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微硅粉水泥混凝土在早期裂缝危险性的综合评价
上线日期:2019-10-29 08:35:14

微硅粉水泥混凝土在早期裂缝危险性的综合评价
微硅粉硅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,硅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。
按各种影响因素考虑,硅灰有促进和抑制混凝土(Concrete)裂缝的双重作用。其中,早期表面失水导致的塑性收缩,属施工可控制因素;干燥收缩则属后期因素。硅灰使自生收缩增加和弹性模量提高,增大了早期裂缝的危险性;硅灰使抗拉强度提高和弹塑性徐变增加,则又降低了早期裂缝的危险性。对于实际的混凝土工程,这些因素是同时存在的,硅灰同时作用的总体结果,即对混凝土裂缝危险性有怎样的影响呢?挪威科技大学对此进行了专题试验研究,内容包括硅灰对混凝土自生收缩的影响、对混凝土弹性模量和抗拉强度的影响、恒温与实际温度变化历程对这些参数的影响等。
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。
从微硅粉硅灰水泥混凝土(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:
墙内最高温度(temperature)低,裂缝危险性也较低。
在所有情况下的总平均裂缝危险性,微硅(silicon)粉硅灰混凝土略微小于无硅灰混凝土。微硅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系硅微粉与微硅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,而微硅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:含硅灰与不含硅灰混凝土具有相似的裂缝危险性。
在混凝土(Concrete)水胶比和胶凝材料用量不变的情况下,组成材料的变化(例如硅灰含量变化)对裂缝危险性的影响很小。决定裂缝危险性的首要因素(factor)为:结构的几何形状、尺寸和约束条件与环境因素(特别是温度(temperature)和拆模时间)。
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。微硅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系硅微粉与微硅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,而微硅粉的含硅量一般都在80-92%,94%以上都属于很不常见的。微硅粉也叫硅灰或称凝聚硅灰,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。
早期裂缝危险性增大的问题,是在研究(research)探索生产与应用低渗透、高耐久和高强混凝土(Concrete)过程中遇到的新问题。目前,随着新型高效减水剂以及活性硅微粉硅灰、高细度矿渣、优质粉煤灰的应用,混凝土本身的抗渗性、耐久性和强度都达到了一个崭新的水平。然而,如果混凝土有裂缝,其耐久性又会大打折扣。
因此,研究对策,降低早期裂缝的危险性,才能建造质量真正全面优良的结构。随着研究的深入,各种影响早期裂缝因素的数学模型正在建立起来,裂缝危险性的分析计算和裂缝预测(predict)正在变得精确,并且已开始成为裂缝控制的重要工具。可以预计,随着试验数据(data)的积累和丰富,裂缝危险|生分析计算方法的不断完善,高抗渗、高耐久和高强混凝土的早期裂缝可以得到有效地控制。

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