與水泥質(zhì)量有關(guān)投訴問題解析-張大康-文庫吧
2025-01-15 13:13 本頁面
【正文】 氧化鈣、方鎂石、過量石膏這些發(fā)生體積膨脹化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)所導(dǎo)致的混凝土裂紋寬度、深度不定。典型的水泥安定性不良裂紋，有一個明顯發(fā)生體積膨脹的中心區(qū)域，以中心區(qū)域為圓心，裂紋呈同心圓狀。很多時候看不到明顯發(fā)生體積膨脹的中心區(qū)域，此時裂紋的方向無規(guī)律。水泥安定性不良裂紋不會沿某一個方向延伸發(fā)展，裂紋長度一般不超過 10厘米。 常見原因1. 水泥中游離氧化鈣含量偏高，水泥安定性不良?？赡苁鞘炝现械挠坞x氧化鈣偏高，一種少見的情況也可能是水泥中添加了較多高鈣粉煤灰。2. 水泥中氧化鎂含量超過 5%。3. 水泥中三氧化硫含量超過 4%?；炷亮鸭y的產(chǎn)生機(jī)制 混凝土裂紋無論出現(xiàn)的時機(jī)如何，其原因皆為早期混凝土漿體硬化后產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力因為受到約束無法釋放。大部分后期裂紋的產(chǎn)生也因為早期內(nèi)應(yīng)力的積聚或早期已經(jīng)產(chǎn)生了可見和不可見的裂紋。同濟(jì)大學(xué)黃士元教授從彈性力學(xué)的角度分析了混凝土早期開裂的原因。受約束的混凝土的開裂條件為： 式中： 為混凝土的應(yīng)變； 為混凝土的抗拉強(qiáng)度；為混凝土的彈性模量； 為混凝土的極限應(yīng)變。 上式表明，當(dāng)混凝土的應(yīng)變大于它的極限應(yīng)變時就會開裂。同時還提示，混凝土的開裂時間，實際上是混凝土應(yīng)變大于極限應(yīng)變的時間。 混凝土澆筑以后即開始產(chǎn)生一系列的收縮：混凝土表面泌水（泌水收縮）、暴露表面的失水（干燥收縮）、由于水化反應(yīng)消耗水分使內(nèi)部毛細(xì)孔出現(xiàn)彎月面（自干燥收縮）、伴隨水泥水化反應(yīng)產(chǎn)生的化學(xué)減縮，這些收縮如果發(fā)生在混凝土硬化之前，會因混凝土的徐變而將應(yīng)變松弛；如果發(fā)生在混凝土初凝以后，則成為產(chǎn)生裂紋的因素。同時，與上述這些收縮同時作用的是，混凝土早期的水化熱引起的溫升，造成的表面（外部）與內(nèi)部存在溫度梯度導(dǎo)致的溫度應(yīng)力。 混凝土的裂紋與水泥性能的關(guān)系 廉慧珍和覃維祖教授翻譯的 Burows所著《混凝土的可見與不可見裂縫》一書列舉了28項影響混凝土開裂的因素，涉及水泥的有 4項：高堿、高 C3S、高 C3A、高 SO3。實際上書中還反復(fù)提到水泥過細(xì)的不利影響。 水泥的抗裂性能目前還沒有比較全面、可靠的檢驗方法，混凝土的開裂與水泥性能的關(guān)系大部分是定性的分析結(jié)果。1） 水泥的水化熱水泥的水化熱特別是早期水化熱高是引起混凝土裂紋的來自水泥主要原因。主要熟料礦物的水化熱見表 1。水泥的水化熱與熟料的礦物組成、水泥細(xì)度、水泥中堿含量、混合材料摻量有關(guān)。將中熱水泥用于普通混凝土工程，產(chǎn)生裂紋的危險顯著減小。2） 早期水化速率 水泥早期水化速率快，容易出現(xiàn)裂紋。同樣具有加快水泥水化速率的影響因素，對混凝土開裂的影響不同。過高的比表面積、過高的堿含量（特別是可溶性堿）可以提高水泥的早期水化速率，混凝土出現(xiàn)裂紋的危險性增加；三乙醇胺同樣可以提高水泥早期水化速率，開裂的危險比表面積、堿含量小。 通過摻入細(xì)度明顯小于水泥的混合材料來改善水泥粒度分布，減低顆粒堆積的空隙率，可以明顯提高早期強(qiáng)度。這種提高主要依賴的是物理的因素，水泥的水化熱可以幾乎保持不變，混凝土的開裂危險性沒有增加。3） 堿含量 水泥的堿含量對于混凝土的開裂非常敏感，當(dāng)水泥堿含量 (Na20eq)大于 %即顯著增加混凝土開裂危險。其原因，一方面堿可以加速水泥的早期水化，加大水泥化學(xué)減縮；另一方面，堿使得水泥的水化產(chǎn)物 CHS凝膠結(jié)構(gòu)疏松，抗裂性差。4） 水泥中的細(xì)顆粒含量 水泥中的細(xì)顆粒（小于 10μm）可以明顯增加混凝土開裂的危險性。比表面積對水泥的細(xì)顆粒比較敏感，可以用來表征水泥中細(xì)顆粒含量。5） 水泥的化學(xué)減縮； 化學(xué)減縮（化學(xué)收縮）的產(chǎn)生與外界濕度變化無關(guān)，是指水化產(chǎn)物的絕對體積小于水化前水泥和水的總體積。化學(xué)減縮是通用水泥固有的性質(zhì)，但不同的水泥收縮率不同。主要熟料礦物的收縮率見表 2。 水泥的化學(xué)減縮與熟料礦物組成、水泥細(xì)度、堿含量有關(guān)。水泥漿體的化學(xué)減縮和自收縮如下圖所示。6） 水泥的早期強(qiáng)度 混凝土的開裂是由于混凝土的拉應(yīng)力大于混凝土的抗拉強(qiáng)度，因此有一種觀點認(rèn)為提高水泥的強(qiáng)度有助于提高抗裂性，事實正好相反。 黃士元教授認(rèn)為 ,從實際工程的角度表征早期(也包括后期 )混凝土易開裂性的最佳指標(biāo)是混凝上的 24h抗壓強(qiáng)度值。這個值與收縮、彈模、極限拉應(yīng)變、徐變度都密切相關(guān)。24h抗壓強(qiáng)度越小，則早期收縮值、彈模也越小，而徐變則較大，均有利于減小早期開裂風(fēng)險。因此 24h抗壓強(qiáng)度可以看作是評價早期易開裂性的一個綜合指標(biāo)，對后期開裂性也應(yīng)有重要參考意義。 24h抗壓強(qiáng)度與開裂概率 (風(fēng)險 )的關(guān)系曲線見圖 1。張樹青和吳學(xué)禮的試驗數(shù)據(jù)經(jīng)回歸得到的曲線拐點的24h抗壓強(qiáng)度值大致在 12MPa左右。美國和德國的一些作者建議用 12h強(qiáng)度作為控制值，要求 12h抗壓強(qiáng)度不超過
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