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抗裂机理分析及优化——SF掺合料对混凝土抗裂能力的提升

时间:2023-06-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:SF掺合料与富集在界面的Ca2反应,生成C-S-H 凝胶,使Ca2晶体、钙矾石和孔隙大量减少,C-S-H凝胶相应增多。因此,SF掺合料的掺入不仅起到了增强的效果,而且由于改善了界面过渡区结构,消除或减少了界面区的原生微裂隙,使混凝土的抗裂能力也得到提高。在碾压混凝土中进行粉煤灰和硅粉复掺,能同时发挥粉煤灰的三大效应和硅粉对界面过渡区的改善作用,从而更好的提高碾压混凝土的抗裂性能。

抗裂机理分析及优化——SF掺合料对混凝土抗裂能力的提升

图5-17 碾压混凝土的弹强比

图5-18 碾压混凝土的极限拉伸值(www.xing528.com)

混凝土作为一种非均质或不连续的多相复合材料,在其内部必然存在结构薄弱环节,其主要薄弱环节则为相对均质的骨料与水泥浆体之间的界面过渡区。尽管由于水泥水化可与骨料粘结在一起,但其粘结强度仍相对很低,混凝土的破坏主要沿界面发生。作为混凝土的内部结构,界面过渡区主要具有以下特征:水泥水化产生的Ca(OH)2和钙矾石在界面处有取向性,且晶体比水泥浆体中的粗大;具有更大、更多的孔隙,且结构疏松;水泥浆体泌水性大,浆体中的水分向上部迁移,遇骨料后受阻其下部,形成水膜,削弱了界面的粘结,形成过渡区的微裂缝。

在由多棱角颗粒组成的水泥混凝土混合料中,掺加以球形颗粒为主的细粉煤灰,有助于改善混合料的和易性,使混凝土更致密,从而减少渗透性,减轻因腐蚀性介质渗入而造成的危害。掺有粉煤灰的混凝土,不仅能改善普通混凝土的性能,还能降低水泥、砂子的用量,具有较好的经济效益。

在混凝土中掺入颗粒极细和活性极高的硅粉后可显著改善界面过渡区的微结构。SF掺合料与富集在界面的Ca(OH)2反应,生成C-S-H 凝胶,使Ca(OH)2晶体、钙矾石和孔隙大量减少,C-S-H凝胶相应增多。同时颗粒极细的硅粉的掺入可减少内泌水,削除骨料下部的水膜,使界面过渡区的原生微裂缝大大减少,界面过渡区的厚度相应减小,其结构的密实度与水泥浆体的相同或接近,骨料与浆体的粘结力得到增强。因此,SF掺合料的掺入不仅起到了增强的效果,而且由于改善了界面过渡区结构,消除或减少了界面区的原生微裂隙,使混凝土的抗裂能力也得到提高。

在碾压混凝土中进行粉煤灰和硅粉复掺,能同时发挥粉煤灰的三大效应和硅粉对界面过渡区的改善作用,从而更好的提高碾压混凝土的抗裂性能。

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