抗裂水泥對混凝土性能的影響研究

蔣松潤

【摘要】目前，我國城鎮(zhèn)化建設進程迅速，隨著工程建設數(shù)量的增加，全國各地混凝土的使用量也在不斷的提升，但是混凝土使用過程中存在的問題也在不斷的增多。在混凝土處在硬化階段的早期開裂是目前混凝土在使用過程中一個經(jīng)常發(fā)生的問題。混凝土使用過程中產生的開裂會是內部的鋼筋出現(xiàn)腐蝕的情況，這樣就會降低混凝土的穩(wěn)定性，影響到建設工程的施工的整體質量，使工程產生裂縫。為此在工程建設時可以采用抗裂水泥。本文主要討論抗裂水泥對混凝土性能的影響。

【關鍵詞】抗裂水泥;混凝土;性能影響

【中圖分類號】TU528

【文獻標識碼】A

在建筑工程具體建設過程中，為了能夠更好的提高工程的穩(wěn)定性以及安全性，降低混凝土產生的裂縫，通常會采用抗裂水泥進行施工。抗裂水泥在具體使用過程中具有非常強的應力擴散能力，而且抗?jié)B性能以及抗凍性能較強。為此本文主要探討抗裂水泥對于混凝土性能的影響。

1、試驗方法

1.1原材料

針對普通水泥的一些問題，抗裂水泥主要存在以下幾個方面優(yōu)勢：①比表面積相較于普通水泥稍低，延長終凝時間，降低早期強度（3d），降低堿含量，水泥總堿含量為0.6%;②降低C3S和C3A含量，提高C2S含量，并適當提高Mg O含量;③設計合理的混合材摻量，使水泥強度有一個持續(xù)、長期地增長。抗裂水泥28d膠砂抗壓強度達到47.1MPa，能保證相應工程質量要求的強度等級，選用燒失量低、活性高、需水量比低的活性混合材，以降低其對干縮的不利影響。試驗用砂為河北寬城縣機制砂，空隙率41%，細度模數(shù)2.4，屬于Ⅱ區(qū)中砂;粗骨料采用公稱粒級為5～10mm和10～20mm以3∶7比例組合的石灰?guī)r碎石;減水劑含固量15%，減水率26%，pH值4.5。

1.2試驗方法

在對混凝土進行試驗過程中，主要是采用100mm×100mm×100mm的混凝土試塊，按照GB/T50081-2002《普通混凝土力學性能試驗方法標準》對混凝土的立方體抗壓強度進行試驗檢測，按照GB/T2419-2005《水泥膠砂流動度測定方法》中的相關規(guī)定可以對水泥膠砂的擴展程度進行測試。按照JC/T1083-2008《水泥與減水劑相容性試驗方法》中的規(guī)定對水泥的減水劑飽和點進行檢驗，主要是采用設計的抗裂模具對混凝土水泥的抗裂性能進行試驗，在成型24h之后需要將模具周圍的擋板拆除，并且觀察混凝土產生的裂縫，混凝土試塊需要憑證的存放在檢測室外的地面。抗裂模具尺寸詳見圖1。在這個基礎之上，可以按照比例縮小模具的尺寸對水泥的抗裂性能進行分析，并且，還可以按照要求來改變模具的尺寸，這樣能夠更好地增加混凝土試塊的集中應力，有效地區(qū)分抗裂性能較為優(yōu)異的混凝土。

2、影響

2.1抗裂水泥對混凝土抗壓強度的影響

抗裂水泥的抗壓強度在C35和C50強度等級的各個齡期中均低于普通水泥組，這是因為抗裂水泥早期水化不完全，早期強度低，強度增長慢。但值得注意的是，抗裂水泥組28 d抗壓強度滿足C35和C50強度等級要求，C35等級混凝土28d抗壓強度高達58.6 MPa，普通水泥組強度增長則過快對混凝土抗裂性能不利，易產生大量水化熱，在大體積工程中由于溫度應力產生裂縫。抗裂水泥代替普通水泥后，在30%粉煤灰和15%礦渣粉的膠凝材料體系中的抗壓強度能夠滿足C35和C50強度等級的要求，且強度增長速度相較于普通水泥更慢，在早齡期強度發(fā)展緩慢的情況下，依然能有一定的強度保證率，在60 d抗壓強度有接近普通水泥組的趨勢。這是由于抗裂水泥水化進程緩慢，在粉煤灰和礦渣的二次水化過程中能提供的氫氧化鈣較少，抗壓強度發(fā)展較慢，導致其低于普通水泥組。

2.2水泥穩(wěn)定碎石基層抗裂性能

在這混凝土攪拌的方式進行改變之后，普通的強制攪拌混合料總比表面積會比震動攪拌產生的面積要大。混凝土的抗干縮性能指標主要體現(xiàn)在劈裂強度和最大的收縮應變比，指標值越大抗干縮性能就越強。在混凝土材料施工過程中，內部的水分蒸發(fā)造成干縮裂縫，產生的束縛會存在地基當中，如果內部產生的應力超越自身的強度，就會導致混凝土出現(xiàn)開裂的情況。為了有效防止混凝土產生開裂，有需要在初期加強對混凝土的補水養(yǎng)護處理，通過使用土工布的方式進行加水覆蓋，防止混凝土內部的水分蒸發(fā)，混凝土的表面需要保持潮濕，需要等到繼承毛細管水以及層間水逐步喪失穩(wěn)定為止。另外水泥的抗裂性能主要在溫度收縮方面，不同的攪拌方式，混合料的溫縮有著不同的情況，普通的混凝土攪拌方式產生的溫縮系數(shù)會大于振動攪拌，在晚期會容易產生低溫收縮開裂的情況。

2.3水泥穩(wěn)定碎石基層開裂應力分析

混凝土的抗裂應力主要是因為有不同的開裂原因造成的，所以在混凝土的應力上會有不同程度的變化。混凝土開裂縫隙擴展的模式層面，混凝土基層材料出現(xiàn)干縮裂縫主要是因為基層的內部受到干溫縮應力的影響造成的，在這樣應力情況下產生的開裂縫隙會大于極限抗拉強度產生的裂縫。從混凝土斷裂力學的角度分析，裂紋擴展按照混凝土應力的標準能力會分成撕裂和剪切式拉伸模式，不同的應力方式會有不同的結果。如果在拉伸模式承受下承受拉伸應力會到時混凝土表面出現(xiàn)垂直裂紋，而如果是剪切模式產生的剪應力會和混凝土表面的裂紋平行，在垂直裂紋的前沿。

2.4抗裂水泥對混凝土抗裂性能的影響

在C35普通水泥混凝土中由于干燥收縮產生一條未貫穿的裂縫，C50普通水泥混凝土在自收縮和干燥收縮共同作用下，使混凝土出現(xiàn)一條貫穿裂縫。所以，代替普通水泥加入混凝土中的抗裂水泥的干燥收縮和自收縮都較低，能有效的發(fā)揮抗裂作用。

結語：

綜上所述，抗裂水泥在滿足一定和易性和強度等級要求下，可以嘗試應用于凝結時間較長、有較低開裂敏感性和開裂風險要求的工程，能在工程發(fā)揮其優(yōu)勢，因地制宜得到最好的效果。

參考文獻：

[1]肖忠明.現(xiàn)代混凝土技術對混凝土抗裂性影響之綜述[J].水泥，2019（2）：5-10.

[2]劉九正.高速公路抗裂型水泥穩(wěn)定碎石基層應用研究[J].公路工程，2013（6）：173-178.