含泥量对混凝土早期抗裂性能影响.pdf

4 低温建筑技术 2 0 1 5年第 6期 ( 总第 2 0 4期 ) D OI ： 1 0 1 3 9 0 5 j c n k i d w j z 2 0 1 5 0 6 0 0 2 含泥量对 混凝 土早期抗裂性能影响 周茗如， 于娟， 王东红， 侯红红 ( 兰州理工大学土木工程学院。 兰州 7 3 0 0 5 0 l 【 摘要】 通过混凝土平板开裂试验 ， 在砂中不同含泥量的情况下对混凝土早期开裂性能进行研究 ， 试验结 果表明： 含泥量过大会使混凝土抗压强度降低 ， 会促进混凝土早期裂缝宽度增大， 裂缝数 目增多； 对于不同强度混 凝土， 砂中含泥量过大， 会促使混凝土早期裂缝总数目和总面积也随之增加。 【 关键词】 含泥量； 抗裂性能； 养护方式 【 中图分类号】 T U 5 2 8 0 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 1 6 8 6 4 ( 2 0 1 5 ) 0 6 0 O O 4 0 2 西部地区商品混凝土应用越来越广泛， 砂作为混 凝土中的原材料 之一 ， 其含泥 量一直 被大家 忽视 。近 年来兰州本地资源有限， 质量稳定、 颗粒级配 良好、 含 泥量小的砂子越来越少， 所以市场上大量使用兰州周 边地区如临洮的山砂。对于商混凝土站来说 ， 山砂含 泥量不稳定、 颗粒较粗， 而且许多山砂没有经过清洗 直接用在了混凝土中， 这些都对混凝土的和易性、 强 度和耐久性等都产生了不利影响。 西部地区商品混凝土应用 已非常普遍， 在实际工 程应用中， 由原材料因素引起混凝土早期开裂的现象 非常严重， 对此大量文献都从原材料方面对混凝土早 期裂缝进行了大量的研究 。本试验采用商混凝土 站普遍使用的粉煤灰和矿粉双掺技术 ， 并掺加聚羧酸 高效减水剂， 通过变化砂中不同含泥量 ， 制备性能 良 好、 强度较高、 耐久性较好的三组不同强度等级混凝 土， 对 比观察不同含泥量对混凝土早期裂缝的影响， 以便更好的指导商品混凝土的应用。 1 原材料和试验方法 ( 1 ) 原材料 。水泥 ： 采用甘 肃京 兰水 泥 有 限公 司 出产 的 P 0 4 2 5级水泥 ， 其 技术指标 见表 1 ； 粉煤 灰 ： 采用兰州云天建材有限公司 级粉煤灰 ， 其技术 指标见表 2 ； 矿 粉 ： 采用 榆 中矿 粉 有 限公 司生 产 的矿 粉， 其物理性质， 见表 3 ； 减水剂： 山西黄腾建材有限公 司生产的聚羧酸减水剂 ； 砂 ： 临洮地区的山砂 ， 细度模 量为 3 2 ， 1 砂经过清洗后测得含泥量为 i 6 ； 2 砂 含泥量为 4 6 ； 石 ： 破碎卵石 ， 连续粒级 5 2 5 m m； 水 为当地饮用 自来水。 ( 2 ) 试验方法。采用平板法试验模具， 所用钢 制模具的尺寸为 6 m m 6 m m 6 3 m m， 边框内有两 排共 1 4个 1 0 x l O O m m的双排螺钉( 螺纹通长) 伸向 锚具内侧。模板底部铺有塑料膜， 防治水分蒸发。将 浇筑的混凝土浇筑、 振实、 抹平后 ， 放在温度为 1 5士 基金项 目 甘肃省科技攻关项 目( J K 2 0 1 4 9 ) 5 、 湿度为 3 5 5 的 自然环境中， 观察记录平板表 面裂缝出现 的初 始 时 间和初始 开 裂宽 度 。试件 在 浇 筑后的3 d 、 7 d 用表面裂缝宽度测量仪测量裂缝情况并 记录数据， 包括裂缝数量、 裂缝长度和宽度和混凝土 立方体抗压强度， 并计算裂缝平均面积。 表 1 水泥物理性能 烧 量 需 蛮 比 S 0 3 含 量 质 量 等 级 ， ， ( 3 ) 混凝土配合比设计。混凝土均采用商混站 常用的 C 3 0 、 C 4 0 、 C 5 5混凝土配合比， 矿粉和粉煤灰双 掺技术 ， 外加剂为聚羧酸减水剂， 配合比见表4 。 表4 试验所用配合比 k g 周茗如等： 含泥量对混凝土早期抗裂性能影响 5 2试验 结果与分析 混凝土配合 比试验结果见表 5 ， 混凝土平板裂缝 总长度、 最大裂缝宽度和裂缝总面积见表 6 、 表 7 。 表5 配合比试验结果 表 6 3 d开裂试验结果 ( 1 ) 含泥量对混 凝土 力学 性能 的影 响。从表 5 试验结果可以看出， l # 的7 d 、 2 8 d 抗压强度都比2 # 高， 上述现象主要原因是随着砂 中含泥量的增加， 使得聚 羧酸减水剂的减水效果降低 ， 而按常规设计的混凝土 配合比未考虑含泥量增加 ， 按原始配合比得到的水泥 量偏小 ， 水的用量在制备混凝土过程中并未增加 ， 导 致部分砂粒 表面没 有水泥浆 ， 大部分 砂粒 间水泥 浆较 少 ， 而形成砂团， 从而大大降低了混凝土的强度。 ( 2 ) 含泥量对混凝土早 期开裂 性能 的影 响 。分 析表 6和表 7试验结果可以看出： 对于相同强度等级 的混凝土 ， 1 # 砂的最大裂缝宽度值、 裂缝数 目和裂缝 总面积比2 # 砂的数值小 ， 说明控制含泥量对混凝土早 期裂缝形成有抑制作用； 7 d时 1 # 和 2 # 的裂缝数值比 3 d的大 ， 这主要是含泥量增大对早期 裂缝 的发展有促 进作用 ， 使裂缝的宽度、 长度和总数 目随着时间增多 ； 对于不同强度等级的混凝土， 随着配制的混凝土强度 越高， 使用的胶凝材料总用量增加 ， 砂用料 中含泥量 较大 ， 则混凝土平板试块 的开裂总面积越大， 这主要 是 由于胶 凝材 料 的增加 ， 砂 中含 泥量又 过 大 ， 导致 早 期收缩增多， 最终裂缝数 目增多。 3 含 泥量对 混凝 土早期 裂缝机 理分析 对于西部地区而言， 含泥量过大不仅影响了混凝 土强度， 对混凝土早期裂缝也有影响。其主要原因 为 ： 山砂的含泥量较大 ， 而 山砂粒 径又 较粗 ， 聚羧酸 减 水剂对原材料的质量波动比较敏感， 会对混凝土强度 有所影 响 ； 对 同一 强度 的混 凝 土 ， 含 泥量 过大会 使 混 凝土早期裂缝数 目增多， 随着时间变化， 含泥量过大 会促进混凝土早期裂缝宽度增大， 裂缝数 目增多； 对 于不同强度混凝土， 随着胶凝材料使用量增加 ， 砂中 含泥量过大， 会促使混凝土早期裂缝总数 目和裂缝总 面积也 随之增加 。 4结语 ( 1 ) 砂含泥量的变化对混凝 土强度有很 大影 响。因此 ， 商混凝土站应注意砂的质量 ， 采购含泥量 低的砂或在使用前进行洗砂 ， 之后应用于实际生产。 ( 2 ) 依照本实验得到的数据， 说明含泥量过大 ， 按照常规混凝土配合比设计 的水泥量将偏少， 不能致 使水泥浆不能充分包裹每一颗砂粒 ， 导致强度降低。 在实际使用 中要根据含泥量变动情况及时对混凝土 配合 比进行调整 。 ( 3 ) 砂含泥量过大， 会使混凝土裂缝数 目增加 ， 随着时间增加会促进裂缝增长， 在实际生产中对于高 强度混凝土， 一定要控制含泥量。 参考文献 1 孔凡敏 ， 孙 晓明 ， 杨励 刚， 苏志伟 砂含 泥量对掺 聚羧 酸高性 能减水剂 混凝 土 的技 术 经 济 指 标 影 响 J 混 凝 土 ， 2 0 1 1 ， ( 2 ) ： 9 5一l 1 2 2 郑建岚 ， 罗素蓉， 王雪芳 高性能混凝土抗裂性能研究 J 工 程力学 ， 2 0 0 8 ， ( s 2 ) ： 7 1 9 8 3 王志华 商 品混凝 土早期 裂缝 的机理 与控制 研究 D 兰州 理工大学 ， 2 0 0 5 ： 6 收稿日期 2 0 1 5 0 3 1 2 作者简介 周茗如 ( 1 9 6 2一) ， 男 ， 陕西凤翔 硕士 ， 教 授 ， 从事 建筑材料 和建筑节能 的教学和研究 。