抗裂水泥对混凝土性能的影响研究

蒋松润

【摘要】目前，我国城镇化建设进程迅速，随着工程建设数量的增加，全国各地混凝土的使用量也在不断的提升，但是混凝土使用过程中存在的问题也在不断的增多。在混凝土处在硬化阶段的早期开裂是目前混凝土在使用过程中一个经常发生的问题。混凝土使用过程中产生的开裂会是内部的钢筋出现腐蚀的情况，这样就会降低混凝土的稳定性，影响到建设工程的施工的整体质量，使工程产生裂缝。为此在工程建设时可以采用抗裂水泥。本文主要讨论抗裂水泥对混凝土性能的影响。

【关键词】抗裂水泥;混凝土;性能影响

【中图分类号】TU528

【文献标识码】A

在建筑工程具体建设过程中，为了能够更好的提高工程的稳定性以及安全性，降低混凝土产生的裂缝，通常会采用抗裂水泥进行施工。抗裂水泥在具体使用过程中具有非常强的应力扩散能力，而且抗渗性能以及抗冻性能较强。为此本文主要探讨抗裂水泥对于混凝土性能的影响。

1、试验方法

1.1原材料

针对普通水泥的一些问题，抗裂水泥主要存在以下几个方面优势：①比表面积相较于普通水泥稍低，延长终凝时间，降低早期强度（3d），降低碱含量，水泥总碱含量为0.6%;②降低C3S和C3A含量，提高C2S含量，并适当提高Mg O含量;③设计合理的混合材掺量，使水泥强度有一个持续、长期地增长。抗裂水泥28d胶砂抗压强度达到47.1MPa，能保证相应工程质量要求的强度等级，选用烧失量低、活性高、需水量比低的活性混合材，以降低其对干缩的不利影响。试验用砂为河北宽城县机制砂，空隙率41%，细度模数2.4，属于Ⅱ区中砂;粗骨料采用公称粒级为5～10mm和10～20mm以3∶7比例组合的石灰岩碎石;减水剂含固量15%，减水率26%，pH值4.5。

1.2试验方法

在对混凝土进行试验过程中，主要是采用100mm×100mm×100mm的混凝土试块，按照GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》对混凝土的立方体抗压强度进行试验检测，按照GB/T2419-2005《水泥胶砂流动度测定方法》中的相关规定可以对水泥胶砂的扩展程度进行测试。按照JC/T1083-2008《水泥与减水剂相容性试验方法》中的规定对水泥的减水剂饱和点进行检验，主要是采用设计的抗裂模具对混凝土水泥的抗裂性能进行试验，在成型24h之后需要将模具周围的挡板拆除，并且观察混凝土产生的裂缝，混凝土试块需要凭证的存放在检测室外的地面。抗裂模具尺寸详见图1。在这个基础之上，可以按照比例缩小模具的尺寸对水泥的抗裂性能进行分析，并且，还可以按照要求来改变模具的尺寸，这样能够更好地增加混凝土试块的集中应力，有效地区分抗裂性能较为优异的混凝土。

2、影响

2.1抗裂水泥对混凝土抗压强度的影响

抗裂水泥的抗压强度在C35和C50强度等级的各个龄期中均低于普通水泥组，这是因为抗裂水泥早期水化不完全，早期强度低，强度增长慢。但值得注意的是，抗裂水泥组28 d抗压强度满足C35和C50强度等级要求，C35等级混凝土28d抗压强度高达58.6 MPa，普通水泥组强度增长则过快对混凝土抗裂性能不利，易产生大量水化热，在大体积工程中由于温度应力产生裂缝。抗裂水泥代替普通水泥后，在30%粉煤灰和15%矿渣粉的胶凝材料体系中的抗压强度能够满足C35和C50强度等级的要求，且强度增长速度相较于普通水泥更慢，在早龄期强度发展缓慢的情况下，依然能有一定的强度保证率，在60 d抗压强度有接近普通水泥组的趋势。这是由于抗裂水泥水化进程缓慢，在粉煤灰和矿渣的二次水化过程中能提供的氢氧化钙较少，抗压强度发展较慢，导致其低于普通水泥组。

2.2水泥稳定碎石基层抗裂性能

在这混凝土搅拌的方式进行改变之后，普通的强制搅拌混合料总比表面积会比震动搅拌产生的面积要大。混凝土的抗干缩性能指标主要体现在劈裂强度和最大的收缩应变比，指标值越大抗干缩性能就越强。在混凝土材料施工过程中，内部的水分蒸发造成干缩裂缝，产生的束缚会存在地基当中，如果内部产生的应力超越自身的强度，就会导致混凝土出现开裂的情况。为了有效防止混凝土产生开裂，有需要在初期加强对混凝土的补水养护处理，通过使用土工布的方式进行加水覆盖，防止混凝土内部的水分蒸发，混凝土的表面需要保持潮湿，需要等到继承毛细管水以及层间水逐步丧失稳定为止。另外水泥的抗裂性能主要在温度收缩方面，不同的搅拌方式，混合料的温缩有着不同的情况，普通的混凝土搅拌方式产生的温缩系数会大于振动搅拌，在晚期会容易产生低温收缩开裂的情况。

2.3水泥稳定碎石基层开裂应力分析

混凝土的抗裂应力主要是因为有不同的开裂原因造成的，所以在混凝土的应力上会有不同程度的变化。混凝土开裂缝隙扩展的模式层面，混凝土基层材料出现干缩裂缝主要是因为基层的内部受到干温缩应力的影响造成的，在这样应力情况下产生的开裂缝隙会大于极限抗拉强度产生的裂缝。从混凝土断裂力学的角度分析，裂纹扩展按照混凝土应力的标准能力会分成撕裂和剪切式拉伸模式，不同的应力方式会有不同的结果。如果在拉伸模式承受下承受拉伸應力会到时混凝土表面出现垂直裂纹，而如果是剪切模式产生的剪应力会和混凝土表面的裂纹平行，在垂直裂纹的前沿。

2.4抗裂水泥对混凝土抗裂性能的影响

在C35普通水泥混凝土中由于干燥收缩产生一条未贯穿的裂缝，C50普通水泥混凝土在自收缩和干燥收缩共同作用下，使混凝土出现一条贯穿裂缝。所以，代替普通水泥加入混凝土中的抗裂水泥的干燥收缩和自收缩都较低，能有效的发挥抗裂作用。

结语：

综上所述，抗裂水泥在满足一定和易性和强度等级要求下，可以尝试应用于凝结时间较长、有较低开裂敏感性和开裂风险要求的工程，能在工程发挥其优势，因地制宜得到最好的效果。

参考文献：

[1]肖忠明.现代混凝土技术对混凝土抗裂性影响之综述[J].水泥，2019（2）：5-10.

[2]刘九正.高速公路抗裂型水泥稳定碎石基层应用研究[J].公路工程，2013（6）：173-178.