水泥水化熱對(duì)混凝土早期開裂的影響

中圖分類號(hào): TQ172.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: B 文章編號(hào): 1002- 9877( 2007) 04- 0012- 04

0 引言

　　對(duì)于預(yù)拌混凝土應(yīng)用過(guò)程出現(xiàn)的早期開裂現(xiàn)象,有些混凝土專家歸因于水泥比表面積太大和早期強(qiáng)度太高; 而水泥界則認(rèn)為, 我國(guó)目前水泥的比表面積和早期強(qiáng)度并不比國(guó)外的高, 混凝土的早期開裂主要是混凝土施工和養(yǎng)護(hù)不當(dāng)所致。筆者認(rèn)為, 必須通過(guò)混凝土生產(chǎn)者和水泥生產(chǎn)商溝通, 對(duì)早期裂縫的成因達(dá)成共識(shí), 在水泥生產(chǎn)、混凝土配制及施工養(yǎng)護(hù)等環(huán)節(jié)共同采取措施加以解決?！案邚?qiáng)早強(qiáng)、高比表面積”及“水泥磨得太細(xì)”, 這些都是表面現(xiàn)象, 其本質(zhì)是早期水化熱太高及混凝土溫度應(yīng)力大的緣故。

1 水化熱高是混凝土早期開裂的重要原因

　　混凝土早期開裂主要是由于初凝前后干燥失水引起的收縮應(yīng)變和水化熱產(chǎn)生的熱應(yīng)變所引起。關(guān)于混凝土的開裂, 大家都已接受如下認(rèn)識(shí): 抗拉強(qiáng)度越高, 則混凝土開裂的危險(xiǎn)性越小; 彈性模量大、收縮大則開裂的危險(xiǎn)性大; 徐變大則開裂的危險(xiǎn)性小。彈性模量越低, 一定收縮量(或應(yīng)變)產(chǎn)生的拉應(yīng)力越小。

　　混凝土處于塑性狀態(tài)時(shí)彈性模量幾乎為零, 任何收縮或應(yīng)變都不會(huì)產(chǎn)生拉應(yīng)力, 只有凝結(jié)固化具有一定強(qiáng)度后才有彈性模量, 混凝土彈性模量隨強(qiáng)度增加而增大。因此, 混凝土強(qiáng)度的發(fā)展既有利于減少混凝土的開裂又因彈性模量增大而增加混凝土的開裂性。根據(jù)美國(guó)ACI 建筑法規(guī)318- 83, 混凝土彈性模量與標(biāo)準(zhǔn)圓柱體28d 抗壓強(qiáng)度的平方根成正比[1]。混凝土徐變?cè)酱? 應(yīng)力松弛量越大, 純拉應(yīng)力越小。因此, 彈性模量低、徐變大及收縮小的混凝土開裂的危險(xiǎn)小。高強(qiáng)混凝土因收縮較大和徐變較小而較易開裂, 而低強(qiáng)混凝土可能因收縮小和徐變大, 而往往裂縫較少。關(guān)于干燥收縮及其避免或減少收縮的措施, 大家都已達(dá)成共識(shí), 本文不擬贅述, 但對(duì)于溫度應(yīng)變引起的應(yīng)力往往認(rèn)識(shí)不足。

　　溫度應(yīng)力是目前預(yù)拌混凝土早期開裂的一個(gè)很重要的因素。R.Springenschmid[2]認(rèn)為, 混凝土的2/3 應(yīng)力來(lái)自于溫度變化, 1/3 來(lái)自干縮和濕脹。水泥水化熱是混凝土早期溫度應(yīng)力的主要來(lái)源。按照瑞典學(xué)者J.Byfors[3]的觀點(diǎn), “混凝土拌和物成型的最初幾個(gè)小時(shí),還沒(méi)有形成凝聚結(jié)構(gòu),此時(shí)主要表現(xiàn)為黏塑性。隨著水化進(jìn)行, 塑性減少, 彈性模量增大, 成型后4～8h, 彈性模量從10～102MPa 迅速增長(zhǎng)至104～105MPa , 增加了3 個(gè)數(shù)量級(jí), 而此期間抗壓和抗拉強(qiáng)度以正常速度增長(zhǎng), 因此極限抗拉應(yīng)變由2h 的4.0×10- 3 急劇下降至6～8h 的0.04×10- 3 左右, 即極限應(yīng)變減小到原來(lái)的1/100, 因此成型后6～8h 極限抗拉應(yīng)變達(dá)到最低值”。

　　在混凝土終凝時(shí), 抗壓強(qiáng)度只有0.7MPa[1], 抗拉強(qiáng)度只有0.07MPa, 混凝土彈性模量按1.0×104MPa 計(jì), 只要產(chǎn)生大于0.07/( 1.0×104) =7×10- 6 的應(yīng)變即可使混凝土開裂。混凝土的熱膨脹系數(shù)為10×10- 6/℃[1], 只要混凝土內(nèi)外溫差為1℃就足可使此時(shí)混凝土開裂。國(guó)外為使混凝土的早期不開裂, 要求12h 抗壓強(qiáng)度不大于6MPa, 相應(yīng)的抗拉強(qiáng)度約0.6MPa, 即使彈性模量仍按1.0×104MPa 計(jì), 此時(shí)應(yīng)變不應(yīng)大于6×10- 5, 相當(dāng)于內(nèi)外溫度梯度不大于6℃。而國(guó)內(nèi)學(xué)者要求24h 抗壓強(qiáng)度不大于12MPa, 相應(yīng)的抗拉強(qiáng)度約1.2MPa, 此時(shí)應(yīng)變不應(yīng)大于12×10- 5, 相當(dāng)于內(nèi)外溫差不大于12℃。不幸的是, 水泥的水化熱釋放主要集中在早期,文獻(xiàn)[1]認(rèn)為, 水泥加水拌和后, 立即出現(xiàn)放熱(稱為第一個(gè)放熱峰), 持續(xù)幾分鐘, 這可能是鋁酸鹽和硫酸鹽的溶解熱。下一階段是形成鈣礬石所放出的熱量, 對(duì)于大部分波特蘭水泥, 大約在4～8h 后, 會(huì)達(dá)到第二個(gè)放熱峰頂點(diǎn), 除鈣礬石形成熱外它也包括C3S 的一些溶解熱和C- S- H 的形成熱。典型的波特蘭水泥在開始3d 內(nèi)大致會(huì)放出50%的水化熱。某P·O42.5 水泥1d 水化熱為188kJ/kg, 3d 為231kJ/kg, 按混凝土密度2 400kg/m3、比熱0.96kJ/(kg·℃)計(jì), 混凝土1d 和3d 的絕熱溫升相應(yīng)為24.4℃和30.1℃。混凝土溫升的高峰一般出現(xiàn)在澆注后的3～4d, 摻粉煤灰后可推遲至第5～6d, 因此, 從減少混凝土早期溫度應(yīng)變出發(fā), 應(yīng)盡量減少水泥水化熱。筆者認(rèn)為, 國(guó)內(nèi)外混凝土專家要求混凝土1d 抗壓強(qiáng)度不大于12MPa 或12h 抗壓強(qiáng)度不大于6MPa, 其實(shí)質(zhì)是降低早期水化速率和水化熱, 減少溫度應(yīng)變所產(chǎn)生的應(yīng)力。有些施工人員反映細(xì)度太細(xì)強(qiáng)度太高的水泥配制的混凝土容易開裂, 其實(shí)質(zhì)也是這些水泥早期水化快, 水化熱大, 使混凝土溫度應(yīng)力大的結(jié)果。混凝土成型后蓋濕麻袋養(yǎng)護(hù)不開裂是因?yàn)樗鸬奖癖氐淖饔谩?/P>

　　綜上所述, 對(duì)混凝土的早期開裂必須具體分析,不能一概歸咎于水泥。筆者認(rèn)為, 對(duì)于低強(qiáng)度等級(jí)的混凝土特別是C30 以下的混凝土, 其早期開裂主要是由于養(yǎng)護(hù)不當(dāng)所引起, 而對(duì)低水膠比高強(qiáng)度等級(jí)的混凝土, 除此之外, 水泥水化熱也起著重要的作用。

2 減少水泥水化熱和混凝土溫升的重要途徑

2.1 減少水泥水化熱的措施

　　水泥水化熱的大小和放熱速率與熟料的礦物組成有關(guān)。C3A 的水化熱和水化放熱速率最大, C3S 和C4AF 次之, C2S 的水化熱最小, 放熱速率最慢。因此減少C3A 相應(yīng)增加C4AF、減少C3S 相應(yīng)增加C2S 均能降低水化熱。但高C3S、高C3A 是水泥高強(qiáng)早強(qiáng)和預(yù)分解窯熟料工藝煅燒所需, 因此降低熟料礦物中的C3S和C3A 有一定難度。盡管已有預(yù)分解窯生產(chǎn)出中熱硅酸鹽水泥熟料, 但仍不普遍。筆者認(rèn)為, 高溫煅燒快速冷卻、調(diào)整硫酸鹽飽和度、減少堿含量、摻入混合材、優(yōu)化水泥顆粒級(jí)配以及對(duì)水泥進(jìn)行冷卻等降低水泥水化熱的措施均是切實(shí)可行的。

　　1) 高溫煅燒快速冷卻是減少水泥熟料C3A 含量的有效途徑。我們通常所講的C3A 含量是根據(jù)熟料的化學(xué)成分計(jì)算而得的潛在含量或稱理論含量。實(shí)際上, 在硅酸鹽水泥熟料煅燒過(guò)程中, 一部分Al2O3 固溶于C3S 中, 使實(shí)際生成的C3A 減少; 另外高溫煅燒使鐵相以C6A2F 形式存在, 也使實(shí)際生成的C3A 減少; 特別是預(yù)分解窯出窯熟料于1 350～1 280℃時(shí)在篦冷機(jī)上驟冷,使一部分C3A 以玻璃體形式存在。因此預(yù)分解窯熟料中的C3A 實(shí)際含量要比理論計(jì)算的少。

　　2) 除C3A 實(shí)際含量外, C3A 晶型對(duì)其活性有顯著影響, 從而影響其水化熱和水化放熱速率。據(jù)文獻(xiàn)[4]報(bào)道, 使用X 射線衍射法的Rietveld 法能夠快速準(zhǔn)確地測(cè)出熟料各礦物的實(shí)際含量。測(cè)試結(jié)果表明, 由于使用二次燃料造成熟料中SO3 含量降低, 堿的硫酸鹽飽和度降低, 多余的堿進(jìn)入C3A 晶格, 使立方晶型的C3A 含量下降, 斜方晶型的C3A 含量增加, 而斜方晶型的C3A 活性特別高, 因此其水化速率及水化熱增加, 水泥凝結(jié)時(shí)間大為縮短, 對(duì)聚酯類超塑化劑的匹配產(chǎn)生影響。某廠使用二次燃料后硫酸鹽飽和度從60%降為40%, 熟料中立方晶型的C3A 含量從5.3%降為2.2%, 而斜方晶型的C3A 含量從6.0%增加到10.0%, 水泥初凝時(shí)間從3h20min 降為2h05min。因此, 熟料煅燒時(shí)一定要注意硫酸鹽飽和度變化對(duì)礦物晶型的影響, 從配料或燃料方面調(diào)整硫酸鹽飽和度。

　　3) 堿使水泥水化加速, 早期水化熱增加, 增大早期的溫度應(yīng)力。R.W.Burrows 認(rèn)為[2],堿是影響混凝土抗裂性能的最重要因素?！皦A不但增大混凝土的收縮率,即使水泥的水化速率和自由收縮值相同,堿也使混凝土的抗裂性能明顯下降。低堿水泥有良好的抗開裂性能,特別是當(dāng)堿鈉當(dāng)量低于0.6%時(shí),抗裂性大幅度提高”。R.Springenschmid 也認(rèn)為[2], 堿使高速公路出現(xiàn)表面開裂。他在給Burrows 的信中寫到[2]: “我們因5%高速公路出現(xiàn)表面開裂而遇到很大的困難, 這只限于那些含堿鈉當(dāng)量(Na2O+0.658K2O) 超過(guò)1.0%水泥的路段, 有時(shí)堿鈉當(dāng)量達(dá)1.3%, ⋯⋯”。文獻(xiàn)[ 5] 報(bào)道,德國(guó)“道路建筑通函”18/1998(ARS18/1998) 規(guī)定, 用于高速公路的混凝土路面的水泥“總堿含量Na2O 當(dāng)量≤0.84%”,“最近又將使用CEM I 和CEM Ⅱ/A 類水泥時(shí)的總堿含量降為Na2O 當(dāng)量≤0.80%”。由此看來(lái),堿對(duì)水泥混凝土的收縮開裂性能影響很大,在水泥生產(chǎn)和應(yīng)用過(guò)程中必須控制。我國(guó)北方某些廠的水泥堿含量偏高, 在用于混凝土路面或飛機(jī)場(chǎng)跑道時(shí)應(yīng)加以注意。不過(guò), 南方地區(qū)由于土壤經(jīng)常有雨水沖洗, 堿含量不高。

　　4)水泥越細(xì), 水化越快, 放熱速率越大, 早期水化熱越集中, 產(chǎn)生的溫度應(yīng)力越大, 越容易產(chǎn)生早期開裂。但摻入混合材細(xì)粉, 既可改善水泥級(jí)配, 減小水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量又可減少水化熱[6]。美國(guó)混凝土學(xué)會(huì)207 委員會(huì)認(rèn)為[7], 當(dāng)用火山灰代替部分水泥時(shí), 要初估水泥發(fā)熱量, 一個(gè)頗為實(shí)用的方法是假定火山灰的發(fā)熱量為所取代的水泥發(fā)熱量的50%, 即HP=HO(1-0.5P), 式中Hp 和HO 分別為火山灰取代后和取代前的水化熱, P 為火山灰取代量。蔡正詠根據(jù)劉家峽和三門峽的經(jīng)驗(yàn)得到HP=HO(1- 0.55P)[7]。據(jù)報(bào)道[8], 某粉煤灰3d、7d 水化熱分別為11.7kJ/g 和20.5kJ/g, 用它分別取代20%、40%、60%和80%的水泥后, 水化熱3d分別下降到原來(lái)的75.1%、72.8%、54.6%和31.4%;7d分別下降到原來(lái)的80.7%、69.2%、52.7%和31.8%。用比表面積400m2/kg 的礦渣粉取代35%的某普通水泥時(shí), 3d 水化熱從235kJ/kg 下降至160kJ/kg, 水化熱減少了32%。盡管混合材取代水泥后水化熱下降情況隨水泥品種和工程實(shí)際情況變化較大, 但減少水化熱的趨勢(shì)是確定無(wú)疑的。因此, 就減少水化熱而論, 生產(chǎn)摻混合材的水泥是十分有效的。

　　5) 增加混合材摻量雖然可以降低水泥的水化速度和水化熱, 但水泥以及所配混凝土的早期強(qiáng)度也隨之降低, 從而影響拆模時(shí)間和施工進(jìn)度。對(duì)于該問(wèn)題,可以從以下兩方面認(rèn)識(shí)和解決: ①廉慧珍等認(rèn)為[9], 早期強(qiáng)度過(guò)高的水泥所配混凝土的后期強(qiáng)度增長(zhǎng)率下降甚至倒縮, 對(duì)混凝土的耐久性不利。吳笑梅等認(rèn)為[10], “水泥的3d 強(qiáng)度是施工的要求, 水泥的28d 強(qiáng)度是混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度的需要, 而遠(yuǎn)齡期強(qiáng)度指標(biāo)則是混凝土耐久性( 強(qiáng)度補(bǔ)充及自愈合) 的需要。合理或較低的早期強(qiáng)度, 較高的后期及遠(yuǎn)齡期強(qiáng)度是優(yōu)質(zhì)水泥重要的性能指標(biāo)之一”。因此, 應(yīng)將混凝土耐久性放在第一位, 施工進(jìn)度應(yīng)服從混凝土耐久性的需要, 摻入混合材后水泥的早期強(qiáng)度適當(dāng)降低是可以接受的。②在不增加水化熱的情況下, 可以通過(guò)調(diào)整膠凝材料的顆粒級(jí)配來(lái)提高早期強(qiáng)度。硬化漿體的強(qiáng)度取決于材料的原始堆積密度和水泥水化產(chǎn)物對(duì)原始空隙的填充程度, 在不提高水泥水化速度即早期水化產(chǎn)物數(shù)量的情況下, 降低膠凝材料的原始空隙率即提高其堆積密度, 可以提高其強(qiáng)度特別是早期強(qiáng)度。張大康的研究表明[11], 在P·I 42.5R 硅酸鹽水泥( 比表面積333m2/kg) , 中摻入4%的高細(xì)石灰石粉( 比表面積1 194m2/kg) 和26%的礦渣粉( 比表面積414m2/kg) , 與單摻30%礦渣粉相比較, 水泥3d 抗壓強(qiáng)度顯著增加( 從24.6MPa 增加至29.4MPa) ; 與母體水泥( P·I42.5R) 比較, 3d 抗壓強(qiáng)度只有很少的降低, 28d 抗壓強(qiáng)度提高了9.4MPa, 其原因與高細(xì)石灰石粉的填充作用有很大關(guān)系?？梢娍梢酝ㄟ^(guò)調(diào)整顆粒級(jí)配, 在混合材摻量不變的情況下提高水泥的早期強(qiáng)度, 或者在水泥的3d 強(qiáng)度基本保持不變的情況下, 摻入較多混合材。朱寶林等的試驗(yàn)表明[12], 當(dāng)水泥堆積密度從0.606 2 增加至0.668 5 時(shí), 達(dá)到相同凈漿流動(dòng)度時(shí)的水泥水灰比從0.196 降低到0.150, 降幅達(dá)23.5%, 在相同水泥用量及工作性能的情況下, 混凝土的強(qiáng)度必然隨之增加。由此可見應(yīng)設(shè)法提高水泥顆粒的堆積密度。據(jù)報(bào)道[13], 最佳堆積密度的理想篩析曲線可用Fuller 曲線來(lái)表示, 其顆粒分布特點(diǎn)是比較寬, 以80μm 為最大顆粒計(jì)算, 其< 1μm 的顆粒含量約為17%, < 3μm 的顆粒含量約為27%, 而>32μm 的顆粒含量約為31%。但從充分發(fā)揮熟料的膠凝作用來(lái)說(shuō),其顆粒分布應(yīng)盡量集中在3～32μm( >65%) , < 1μm的顆粒含量最好為0, 即顆粒分布盡量窄一些。為了滿足顆粒最佳堆積密度和充分發(fā)揮熟料的膠凝作用這兩方面的要求, 可以單獨(dú)粉磨熟料, 使其顆粒分布盡量集中在3～32μm, 再摻入顆粒分布適當(dāng)?shù)幕旌喜? 使混合后的水泥顆粒級(jí)配盡量靠近Fuller 曲線,由于配制出的水泥中< 3μm 的熟料顆粒含量低, 因此其水化熱比較低; 由于摻入混合材后水泥顆粒堆積密實(shí)了, 因此其早期強(qiáng)度不會(huì)明顯降低。趙東鎬[14]將3～30μm 顆粒含量為68%、< 3μm 的顆粒含量為9.5%的水泥(X′=21.4μm, n=1.17) 與Fuller 曲線進(jìn)行了對(duì)比,發(fā)現(xiàn)前者< 2.7μm 及>42.2μm 的顆粒含量分別比后者約低15%和18%, 而2.7～42.2μm 的顆粒含量則相應(yīng)比后者高33%。進(jìn)而提出用硅酸鹽水泥配制膠凝材料時(shí), 用硅灰來(lái)補(bǔ)充< 0.1μm 的顆粒, 用風(fēng)選粉煤灰、磨細(xì)粉煤灰、磨細(xì)礦渣、磨細(xì)石灰石和磨細(xì)火山灰質(zhì)材料來(lái)補(bǔ)充0.1～2.7μm 的顆粒, 用風(fēng)選后的粗粉煤灰、粗磨鋼渣等來(lái)補(bǔ)充>42.2μm 的顆粒, 并可以通過(guò)計(jì)算求出各種混合材的摻量, 使膠凝材料的顆粒分布盡量接近Fuller 曲線。當(dāng)然, 除了在生產(chǎn)水泥時(shí)通過(guò)摻加混合材的形式調(diào)整水泥顆粒級(jí)配外, 也可在配制混凝土?xí)r通過(guò)摻入礦物摻合料進(jìn)行調(diào)整。

　　6) 另外, 對(duì)水泥進(jìn)行冷卻也可使水泥使用時(shí)的水化熱降低。因?yàn)闇囟忍岣咚涌? 另外溫度高使混凝土拌和物溫度提高。國(guó)內(nèi)外的實(shí)踐表明, 采用水泥冷卻器可使成品水泥從100～120℃冷卻至60～70℃。

　　7) 水泥的均勻性影響混凝土中水泥的用量, 從而影響混凝土的溫升。水泥的強(qiáng)度直接影響混凝土中水泥的用量, 穩(wěn)定性不好的水泥( 水泥的強(qiáng)度、水化熱及需水量等標(biāo)準(zhǔn)偏差大) , 設(shè)計(jì)混凝土配比時(shí)為了構(gòu)件的安全只能按水泥強(qiáng)度的低限值計(jì)算水泥摻量, 這樣對(duì)于處于強(qiáng)度上限附近的水泥摻入量相對(duì)過(guò)多, 強(qiáng)度過(guò)高, 水化熱也相對(duì)增大, 從而影響混凝土的溫升。因此, 水泥技術(shù)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)偏差過(guò)大, 既影響水泥企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益, 又對(duì)混凝土的溫升造成不利影響, 水泥企業(yè)應(yīng)采取措施確保出廠水泥的均勻性。

2.2 減少混凝土溫度應(yīng)力的措施

　　減少混凝土溫度應(yīng)力的措施有摻礦物摻合料和緩凝劑。前者可減少水泥水化熱和水泥堿含量, 后者可推遲放熱峰出現(xiàn)的時(shí)間, 這已在很多實(shí)踐中得到證實(shí)。但混凝土的養(yǎng)護(hù)問(wèn)題尚未引起人們的充分重視。GB50204—2002《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》第7.4.7 條規(guī)定:“應(yīng)在混凝土澆注完畢后12h以內(nèi)對(duì)混凝土加以覆蓋并保濕養(yǎng)護(hù);混凝土澆注養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于14d, 澆水次數(shù)應(yīng)能保持混凝土處于潮濕狀態(tài);采用塑料布覆蓋養(yǎng)護(hù)的混凝土,其敞開的全部產(chǎn)品應(yīng)覆蓋嚴(yán)密,并保持塑料布內(nèi)有凝結(jié)水”。目前的混凝土有多少工程按照規(guī)范對(duì)混凝土養(yǎng)護(hù)14d? 混凝土的早期開裂, 恐怕與養(yǎng)護(hù)不好有很大關(guān)系。又如,JTG F30—2003 《公路水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范》第9.3.5 條規(guī)定, 水泥混凝土路面“應(yīng)特別注意前7d 的養(yǎng)生。一般養(yǎng)生天數(shù)宜為14～21d, 高溫天不宜少于14d, 低溫天不宜少于21d。摻粉煤灰的混凝土路面, 最短養(yǎng)生時(shí)間不宜少于28d, 低溫天氣適當(dāng)延長(zhǎng)”?？峙戮透儆腥俗龅搅?。筆者認(rèn)為, 澆注完畢后應(yīng)加塑料膜覆蓋避免混凝土的早期水分損失, 另外在塑料膜上蓋麻袋或草袋保溫, 避免混凝土內(nèi)外溫差過(guò)大, 減少表面與內(nèi)部之間過(guò)大的溫度梯度引起的應(yīng)力。根據(jù)國(guó)外經(jīng)驗(yàn), 普通混凝土澆注后第3～4d 內(nèi)部溫度達(dá)到峰值, 摻粉煤灰后可推遲至第5～6d, 因此不要在澆注后的頭幾天直接向裸露的混凝土表面澆冷水,因?yàn)闇囟雀叩幕炷帘砻骟E然遇冷水會(huì)產(chǎn)生大的溫差應(yīng)力使表面出現(xiàn)裂縫;若要噴水, 應(yīng)將水在太陽(yáng)照射下曬熱。降低混凝土原材料的溫度是降低溫度應(yīng)力的另一重要措施。一般地, 混凝土從塑性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閺椥誀顟B(tài)時(shí), 其澆注溫度越低, 越少出現(xiàn)開裂傾向。就水泥而論, 目前大型新型干法窯出磨水泥溫度較高,加上貯存庫(kù)體積大, 水泥熱量很難散失, 庫(kù)內(nèi)水泥溫度可高達(dá)90～100℃, 攪拌站水泥庫(kù)容量一般偏小, 水泥多為隨到隨用, 造成混凝土拌和物出機(jī)和入模溫度高, 加劇了混凝土的早期溫升, 使溫度應(yīng)力更大。為此JTG F30—2003 《公路水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范》第3.1.4 條規(guī)定, “散裝水泥的夏季出廠溫度: 南方不宜高于65℃, 北方不宜高于55℃;混凝土攪拌時(shí)的水泥溫度: 南方不宜高于60℃;北方不宜高于50℃”。只要遵守這些規(guī)定, 混凝土的早期開裂將會(huì)大大減少。至于降低砂石和水的溫度的方法, 大家很熟悉, 不再詳述。

3 結(jié)束語(yǔ)

　　要減少混凝土的早期開裂除減少早期的干燥收縮外, 還必須減少其早期溫度應(yīng)變。水泥水化熱對(duì)混凝土的早期開裂影響很大, 水泥生產(chǎn)企業(yè)可以通過(guò)高溫煅燒快速冷卻、調(diào)整硫酸鹽飽和度、減少堿含量、摻入混合材、優(yōu)化水泥顆粒級(jí)配、對(duì)水泥進(jìn)行冷卻等措施降低水泥水化熱; 在配制混凝土?xí)r可以摻入礦物摻合料和高效緩凝劑、降低混凝土攪拌時(shí)水泥的溫度和澆注后覆蓋保溫層養(yǎng)護(hù)等, 以有利于減少混凝土的早期溫度應(yīng)變。另外, 混凝土結(jié)構(gòu)和配方設(shè)計(jì)也要改革,應(yīng)根據(jù)工程需要選用合適的水泥品種和水泥用量, 根據(jù)水泥品種調(diào)整膨脹縫的間距, 根據(jù)水泥的顆粒級(jí)配調(diào)整細(xì)集料的用量和顆粒級(jí)配, 在滿足混凝土各項(xiàng)性能的前提下, 盡量減少水泥及外加劑用量、降低水灰比, 從而減少混凝土的開裂傾向。

參考文獻(xiàn):

　　[1] P 梅泰.混凝土的結(jié)構(gòu)、性能與材料[M].祝永年, 沈威, 陳志源,譯.上海: 同濟(jì)大學(xué)出版社, 1991.

　　[2] R W Burrows. 混凝土的可見與不可見裂縫(內(nèi)部資料). 廉慧珍, 覃維袓, 譯.

　　[3] 黃士元.高性能混凝土發(fā)展的回顧與思考[J].混凝土, 2003,(7): 3- 9.

　　[4] 喇華璞.關(guān)于水泥工業(yè)中二次原燃料的應(yīng)用[J].水泥, 2006, ( 1) : 8-11.

　　[5] 喬齡山.硅酸鹽水泥的性能及其應(yīng)用[J].水泥, 2006, (1): 1- 7.

　　[6] 胡如進(jìn), 李琳, 王善拔. 水泥顆粒級(jí)配的優(yōu)化[J].水泥,2005, (8):15- 17.

　　[7] 蔡正詠.混凝土性能[M]. 北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1979.94- 105.

　　[8] 余學(xué)芳, 董邑寧.粉煤灰混凝土的抗裂性分析[J].混凝土, 2003, (2):48- 49.

　　[9] 廉慧珍, 韓素芳.現(xiàn)代混凝土需要什么樣的水泥[J].水泥, 2006,( 9) : 13- 18.

　　[10] 吳笑梅, 樊粵明.優(yōu)質(zhì)水泥的評(píng)價(jià)[J].水泥, 2007, ( 2) : 1- 3.

　　[11] 張大康.高細(xì)石灰石粉用作水泥混合材料的試驗(yàn)研究[J].水泥,2005, ( 7) : 7- 11.

　　[12] 朱寶林, 黃新, 郭曄, 等.連續(xù)粒徑水泥顆粒在漿體中的堆積密度[J].建筑材料學(xué)報(bào), 2006, 9( 4) : 447- 452.

　　[13] 喬齡山.水泥的最佳顆粒分布及其評(píng)價(jià)方法[J]. 水泥, 2001, ( 8) :1- 5.

　　[14] 趙東鎬. 適于配制高性能混凝土的硅酸鹽水泥及其膠凝材料的最佳顆粒級(jí)配[J].水泥, 2007, (3): 1- 3.