮裂縫的產生。還可找到關于混凝土組成和環境狀況對塑性收縮裂縫累積影響的很有限的數據,特別是在炎熱和干燥環境下。而且,水泥組成的變化,尤其是它的細度的加會顯著影響泌水速率,從而影響混凝土的塑性收縮特性。

      進行本項研究的目的是要評價配合比,主要是水泥用量和水灰比,對炎熱氣候下混凝土塑性收縮的影響?;炷涟韬衔锝M成對混凝土塑性收縮的影響要通過測定泌水速率、水分蒸發速率、初裂時間和開裂程度來評價。

      二+材料和配合比混凝土試件用ASTMC150的V型水泥制成,水泥的化學成分見表1.粗骨料為最大粒徑9.5mm的石灰巖碎石,其密度為2. 46,吸水率為3.00%n細骨料為沙丘砂,其密度為2.54,吸水率0.23%.粗細骨料的級配見表1.表2,混凝土配合比配合比設計水泥用量Ckg.m"3)水灰比配合比(重量計)超塑化劑C通過改變水灰比(從0.4到0.65)和水泥用量(從300到400kg.m3),研究了配合比對塑性收縮裂縫的影響。表2給出了所研究的混凝土拌合物中各組分用量。所有的混凝土拌合物塌落度設計值為5075mm.表2還給出了為獲得所期望的工作性而摻加的高效減水劑的合適摻量-表7 <泥化學成分分析及骨料級配水泥化學成分分析骨料級配組分重量篩孔尺寸過篩百分比粗骨料細骨料燒失量試樣和測試程序混凝土試件澆注在能控制溫濕度的容器中。所需的溫度用電子加熱器和溫度控制器來維持。此外,容器中配備有鼓風機產生高速氣流。濕度用商品濕-減濕系統控制。

      所饒注的混凝土試件尺寸為450x450x20mm.試件的厚度代表典型混凝土板的表面積/體積比。

      鼓風機置于能均勻覆蓋整塊板的位置。風速用數字式測風儀測定。

      將鋁和有機玻璃做的模板用于澆注混凝土試件。這種模板減少了對新拌混凝土水分的吸收。這樣,在所有試件中創造了均一的條件,加了泌水,迫使水分朝一個方向遷移并為塑性收縮提供了最惡劣的條件,模擬了在塑料棚里澆注板的情況。新拌混凝土試件暴露于氣溫45C、相對濕度50%、風速15km.If1的環境中這種天氣狀況在世界上炎熱干燥地區相當普遍?;炷猎牧现糜陔妱踊炷翑嚢铏C中拌合,然后澆注于塑料板覆蓋的模具中。用振動臺振實后用直尺找平,不允許有搖擺的動作。最后把試件置于所期望的環境條件下=為了評估泌水,混凝土澆注在ASTMC232規定的泌水料斗中,并覆蓋塑料板。在開頭40min每隔lOmin用管子收集一次泌水,然后每30min收集一次直到泌水停止=水的蒸發表達為蒸發水百分比和蒸發速率。蒸發水百分比用蒸發掉的水與總的拌合水量之比來表示=水分蒸發速率通過記錄0.Olg感量的數字式天平測得的重量變化來評價。

      塑性收縮裂縫通過記錄初裂時間和總的開裂面積來監測。記錄裂縫的長度和平均寬度并表達為總的開裂面積。

      結果與討論-3給出了水泥摻量分別為300、350和400kgm-3的混凝土拌合物中水灰比對累積泌水量的影響??梢?,泌水體積隨水灰比而加。水泥用量300kgnf3,水灰比0. 40和0.50的混凝土拌合物lh后停止泌水,而水灰比0.65,水泥用量300kgnf3的混凝土拌合物3. 5h后才停止泌水(見)水泥用量300kgnf3,水灰比為0.40、0.50和0. 65的混凝土拌合物累積泌水量分別為0.2、1.6和3.8kgm'在水泥用量為350kgm3和400kgnf3的混凝土拌合物中,泌水體積也隨水灰比而加。對于本研究中的所有水灰比,水泥用量350kg/m-3的混凝土累積泌水量高于水泥用量300kg/nf3的混凝土。然而,水泥用量400kg/m-3和350kg/m-3的混凝土拌合物累積泌水量沒有顯著差異。

      蒸發水量給出了水灰比和水泥用量對蒸發水百分比的影響。蒸發水的比例幾乎隨著水泥用量而直線長,然而,卻隨水灰比的長而減少。水泥用量300kgm3的混凝土拌合物,水灰比為0.40、0.50和0.65時,蒸發水百分比分別為44. 8、43.4和43.1%.在水泥用量為350kgi3的混凝土拌合物中,當水灰比為0.40、0.50和0.65時,蒸發水量分別為46.3、44.3和43.7%,而這些值在水泥用量400kgm3的混凝土拌合物中分別為49.加水泥用量而提高蒸發水百分比可能是由于:①由于水泥漿體體積加,毛細管壓力大;②集料體積減少。前者的影響有利于泌水傳輸到混凝土表面,而集料體積的減小減少了阻止泌水的渠道,結果泌水都傳輸到混凝土表面。然而,在富混凝土拌合物中觀察到的蒸發水量加的現象,例如在水灰比0.40、水泥用量400kgi3的混凝土拌合物中,如果泌水與蒸發速率不成比例,可能會導致塑性收縮開裂加劇。

      給出了水泥用量和水灰比對水分蒸發速率的影響。水分蒸發速率也隨著水泥用量而長。水泥用量350kgnf3的混凝土拌合物,水灰比為0.40和0.50時蒸發速率幾乎相同。水泥用量300kgnf3,水灰比0. 40的混凝土拌合物中,蒸發速率接近0.SSkgih-1,當水泥用量加到400kgm3時,蒸發率提高到約。ISkgnf2??!'然而,當水灰比加到0.65而水泥含量仍為300kgnf3時,水分蒸發速率加到。52kgm2h'這些結果很清楚地表明了配合比對水分蒸發速率的影響。在本研究中所涉及的環境條件下,最小水分蒸發速率出現在水泥用量300kgm水灰比0.40的貧干硬性混凝土中。然而,應該指出這一蒸發速率超過了ACI305建議的門檻值1.OkgmV1. 3.開裂通過記錄初裂時間和總的開裂面積,對塑性收縮開裂進行了研究??偟拈_裂面積表達為混凝土總表面積的百分比。給出了水灰比和水泥用量對初裂時間的影響D開裂時間幾乎隨水灰比而直線加。在水泥用量300kgm'水灰比為0.40的混凝土拌合物中,2. 5h后觀察到裂縫。然而,同樣的水灰比,水泥用量400kgnf3的拌合物,4h后觀察到裂縫。在水灰比0.65、水泥用量300kgm3和400kgnf3的混凝土拌合物中,4. 5h后觀察到裂縫=而且,干硬性的拌合物(低水灰比)開裂早于半干硬或塑性拌合物(中等到高水灰比)。類似地,貧拌合物開裂早于富拌合物。由水泥用量和水灰比的加而引起混凝土開裂延遲可歸因于下述原因:①泌水加;②與富混凝土拌合物相比,貧混凝土拌合物抗拉強度較低。表示了配合比對總的開裂面積的影響??偟拈_裂面積也隨著水泥用量和水灰比加而長。水泥用量40的混凝土拌合物,總的開裂面積為0.019%,而相近水灰比、水泥用量400kgm3的混凝土拌合物,開裂面積為0. 037%.水灰比0.65、水泥用量300kgm3的混凝土試樣,總的開裂面積為0.隨著水灰比加開裂面積亦加可歸因于混凝土抗拉強度的降低。另一原因可能是由于水灰比加毛細管壓力大。根據Wittman的觀點,水灰比在0.5-0.6的范圍時,塑性收縮引起的新拌混凝土收縮最大。

      Turton討論了由Shaeles和Hover提出的結果,贊同他們關于施工操作對開裂影響的結論。

      4.泌水、蒸發速率和塑性收縮開裂之間的聯系本次研究中的所有混凝土拌合物其水分蒸發速率均大于泌水速率。大多數混凝土拌合物l~3h后停止泌水,然而蒸發速率要持續到近6h.最初,泌水大于蒸發速率,但隨著時間推移,泌水減少或停止而蒸發速率卻大致恒定=而且,貧干硬性混凝土拌合物開裂早于富塑性拌合物。這可能是由于前者的泌水低于后者。在澆注后,貧干硬性拌合物中泌水持續僅lh,而在富塑性混凝土中泌水持續近5h.然而,如前所述,在貧拌合物中開裂程度小于富拌合物。在貧干硬性混凝土拌合物(水泥用量300kgnf3,水灰比0. 40)中,低的泌水速率和低的蒸發速率雙重因素使得這種拌合物適用于炎熱干燥的環境=然而,要考慮低的水泥用量對混凝土耐久性的影響。

      本研究所做的另一重要觀測中發現塑性收縮裂縫發生在蒸發速率為。2~0.Tkgf21的范圍,而ACI305建議值為lkgm-2h-、結論在炎熱干燥環境下,混凝土配合比顯著地影響著塑性收縮的影響因素。泌水和蒸發速率都隨水灰比和水泥用量的加而提高。

      在貧干硬性拌合物中泌水很低且僅持續lh,然而在富塑性拌合物中,泌水持續4~5h.盡管貧干硬性拌合物開裂早于富塑性拌合物,前者的開裂程度小于后者。低水泥用量的混凝土拌合物開裂程度小于高水泥用量的拌合物,然而觀察到前者開裂早于后者。因此,要通過合適的方法阻止貧干硬性拌合物的初裂。

      水泥用量300kgm-3和水灰比0.40的混凝土拌合物中,其低的泌水率和低的蒸發率使得它更適合于減小塑性收縮開裂。然而,低的水泥用量對混凝土耐久性的影響要考慮進去。

      本研究的另一重要發現是塑性收縮開裂發生在蒸發速率。20.Tkgih-1的范圍內,而ACI305建議值為lkgm2h'

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