混凝土开裂机理分析及抗裂措施研究

来源 :上海大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:blackhorse1983
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就目前市政工程混凝土构筑物而言,开裂渗水是一个普遍存在的问题,在实际工程中较为普遍地出现各种裂缝。裂缝的产生,轻则在工程施工阶段因直接影响工程外观质量而造成返工,重则影响建筑物结构安全及其物理力学及抗渗、抗冻、抗化学介质侵蚀、抗钢筋锈蚀等性能,造成水泥混凝土使用寿命大大缩短,维护修复费用大量上升,因此混凝土的裂缝问题在近几年来受到人们的密切关注。 本文首先对混凝土渗透开裂问题进行研究,从混凝土结构力学角度分析,由于混凝土结构处于不同的约束状态下因收缩将引起拉应力,当混凝土自身抗拉强度大于拉应力时,混凝土不开裂,反之则开裂。从这个角度出发,本文提出两种抗裂防水的措施,一种是通过掺加外加剂使混凝土的收缩应力减小,并且从混凝土自身结构形成与经济角度、社会效益考虑,本文提出采用钢渣微粉与膨胀剂复配而成抗裂防水剂的思路,以抗渗性能、体积稳定性、耐久性能和使用性能的设计原则,配制抗裂防水混凝土,对其进行宏观物理力学性能、耐久性和微观结构研究;另一种是通过掺加纤维使混凝土塑性阶段的抗拉强度增加,并降低收缩应力,使混凝土具有大大减少塑性阶段产生裂缝的可能性。 实验结果显示:钢渣与膨胀剂复配的抗裂防水剂使混凝土具有较佳的收缩补偿作用,能有效降低混凝土收缩应力,降低混凝土由于收缩产生的开裂现象。通过对钢渣性能的测试发现钢渣掺合料具有较高的活性,并且没有倒缩现象,对混凝土具有长期的补偿收缩作用。在混凝土中掺加一定掺量的抗裂防水剂能改善混凝土的抗冻性能、抗氯离子渗透能力、抗气体渗透能力等。本文还结合平板实验、SEM及XRD测试,分析了此类抗裂防水混凝土的补偿收缩原因及机理,探明了其结构及其对耐久性的影响规律,并证明了充分养护对掺加抗裂防水剂混凝土的重要性,最后指出该种外加剂的使用范围。 通过平板及应力测试可以发现纤维可使水泥基材料在塑性阶段的裂缝得到有效控制,并发现不同种类纤维对抑制混凝土塑性阶段裂缝的作用不同,同时通过对纤维混凝土进行物理力学性能及耐久性能测试结果可见,纤维能使水泥基材料的抗拉强度明显提高,而长径比较大的纤维,所配制的混凝土耐久性较差,通过各项实验得出了配制混凝土的合理纤维掺量。 本文最后对这两种方法进行了比较,根据其特点,可分别应用于不同条件或不同技术要求的市政工程中。
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