高性能清水混凝土的抗裂性能研究

1、高性能清水混凝土的抗裂性能研究清水混凝土是现代主义的一种建筑艺术形式,不使用任何涂料等装饰材料,直接表现混凝土原始质感的一种装饰方法,以其独特的表现形式与朴素大气的建筑风格受到人们的广泛喜爱与追捧。近年来,使用清水混凝土结构的建筑物越来 越多,但是很多清水混凝土工程都面临着严重的结构开裂问题。如果不解决清水混凝土结构的开裂问题,不提高结构的抗裂性能,将严重制约清水混凝土的发展与应用。所以,清水混凝土必须实现高性能化,需结合高性能混凝土技术及应用特点,配制满足高性能混凝土性能和评价标准 ,表面平整光滑、 无明显色差和显著开裂的清水混凝土。本课题旨在研究清水混凝土的高性能化技术路线,针对清水混凝土

2、的结构抗裂性能展开研究。本文对水泥及矿物掺合料的种类和用量、骨料质量、混凝土流 动性、耐久性、验收龄期等方面展开了清水混凝土的抗裂性能研究。研究了不同胶凝材料组成及用量的胶砂和混凝土的开裂性能 ;研究了坍落度、验收龄期、天然砂含泥量、机制砂级配、粗骨料不规则颗粒含量和骨料品质等方面对清水混凝土抗裂性能的影响。试验结果显示,掺入石灰石粉使裂缝由宽变窄,首裂时间与对照组接近,28d 裂缝总面积及总长度较对照组均得到改善,28d 裂缝总长度减小了 40%,开裂总面积缩小了 13%;掺入氧化镁膨胀剂延长了首裂时间且28d 裂缝总长度最小,28d 裂缝总长度减小 55%,抗裂效果明显;掺入石英岩粉仅改善

3、了清水混凝土表面质感,但首裂时间最早,28d 裂缝总长度及宽度均最大;选用s105 矿渣粉首裂时间得到了延长,且 28d 裂缝总长度及总面积均大幅缩短,裂缝总长度减小 48%,总开裂面积减小 45%,表面质感也较基准组清水效果更好;随着水泥细度增加,首裂时间明显缩短,28d 裂缝总面积随之增加,尽管裂缝宽度相对减小,但仍不利于清水混凝土抗裂,应控制水泥细度,并提高矿物掺合料掺量;使用抗裂水泥制备的清水混凝土工作性能较好,且表面平整光亮,色泽均匀,28d 内 未见开裂,显著提高清水混凝土抗裂性能。试验结果显示,塑性混凝土的抗裂性能优于大流动性混凝土;在同等级混凝土中胶凝材料用量增大,开裂风险增大

4、;使用长验收龄期随着粉煤灰掺量的增多,降低了混凝土开裂敏感性;天然砂含泥量越少,抗裂性能越好,含泥量 3%较含泥量 15%试验组,28d 裂缝总面积减小了 35%;符合高性能混凝土用骨料标准的优质机制砂能够提高混凝土工作性能、强度及抗裂性能;随着粗骨料粒型的优化,首裂时间得到了延长,降低了总开裂面积;使用精品骨料所配制的混凝土在满足强度等级要求的情况下,和易性及抗裂性能较劣质骨料效果显著,首裂时间缩小了57%,28d 开裂总面积减小了 72%。耐久性试验结果显示,随着胶凝材料用量提升,尽管抗碳化能力提高;但对混凝土抗裂性能极为不利;优质骨料抗碳化性能优于劣质骨料,劣质骨料不规则颗粒、针片状含量增多,混凝土密实度较差,抗裂性能及抗碳化能力均较差;所以配制清水混凝土应控制胶凝材料用量,提高骨料质量, 在满足抗裂性能的要求上,提高耐久性。同时提高骨料品质,降低粗骨料空隙率,亦能够提高混凝土的抗裂性能及抗氯离子扩散性能,同时提高了混凝土表面吸水率;为了提高混凝土抗裂性能及耐久性,应使