潘志華:泡沫混凝土變形原因分析及其控制的可能途徑

　　泡沫混凝土常見質(zhì)量問題

　　整體性保持：變形，開裂，破壞

　　力學性能：強度發(fā)展慢，強度低

　　質(zhì)量均勻性：沉降，分離，密度不均

　　材料破壞形式

•脆性破壞

•塑性破壞

　　混凝土的變形

　　機械力變形：壓縮、拉伸、撓曲

　　化學力變形：化學減縮碳化收縮

　　物理力變形：熱脹冷縮濕脹干縮

機械力變形

　　混凝土的彈性模量

　　普通混凝土：20-30GPa

　　輕質(zhì)混凝土：16-20GPa

　　泡沫混凝土：0.8-12GPa

　　化學力變形

　　化學減縮

　　混凝土硬化過程中水泥中的幾個主要水硬性礦物與水發(fā)生水化反應(yīng)，由于無水礦物與水化產(chǎn)物之間存在密度差異，從而引起混凝土硬化前后的體積變化，這部分體積變化表現(xiàn)為減縮，故稱為化學減縮。

　　注：S代表SO_３

　　100gPC完全水化產(chǎn)生化學減縮量約為7-9cm³

　　以混凝土水泥用量300kg/m³估算，化學減縮量為21×103-27×103cm³

　　折合混凝土體積減縮率為2.1-2.7%

　　現(xiàn)象：CO₂氣體與Ca(OH)₂（C-S-H等水泥水化產(chǎn)物）反應(yīng)，生成CaCO₃和H₂O，伴隨水泥硬化體體積減小

　　規(guī)律：對RH和CO₂濃度比較敏感，RH為25%-50%，CO₂濃度較高時，快速危害：大氣（0.03%）中碳化緩慢，只能作用于表層，不構(gòu)成實質(zhì)性危害

　　物理力變形

　　熱脹冷縮

不同灰砂比混凝土的線性熱膨脹系數(shù)(2年養(yǎng)護齡期)

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混凝土的線性熱膨脹系數(shù)（灰砂比1：6）

　　濕脹干縮

　　原因：

　　●　孔隙（毛細孔、凝膠孔）和水的存在

　　●　表面張力、表面能

　　特點：

　　●　濕脹干縮主要來自于水泥硬化漿體，骨料基本不發(fā)生濕脹干縮

　　幾種水泥基材料的干縮值波動范圍

　　●　水泥混凝土：600～900×10^-6

　　●　水泥砂漿：900～1500×10-⁶

　　●　水泥凈漿：1500～3000×10^-6

　　●　泡沫混凝土：1000～3500×10^-6

　　泡沫混凝土與普通混凝土的異同

　　同點：同屬水泥基材料，同屬脆性材料

　　異點：

　　泡沫混凝土的低抗變形能力

　　1、不含骨料：

　　水泥凈漿的化學減縮；水泥凈漿的干縮；水泥凈漿的熱膨脹系數(shù)

　　2、低導熱系數(shù)

　　水泥水化熱不能及時散發(fā)，導致升溫（90℃），引發(fā)膨脹開裂或在冷卻過程中隱藏拉應(yīng)力

　　3、早期強度發(fā)展緩慢

　　失水、遇風或機械作用，極易發(fā)生塑性變形、開裂

　　4、后期強度低

　　外界非正常載荷或沖擊作用，極易引發(fā)變形、開裂

　　減小泡沫混凝土變形控制開裂可能的技術(shù)途徑

　　1）添加適量細骨料，選擇合理的水泥、砂子配合比

　　2）選用快硬低發(fā)熱水泥作為泡沫混凝土用膠凝材料

　　3）加強早期養(yǎng)護，表面保水，及時散熱

　　4）減少非正常外來機械載荷或沖擊

　　5）引入適宜和適量膨脹組分，彌補體積收縮

　　6）采取適當措施，減少空間約束，增加自由度

　　7）添加適量纖維