大风干旱地区预防混凝土结构开裂的试验研究

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1、铁道建筑2012年第2期RailwayEngineeringl23文章编号：1003—1995(2012)02—0123—04大风干旱地区预防混凝土结构开裂的试验研究朱长华，李享涛，王保江，李化建，谢永江(中国铁道科学研究院铁道建筑研究所，北京100081)摘要：针对西北大风、干旱的气候特征，选取具有代表性区段浇筑墩、道床板混凝土，从混凝土的内养护和外养护两方面出发，研究了内养护材料、模板类型和新型外养护方式对混凝土结构抗裂性的影响。结果表明，内养护材料能显著减小混凝土的早期收缩，降低混凝土早期开裂程度，同时不降

2、低混凝土的强度和耐久性；透水模板布和保湿养护布不仅可以显著改善混凝土结构的外观，还能有效预防混凝土开裂和降低混凝土结构表面的渗透性。关键词：大风干旱开裂内养护材料透水模板布保湿养护布中图分类号：TU528．06文献标识码：A4000混凝土是一种非均质的复合脆性材料，其抗拉强度较低，在施工和服役过程中易产生裂缝。混凝土裂3000缝不仅影响结构外观，还会成为腐蚀性介质侵入内部的通道，影响混凝土结构的耐久性。混凝土结构的开裂已成为困扰混凝土工程界的普遍问题。画2000廿我国西北地区的气候极端干旱，降雨量稀少，蒸发100

3、0量大(如图1所示)，且局部地区经历风速>17．2m／s的天数达150d以上。在如此恶劣的环境条件下，混0凝土极易产生塑性、干缩裂缝，这对混凝土长期耐久性兰州西宁张掖酒泉哈密鄯善吐鲁番达坂城乌鲁木齐提出了严峻挑战。目前，预防混凝土裂缝的常用措施图1西北主要城市年平均降水量与蒸发量有：优选原材料、优化混凝土配合比、掺膨胀剂、控制人模板布已应用于我国水工、海工等大型工程。。本模温度和加强养护等¨。然而，该地区混凝土原材文针对西北大风、干旱的气候特征，选取具有代表性区料资源匮乏，原材料选择空间受到限制；膨胀剂的使用段浇

4、筑墩、道床板混凝土，从混凝土的内养护和外养护效果受环境条件影响较大，在干燥环境下水化产物Aft两方面出发，研究了内养护材料、模板类型和新型外养会失去结晶水，导致膨胀剂的后期补偿收缩作用失效，护方式对混凝土结构抗裂性的影响，为该地区预防混有些膨胀剂在混凝土仍为塑性状态时膨胀消耗量较凝土开裂提供可资借鉴的技术措施。大，而在混凝土硬化后有效膨胀作用很低；另外，传统浇水覆盖养护在拆模后才能进行，这显然已远滞后1原材料、试验方案和方法于混凝土开裂的危险期，更何况由于极端干旱、缺水，1．1原材料与配合比难以保证浇水养护。因此

5、，迫切需要研究适用于大风水泥为祁连山P·042．5普通硅酸盐水泥，矿物掺干旱环境下预防混凝土结构裂缝的措施。合料为青岛海诺Ⅱ级粉煤灰和$95级矿渣粉，骨料为混凝土的内养护最早由美国学者Philleo提出，瓜州石料厂生产的5．0～31．5mm两级配碎石和细度经过20多年的发展，已成为提高混凝土抗裂性和长期模数2．8的细骨料，减水剂为陕西高新聚羧酸减水剂，耐久性的一项新技术。20世纪80年代，日本、丹麦和内养护材料为自制的高吸水聚合物，外养护材料为杭德国等开始了对透水模板布的研究和应用，目前透水州银博生产的保湿养护布

6、和透水模板布。试验用墩身和道床板混凝土的基准配合比见表1。收稿日期：2011—09—21；修回日期：2011．10—101．2试验方案基金项目：铁道部科技研究开发计划项目(2010G019-A)作者简介：朱长华(1976一)，男，湖北钟祥人，助理研究员，硕士。1)在优化基准混凝土配合比的基础上，在室内研124铁道建筑表1C35墩身与C40道床板混凝土的基准配合比表2道床板和墩身混凝土的试验方案道床板墩身编号试验地点混凝土类型编号试验地点模板类型养护方式1．1玉门基准3-1玉门钢模板浇水包裹1．2玉门内养护3-2玉

7、门透水模板浇水包裹2—1瓜州基准3-3玉门钢模板保湿养护布究内养护材料对混凝土早期收缩、力学和耐久性的影2-2瓜州内养护4—1柳园钢模板浇水包裹响，确定内养护材料的适宜掺量；并在现场有代表性的4-2柳园钢模板保湿养护布区段浇筑道床板基准混凝土和内养护混凝土，比较二5-1吐鲁番透水模板浇水包裹者的开裂情况；水模板布随模板一起脱离混凝土结构，实现多次利用。2)在现场有代表性的区段浇筑墩身混凝土，通过与透水模板布不同，保湿养护布的织物层较厚，吸水能裂缝观测和表面渗透等试验，研究不同养护方式对混力强，且使用时通过水溶性胶

8、粘贴于钢模板表面；浇筑凝土表面质量的影响。试验方案如表2所示，其中，编混凝土后，因保湿养护布吸水使水溶性胶失去黏结力，号3-1、3—2的试验墩截面为1．5m×1．5m，高度为2拆模时其与钢模板脱离而紧贴混凝土结构表面，同时，m，其他编号的试验墩截面为2m×6m，高度为4m。所吸收的水分为混凝土结构提供了早期养护。现场粘透水模板是将透水模板布通过强力胶粘贴于钢模贴后的透水模