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[工程建筑] 混凝土的自缩及其控制措施

  • 简介:近年来,随着混凝土科学的发展,尤其是高效减水剂和矿物掺合料在混凝土中的广泛应用,混凝土的水灰比(或水胶比)大大降低。这种低水灰比的混凝土(水灰比不大于0.40)有很高的强度和很低的渗透性,在不发生裂缝的前提下是十分耐久的。但在低水灰比的情况...
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近年来,随着混凝土科学的发展,尤其是高效减水剂和矿物掺合料在混凝土中的广泛应用,混凝土的水灰比(或水胶比)大大降低。这种低水灰比的混凝土(水灰比不大于0.40)有很高的强度和很低的渗透性,在不发生裂缝的前提下是十分耐久的。但在低水灰比的情况下,强烈的水化会促使混凝土中毛细管弯月面快速向内推进和相对湿度的很快下降,在混凝土中出现自干燥现象(self-desiccation)。混凝土的自干燥必将引起混凝土宏观体积的减小,这种现象被称为混凝土的自缩(self-desiccation shrinkage or autogenous shrinkage)。在低水灰比的情况下,混凝土在硬化的早期就会产生很大的自缩。在实际的混凝土工程中,混凝土又不可避免地受到约束的作用。在约束存在的情况下,这种高自缩的混凝土发生开裂的可能性大大增加。由于混凝土的自缩与混凝土的早期开裂现象关系紧密,因此有必要对混凝土的自缩性能加以研究。
1混凝土的自缩及产生机理
混凝土的自缩是指混凝土硬化阶段(终凝以后),在恒温、与外界无水分交换的条件下混凝土宏观体积的减小。自缩和干缩不同,它在混凝土体内相当均匀地发生,而不仅仅在混凝土表面发生。
一般认为,混凝土自缩是混凝土中水泥水化形成的混凝土内部空隙产生的毛细管张力造成的。其具体过程如下:水泥和水发生水化作用时,所形成的水化产物的体积小于水泥和水的总体积,在混凝土具有较大流动性时,混凝土通过宏观体积的减小来补偿水泥水化产生的体积变化,随着水泥水化的进行,混凝土的流动性逐渐降低,混凝土不能完全靠宏观体积的减小来补偿水泥水化产生的体积变化,这时混凝土通过形成内部空隙和宏观体积减小两种形式补偿水泥水化产生的体积变化。随着水泥水化的进一步发展,混凝土产生一定的强度,这时混凝土主要通过形成内部空隙来补偿水泥水化产生的体积变化。在混凝土终凝以后,虽然水泥水化产生的体积变化主要通过形成内部空隙来补偿,但由于内部空隙的形成而产生的毛细管张力将使混凝土的宏观体积收缩。在水灰比较高的情况下,混凝土内部的毛细管较粗,由于内部空隙的形成而产生的毛细管张力很小,混凝土的自缩值也很小。但在水灰比很低的情况下混凝土中的毛细管很细,由于内部空隙的形成而产生的毛细管张力很大,混凝土的自缩值也将很大。在早期混凝土强度较低时,混凝土自缩的发展速度将很大。
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