水泥混凝土成型后,在早期抗拉强度尚未充分形成以前,由于湿胀干缩、化学减缩、热胀冷缩等原因产生了收缩,受约束的水泥混凝土往往会产生裂缝。欲消除裂缝,必须从减少水泥混凝土干缩着手。
水泥混凝土干缩受多种因素影响,主要有:混凝土单位用水量、石子及砂的成分及初期湿养护的持续时间。其他如石子粒径、拌和物配合比、拌和物的含浆量等因素对干缩也有影响,而拌和物的总需水量则是影响干缩的主要因素。水泥的品种和细度对混凝土的干缩也有一定影响,用火山灰作混合材的水泥所表现的干缩性能随火山灰的种类不同而不同。有的火山灰增加干缩,有的火山灰减少干缩,使水泥需水量增加的火山灰通常是增加干缩。粉煤灰一般能减少干缩。水泥细度细,通常干缩大。欲减少干缩,避免水泥混凝土出现裂缝,可采取以下几个措施:
1.减少单位用水量在混凝土中,水泥与水通过水化反应而生成凝胶,凝胶吸水则膨胀,干燥则收缩。干燥收缩大部分是由水泥凝胶的收缩而引起的。因而单位用水量对混凝土的干燥收缩有影响,单位用水量愈少,干燥收缩愈小。采用减水剂,减少单位用水量可显著改善混凝土的干缩,避免出现裂缝。
2.石子含量和种类混凝土中产生收缩的主要组分是水泥石,减少水泥石的相对含量即可减少收缩。石子对水泥石的收缩能够起到限制作用,它的数量和质量,对混凝土收缩影响很大。减少水泥用量,增加石子数量,选择品质好的石子可显著改善混凝土的干缩。不同石子对混凝土的收缩有不同影响,其收缩率大小顺序如下:砂岩>砾石>玄武岩>石灰岩>花岗岩>石英岩。
3.避免使用过细的砂和含泥多的砂水泥混凝土中使用砂子过细或者含泥量过多,必然会增加水泥的用量,使水泥混凝土干缩显著增大。特别是有的用户采用石灰石破碎后筛选下来的细颗粒代替砂子使用,含泥量特别多,而且颗粒形状不好,带有尖角,影响水泥混凝土的流动性,为了能使水泥混凝土顺利浇筑,必然增加水的用量,从而使得水灰比过大,水泥混凝土干缩显著增加,造成水泥混凝土开裂。
4.延长潮湿养护期混凝土在水中养护,不但不收缩,而且还会膨胀(100~200)×10-6左右,因此,延长潮湿养护期可以推迟收缩的开始,待水泥混凝土产生一定强度后再停止潮湿养护,就可以有效抵御干缩应力,防止出现裂缝。
5.及时切割通常混凝土预制板或道路施工是采用长条形整体浇筑成型后再切割成所需的长度的方法。由于长度增加,总收缩量变大,又没有自由收缩的空间,因此容易在预制板或道路中间出现裂缝。为了防止这种裂缝,应在潮湿养护到产生一定强度后,及时地进行切割,使每块预制板或路面都有自由收缩的空间,可有效防止预制板或道路出现裂缝。