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微矽粉水泥混凝土在早期裂縫危險性的綜合評價
上线日期:2019-10-29 08:35:14

微矽粉水泥混凝土在早期裂縫危險性的綜合評價
微矽粉矽灰对各种影响混凝土裂缝因素(factor)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,矽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(control)不利无影响或有利。
混凝土(Concrete)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(strength)。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(condensation)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。
按各種影響因素考慮,矽灰有促進和抑制混凝土(Concrete)裂縫的雙重作用。其中,早期表面失水導致的塑性收縮,屬施工可控制因素;幹燥收縮則屬後期因素。矽灰使自生收縮增加和彈性模量提高,增大了早期裂縫的危險性;矽灰使抗拉強度提高和彈塑性徐變增加,則又降低了早期裂縫的危險性。對于實際的混凝土工程,這些因素是同時存在的,矽灰同時作用的總體結果,即對混凝土裂縫危險性有怎樣的影響呢?挪威科技大學對此進行了專題試驗研究,內容包括矽灰對混凝土自生收縮的影響、對混凝土彈性模量和抗拉強度的影響、恒溫與實際溫度變化曆程對這些參數的影響等。
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(consider)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。
从微矽粉矽灰水泥混凝土(Concrete)在早期裂纹的分析(Analyse)过程和分析结果可得出如一下结论:
牆內最高溫度(temperature)低,裂縫危險性也較低。
在所有情况下的总平均裂缝危险性,微硅(silicon)粉矽灰混凝土略微小于无矽灰混凝土。微矽粉区别于国内顶尖的H系硅微粉:从指标上来说,二者有很多相同之处,也有很多不同之处。具体来说,H系硅微粉与微矽粉的化学成分基本上是相同的,主要成分都是二氧化硅,而且杂质里都含有氧化钠、氧化钙,氧化镁,氧化铁,氧化铝等。只不过H系硅微粉的含硅量比较高,基本都在99%以上,而微矽粉的含硅量一般都在80-92%,94%以上都属于很不常见的。考虑(consider)到分析评价中涉及一些不确定因素,更恰当结论为:含矽灰与不含矽灰混凝土具有相似的裂缝危险性。
在混凝土(Concrete)水膠比和膠凝材料用量不變的情況下,組成材料的變化(例如矽灰含量變化)對裂縫危險性的影響很小。決定裂縫危險性的首要因素(factor)爲:結構的幾何形狀、尺寸和約束條件與環境因素(特別是溫度(temperature)和拆模時間)。
从此项全面分析可以看到,不能使用单一的混凝土性能参数(parameter)(如自生收缩)来评价裂缝危险性。微矽粉区别于国内顶尖的H系硅微粉:从指标上来说,二者有很多相同之处,也有很多不同之处。具体来说,H系硅微粉与微矽粉的化学成分基本上是相同的,主要成分都是二氧化硅,而且杂质里都含有氧化钠、氧化钙,氧化镁,氧化铁,氧化铝等。只不过H系硅微粉的含硅量比较高,基本都在99%以上,而微矽粉的含硅量一般都在80-92%,94%以上都属于很不常见的。微矽粉也叫矽灰或称凝聚矽灰,是铁合金在冶炼硅铁和工业硅(金属硅)时,矿热电炉内产生出大量挥发性很强的SiO2和Si气体,气体排放后与空气迅速氧化冷凝沉淀而成。它是大工业冶炼中的副产物,整个过程需要用除尘环保设备进行回收,因为密度较小,还需要用加密设备进行加密。实际上,随时间变化的几种性能的交互作用决定着裂缝危险性。
早期裂縫危險性增大的問題,是在研究(research)探索生産與應用低滲透、高耐久和高強混凝土(Concrete)過程中遇到的新問題。目前,隨著新型高效減水劑以及活性矽微粉矽灰、高細度礦渣、優質粉煤灰的應用,混凝土本身的抗滲性、耐久性和強度都達到了一個嶄新的水平。然而,如果混凝土有裂縫,其耐久性又會大打折扣。
因此,研究對策,降低早期裂縫的危險性,才能建造質量真正全面優良的結構。隨著研究的深入,各種影響早期裂縫因素的數學模型正在建立起來,裂縫危險性的分析計算和裂縫預測(predict)正在變得精確,並且已開始成爲裂縫控制的重要工具。可以預計,隨著試驗數據(data)的積累和豐富,裂縫危險|生分析計算方法的不斷完善,高抗滲、高耐久和高強混凝土的早期裂縫可以得到有效地控制。

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