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1、墊!壘生差壘塑i蔓差!!!翹l適酉建撾照王撞苤養(yǎng)護(hù)對高性能混凝土塑性收縮的影響探析■張根華■中鐵十一局集團(tuán)橋梁有限公司，江西鷹潭335000摘要：針對高性能混凝土的塑性收縮破壞問題，本文指出了其塑性收縮裂縫的形成機(jī)理。在此基礎(chǔ)上闡述了塑性收縮裂縫的環(huán)境影響因素，并通過對處于不同養(yǎng)護(hù)條件下的高性能混凝土的塑性收縮進(jìn)行對比分析。結(jié)果表明：塑性收縮多發(fā)生于混凝土早期硬化階段，養(yǎng)護(hù)的溫度、濕度和周圍風(fēng)環(huán)境對混凝土塑性收縮具有較大的影響，特別是在高溫或低濕的養(yǎng)護(hù)條件下，其收縮率會顯著增大。關(guān)鍵詞：高性能混凝土塑性收縮裂縫養(yǎng)護(hù)條
2、件在目前的混凝土材料中，甚至是高性能的混凝土，其收縮性能是影響混凝土耐久性的重要因素，在混凝土是否能夠達(dá)到優(yōu)異的長期性能方面起到了關(guān)鍵的決定性作用。然而，混凝土收縮裂縫的出現(xiàn)是不可避免的，就連經(jīng)過性能優(yōu)化的高性能混凝土也屢見不鮮地發(fā)生塑性收縮裂縫。裂縫的形成、發(fā)展和延伸必將影響到高性能混凝土其它優(yōu)越性能的發(fā)揮，甚至?xí)菇ㄖ锘驑?gòu)筑物的安全受到危害。另外，在新時(shí)期追求建筑物的綠色、低碳理念的大潮流下，開發(fā)商和建筑居住者越來越重視建筑物自身的安全、適用和耐久性能。因此，基于建筑物的安全耐久方面，盡量避免和減少高性能混凝土
3、收縮裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展就成為了土木從業(yè)者當(dāng)前研究任務(wù)的重中之重。1塑性收縮及其裂縫形成機(jī)理對于高性能混凝土來說，它自身的結(jié)構(gòu)特性使得其早期裂縫的形成主要是由混凝土自身的塑性收縮等造成的。據(jù)近幾年的研究表明，混凝土材料的性能、環(huán)境的溫度和濕度以及結(jié)構(gòu)尺寸的大小與塑性收縮有著緊密的聯(lián)系。1．1塑性收縮的定義塑性收縮指的是新拌混凝土暴露于高蒸發(fā)速率條件下，在硬化前發(fā)生的體積縮小的現(xiàn)象。也可以說是混凝土在沒有凝結(jié)硬化之前(仍處于塑性狀態(tài))發(fā)生的體積縮減。水分的快速流失是導(dǎo)致混凝土發(fā)生塑性收縮的主要原因，也就是說新拌的混凝土構(gòu)件
4、含有的水分自混凝土表面發(fā)生蒸發(fā)、損失，引起了混凝土的體積收縮，從而導(dǎo)致了混凝土形成塑性收縮裂縫。而這些收縮裂縫大多形成于混凝土暴露在外的表觀面，并且一般情況下不會有深度較大的裂縫。對于為了實(shí)現(xiàn)強(qiáng)度優(yōu)化的高性能混凝土，其水灰比一般均會較低，也即是說在其拌合物內(nèi)的自由水相對較少，加上在水化過程中的產(chǎn)物很快地占據(jù)了其毛細(xì)孔隙。從而阻止了毛細(xì)水的上升，導(dǎo)致了高性能混凝土表面的塑性收縮裂縫加快出現(xiàn)。1．2塑性收縮裂縫的形成機(jī)理混凝土塑性收縮裂縫的形成機(jī)理：當(dāng)處于干燥、炎熱的天氣情況下，剛剛澆筑完的混凝土在開始幾個(gè)鐘頭內(nèi)，如果其
5、表面水分的蒸發(fā)速度快于混凝土內(nèi)部泌水到達(dá)其表面的速度，在靠近表面的水泥和骨料等顆粒間的水分子中就自動形成了彎月型繁雜系統(tǒng)。新拌制的混凝土在以上所述條件下的作用下，使得混凝土內(nèi)部的液狀壓力開始向外發(fā)展，從而導(dǎo)致了塑性收縮的產(chǎn)生。新拌混凝土在澆筑一個(gè)小時(shí)后，其表面因水分蒸發(fā)流失而變干，隨即出現(xiàn)了塑性收縮。這時(shí)，混凝土內(nèi)部的毛細(xì)管壓力在拌合水中逐漸得以發(fā)展，在3—4小時(shí)后到達(dá)其峰值，而之后卻突然下降。此時(shí)分散系統(tǒng)中存在重新分布趨勢的毛細(xì)水已經(jīng)不足夠填充系統(tǒng)的所有孔隙位置，而這些水就在相對細(xì)小的毛細(xì)管和顆粒間接觸區(qū)中，從而形
6、成了毛細(xì)水環(huán)。隨著顆粒的散化，混凝土內(nèi)部的水分馬上形成一個(gè)由水泥和骨料粘結(jié)的基體。然而，當(dāng)這種毛細(xì)水環(huán)形成后，混凝土內(nèi)部的毛細(xì)水不再形成一個(gè)粘結(jié)系統(tǒng)，使得新拌混凝土向新的狀態(tài)轉(zhuǎn)變，導(dǎo)致了高性能混凝土體積出現(xiàn)縮減，從而促使了混凝土塑性收縮的形成。2塑性收縮裂縫的環(huán)境影晌因素在混凝土配合比和原材料一定時(shí)，水份蒸發(fā)是使混凝土產(chǎn)生塑性·86·收縮裂縫的最主要原因。美國學(xué)者Paul認(rèn)為混凝土表面水份的蒸發(fā)速度可以按以下公式計(jì)算：E=O．313(e。一re。)(0．253+0．06v)據(jù)既有相關(guān)研究表明：影響混凝土塑性收縮裂縫產(chǎn)
7、生的因素是比較復(fù)雜多樣的，包括了：①氣溫；②混凝土體溫；③相對濕度；④太陽輻射熱等；由上述公式也可看出，水份的蒸發(fā)速度和新拌制混凝土所處環(huán)境的實(shí)際風(fēng)速、實(shí)際溫度和相對濕度也是密切相關(guān)的。3不同養(yǎng)護(hù)條件對高性能混凝土塑性收縮裂縫的影響規(guī)律經(jīng)過上述關(guān)于塑性收縮的環(huán)境影響因素分析可知，對高性能混凝土的塑性收縮影響最大的因素是外界溫度和濕度，所以，解決塑性收縮最有效的手段就是加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，從而起到平衡失水與泌水速率的作用，彌補(bǔ)了由于外界溫度和濕度引起的超負(fù)荷失水速度，也使混凝土的塑性收縮問題得到解決?，F(xiàn)拌混凝土采用不同比例的溫度
8、與濕度的配比機(jī)制呈現(xiàn)出不同的養(yǎng)護(hù)條件，從而形成相對濕度越低，毛細(xì)孔的蒸汽壓力則越?。画h(huán)境溫度越高，則飽和水的蒸氣壓力越高。另外，在不同條件的養(yǎng)護(hù)下，拌和物中摻人硅灰、粉煤灰和養(yǎng)護(hù)劑SAP也可形成高性能混凝土，對于摻入粉煤灰的混凝土，因?yàn)榉勖夯翌w粒吸附了一層表面水膜，其塑性收縮出現(xiàn)顯著性減小，這也是摻粉煤灰混凝土的自身內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征及親水性作用的結(jié)
