高强混凝土的抗裂和水工混凝土耐久性研究的新进展.pdfVIP

高强混凝土的抗裂及水工混凝土耐久性研究的新进展 李金玉曹建国 林莉田军涛王爱勤彭小平 一、高强混凝土的抗裂性 随着土木工程的发展，对混凝土材料性能的要求也越来越高，自九十年代{}c来“高性 能混凝土”己成为国内外混凝土学科开发研究和工程应用的新一代混凝士．对于高性能混 凝土的定义，国内外都有所解释．但尚未统一，作者认为高性能混凝土是混凝土学科发展 中的一个产物．有着较强的“时代”信息。有良好工作性、良好的力学性能，良好的热学性 能，以及良好的耐久性能的混凝土，可以统称为高性能混凝土。根据不同类型工程对混凝 土性能要求的不同．又会出现了高强高性能混凝土，低热高性能混凝土，高强低收缩混凝 土等等．也即在高性能混凝土的范畴内又突出了某些性能．前一阶段，在高性能混凝土中， 往往突出了“高强”而忽视了良好的热性能和耐久性，因此出现了较为普追的。裂缝” 问题．据水工混凝土工程的统计结果，混凝土裂缝产生的主要原因-有70％以上是温度应 力而产生的。 一般而言高强混凝土中水泥用量较高，因而混凝土中发热量也较大，混凝土的绝热温 升就较高．从而形成的基础约束温度应力和内外温差应力就很高．加之～般高强混凝土． 弹性模量也根高，臆性增加，因此往往出现表面裂缝和基础裂缝，这是目前高强混凝土施 工中较多出现的“病害”，纠其原因就是单纯的高强混凝土并不是完整的高性能混凝土， 高强高性能混凝土，除具备高强度之外，必须具有良好的热性能(较低发热量和较低的绝 热温升)以及良好的耐久性。 为了较好地解决高强混凝土的裂缝问题，需要做到： l、做好混凝土结构的温度应力设计和施工中的温度控制。 解决结构温度应力的关键，首先是设计，水工混凝土，由于其体积较大，因此在设计 规范中明确列有温度应力设计计算的章节，同时几十年来，一直在开展着温度威力的计算 及研究工作，也即在工程结构设计中就要考虑施工中温度的变化班及可能产生的温度应 力，同时提出混凝土的抗裂指标及必须的温度控制措施．如在混凝土的设计指标中，除抗 压强度外．还要明确规定混凝土抗拉强度和掇限拉伸值．同时规定混凝土量高入仓沮度和 必要的温控措施，如预冷骨料加冰拌和，埋冷却水管等。同时在混凝土的蜃材料方面，如 李金玉；教授缓高工，中田水利承电科学研究院北京100038 一15一 水泥的品种和水化热方面．必要时也要提出相应的控制指标．解决高强混凝土的裂缝问题， 从根本上说．设计是。龙头”，麓工是关键． 2、混凝土原材料的选优和配合比的精心设计 (1)水泥品种的选优 水泥是混凝土中的发热之源，在相同标号的情况下选择较低发热量的水泥是降低混凝 土发热量的最有效措旆．按水泥水化热大小排列．一般顺序是普硅(R)水泥普硅水泥 中热水泥低热水泥。混凝土大坝设计中，水泥的选优是作为单独的一项重要的基础工 作进行的，一般要傲几个水泥厂的调研和2～3种初步选优水泥的混凝土试验，最后选择 一种达到一定强度的基础上，从永化熟、水泥用量、绝熟温升综台比较来选优，如三蛱大 坝采用的是525#中热水泥，即能满足强度要求，又具有较低的发热量． 国家建材工业局“九五”攻关项目“重点工程混凝土安全性的研究”中成功地开发研 制了一种低热高性能水泥．即高贝利特水泥，这种新型水泥仍属硅酸盐水泥系列．只是在 原材料和烧威工艺等生产过程中作了适当的改进，使硅酸盐水泥中矿物成份的比倒作了变 化．如表1。 表I 水泥中矿物成份的比较表 J 类别 岛S 牮 U 岛^F I I Pc 55．1 23．4 B．5 15．8 l f 啪 26．， 51O 2．了 15．8 f 由于水泥中将水热量较高的C3S和c3A含量作了较大的降低，因此-525高贝利特 水泥的水化热峰值只是普硅525的50％．见水化热曲线圈1．高贝利特水泥与普通水泥基 本性能见表2． 埘。f呻．h