3.4 小结
从上述的工程实例分析,防止混凝土的收缩裂缝,需要从混凝土材料、施工工艺和结构设计等方面进行系统研究。其中,混凝土材料是基础,材料性能指标不仅决定其使用性能,也是设计和施工的基本参数,目前比较成熟的混凝土防裂技术主要有3项,即补偿收缩混凝土防裂技术、纤维混凝土防裂技术和低胶低热混凝土防裂技术。
综合所述:
(1)混凝土的抗裂性能首先从配合比上进行优化,良好的配合比离不开优选的混凝土原材料,如水泥、粉煤灰、砂石骨料、外加剂等。水泥宜优先采用中热或低热硅酸盐水泥;粉煤灰宜选用需水量比低的Ⅰ级粉煤灰或准Ⅰ级粉煤灰,其在混凝土中具有较好的减水效应;砂石骨料尽量选择表面黏结良好、弹性模量低、级配良好的骨料,例如灰岩、白云岩等碳酸盐骨料,其混凝土线膨胀系数明显低于板岩、砂岩、花岗岩、天然骨料等硅质岩骨料的混凝土线膨胀系数,从而提高混凝土抗裂性能;外加剂宜选用减水率高、一定含气量的优质减水剂,如聚羧酸系高性能减水剂,并和优质引气剂复合使用,可以最大限度地减少混凝土中的用水量,从而降低混凝土中的胶凝材料用量及温升值,达到提高混凝土抗裂性能的目的。
另外混凝土的抗裂性能与混凝土的极限拉伸值、轴心抗拉强度成正比;与混凝土的线膨胀系数、抗拉弹性模量成反比。
(2)补偿收缩混凝土是在混凝土中掺入膨胀剂或直接用膨胀水泥拌制而成的一种特种混凝土,产生适度膨胀,膨胀受到约束产生的预压应力,能大致地抵消混凝土自身中出现的拉应力,补偿混凝土的各种收缩,使其不裂或少裂。
(3)纤维混凝土属于纤维复合材料,混凝土中的纤维不是用来增强基体的刚度和强度,而是提高基体开裂后的韧性。所以纤维混凝土的重点在于水泥混凝土基体开裂后纤维的承载能力,将裂缝控制在无害的范围。
(4)对低热高性能水工混凝土采用高掺Ⅰ级或Ⅱ级粉煤灰的思路,将常态混凝土中的粉煤灰掺量提高到40%~60%,突破了现行规程、规范的技术标准要求。粉煤灰掺量大幅度提高后,使得混凝土的水胶比、用水量大幅度降低,水胶比的降低和粉煤灰的微集料填充作用、二次水化作用,使得混凝土微结构中的有害孔隙(毛细孔)大幅度减少,干燥收缩明显小于普通混凝土,抗渗性能明显优于普通混凝土,有利于降低混凝土的抗裂风险,有效改善了混凝土的抗裂性能,简化了温控措施,降低了混凝土的综合造价,加快了施工进度,取得了显著的经济社会效益,推动了行业的技术进步。