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預防泡沫混凝土硬化過程中的開裂與收縮
來源：www.jiujiange.cn 發(fā)布時間：2023年06月03日
預防泡沫混凝土硬化過程中的開裂與收縮
泡沫混凝土的收縮、開裂和吸水是三個密切相關的問題:一般來說，由于早期養(yǎng)護不好、保水措施不足或使用過程中條件苛刻，泡沫混凝土中的水分會蒸發(fā)，導致體積收縮、開裂或顯著吸水。但泡沫混凝土吸水率過高會降低保溫效果。從泡沫混凝土的制備過程和硬化體截面的觀察研究發(fā)現，泡沫混凝土中大部分孔洞都是相對獨立的封閉孔洞。所以養(yǎng)護好的泡沫混凝土都是泡在水里的。它的吸水性主要集中在表層，并沒有很大的吸水性。影響泡沫混凝土收縮、開裂和吸水率的因素主要包括以下幾個方面:
(一)水泥用量的影響
普通硅酸鹽水泥在水化硬化過程中固體體積增加，而水泥+水體系收縮。其次，水泥的水化過程伴隨著熱效應，使初始體積在冷卻時膨脹收縮，導致表觀收縮變大。此外，水泥水化過程中存在自吸收引起的自收縮。因此，一般情況下，在其他條件基本相同的情況下，泡沫混凝土的收縮會隨著水泥用量的增加而增加。同時，水泥是保證強度的重要因素之一，因此存在一個合適的水泥用量范圍。
(二)水泥種類的影響
試驗和工程實踐的統(tǒng)計數據表明，普通水泥混凝土的收縮Z小，水泥漿體的收縮較大，泡沫混凝土的收縮Z大。這是因為普通混凝土中摻入了大量體積不變的粗骨料，而不含骨料的水泥漿體在硬化前后總體積減小。泡沫混凝土收縮Z大，一方面是因為其中沒有粗骨料，另一方面是因為它含有大量的孔隙，其中大部分充滿了水，其外觀在使用過程中隨著孔隙中水的逸出而表現出體積收縮。因此，添加骨料無疑是減少泡沫混凝土收縮的措施之一。不能，泡沫混凝土中只能加入一部分細骨料。同時，由于骨料的化學惰性，過量添加會導致泡沫混凝土的強度顯著下降，因此其摻量是有限的。當泡沫混凝土的密度、水灰比等工藝參數基本確定后，水泥用量會隨著細骨料的增加而減少，因此骨料是否摻入以及摻入多少也有一個合適的選擇。
(四)水灰比和養(yǎng)護制度的影響
泡沫混凝土在60℃時的失水和干燥收縮。
試驗結果表明，硬化泡沫混凝土的失水與收縮變化具有明顯的密切同步性。這說明水的逸出直接導致泡沫混凝土的收縮，當水的逸出停止時，泡沫混凝土的收縮也就停止了。按照水泥化學理論，水泥完全水化所需的水量，即理論水灰比，應該是0.38，而泡沫混凝土的成型水灰比往往高達0.70甚至0.80。多余的水分會殘留在硬化泡沫混凝土的孔隙中，約占成型水的1/2。一旦環(huán)境相對濕度低或環(huán)境溫度高，水就會蒸發(fā)，然后逸出。尤其是硬化初期，泡沫混凝土的結構還比較薄弱。養(yǎng)護不好，容易失水，導致收縮大，表面開裂，弱化硬化體內部結構，導致硬化泡沫混凝土吸水率高。因此，泡沫混凝土的初始水灰比成為硬化泡沫混凝土收縮的先決條件。制備低收縮泡沫混凝土的關鍵技術之一是控制低水灰比。在澆注密度為1 100 kg/m的泡沫混凝土樣品24小時后，將樣品分為表面用尼龍膜密封和表面未處理的兩組。將試樣在相同的溫濕度環(huán)境下養(yǎng)護，測量不同齡期的干燥收縮率。通過比較可知，表面封閉處理后的試樣收縮率遠小于表面開放的試樣，且在5 d齡期收縮率趨于穩(wěn)定。研究結果再次證明了失水與干燥收縮的密切關系以及早期保水對控制泡沫混凝土收縮的重要性。
(E)減少泡沫混凝土收縮和開裂的技術途徑
從以上分析可以看出，泡沫混凝土減少收縮、防止開裂和吸水的技術措施主要包括以下幾個方面:
(1)合適的水泥用量；
(2)加入適量的膨脹水泥；
(3)成型水灰比低；
(4)優(yōu)化養(yǎng)護制度，加強早期保水；
(5)使用防水劑(攪拌或表面涂布)；
(6)保溫層加鐵絲網(防裂網)，防止泡沫混凝土開裂。
泡沫混凝土的收縮、開裂和吸水是三個密切相關的問題:一般來說，由于早期養(yǎng)護不好、保水措施不足或使用過程中條件苛刻，泡沫混凝土中的水分會蒸發(fā)，導致體積收縮、開裂或顯著吸水。但泡沫混凝土吸水率過高會降低保溫效果。從泡沫混凝土的制備過程和硬化體截面的觀察研究發(fā)現，泡沫混凝土中大部分孔洞都是相對獨立的封閉孔洞。所以養(yǎng)護好的泡沫混凝土都是泡在水里的。它的吸水性主要集中在表層，并沒有很大的吸水性。影響泡沫混凝土收縮、開裂和吸水率的因素主要包括以下幾個方面:
(一)水泥用量的影響
普通硅酸鹽水泥在水化硬化過程中固體體積增加，而水泥+水體系收縮。其次，水泥的水化過程伴隨著熱效應，使初始體積在冷卻時膨脹收縮，導致表觀收縮變大。此外，水泥水化過程中存在自吸收引起的自收縮。因此，一般情況下，在其他條件基本相同的情況下，泡沫混凝土的收縮會隨著水泥用量的增加而增加。同時，水泥是保證強度的重要因素之一，因此存在一個合適的水泥用量范圍。
(二)水泥種類的影響
不是所有水泥硬化前后的體積都在收縮，而是膨脹水泥硬化前后的體積不是在收縮而是在膨脹。因此，如果使用適量的膨脹水泥，泡沫混凝土的整體收縮可以得到一定程度的補償或緩解。然而，膨脹水泥不僅影響體積變化，還影響其他一系列性能。引入過多會造成硬化泡沫混凝土的結構破壞，因此須通過試驗確定膨脹水泥的品種和摻量。
試驗和工程實踐的統(tǒng)計數據表明，普通水泥混凝土的收縮Z小，水泥漿體的收縮較大，泡沫混凝土的收縮Z大。這是因為普通混凝土中摻入了大量體積不變的粗骨料，而不含骨料的水泥漿體在硬化前后總體積減小。泡沫混凝土收縮Z大，一方面是因為其中沒有粗骨料，另一方面是因為它含有大量的孔隙，其中大部分充滿了水，其外觀在使用過程中隨著孔隙中水的逸出而表現出體積收縮。因此，添加骨料無疑是減少泡沫混凝土收縮的措施之一。不能，泡沫混凝土中只能加入一部分細骨料。同時，由于骨料的化學惰性，過量添加會導致泡沫混凝土的強度顯著下降，因此其摻量是有限的。當泡沫混凝土的密度、水灰比等工藝參數基本確定后，水泥用量會隨著細骨料的增加而減少，因此骨料是否摻入以及摻入多少也有一個合適的選擇。
(四)水灰比和養(yǎng)護制度的影響
泡沫混凝土在60℃時的失水和干燥收縮。
試驗結果表明，硬化泡沫混凝土的失水與收縮變化具有明顯的密切同步性。這說明水的逸出直接導致泡沫混凝土的收縮，當水的逸出停止時，泡沫混凝土的收縮也就停止了。按照水泥化學理論，水泥完全水化所需的水量，即理論水灰比，應該是0.38，而泡沫混凝土的成型水灰比往往高達0.70甚至0.80。多余的水分會殘留在硬化泡沫混凝土的孔隙中，約占成型水的1/2。一旦環(huán)境相對濕度低或環(huán)境溫度高，水就會蒸發(fā)，然后逸出。尤其是硬化初期，泡沫混凝土的結構還比較薄弱。養(yǎng)護不好，容易失水，導致收縮大，表面開裂，弱化硬化體內部結構，導致硬化泡沫混凝土吸水率高。因此，泡沫混凝土的初始水灰比成為硬化泡沫混凝土收縮的先決條件。制備低收縮泡沫混凝土的關鍵技術之一是控制低水灰比。在澆注密度為1 100 kg/m的泡沫混凝土樣品24小時后，將樣品分為表面用尼龍膜密封和表面未處理的兩組。將試樣在相同的溫濕度環(huán)境下養(yǎng)護，測量不同齡期的干燥收縮率。通過比較可知，表面封閉處理后的試樣收縮率遠小于表面開放的試樣，且在5 d齡期收縮率趨于穩(wěn)定。研究結果再次證明了失水與干燥收縮的密切關系以及早期保水對控制泡沫混凝土收縮的重要性。
(E)減少泡沫混凝土收縮和開裂的技術途徑
從以上分析可以看出，泡沫混凝土減少收縮、防止開裂和吸水的技術措施主要包括以下幾個方面:
(1)合適的水泥用量；
(2)加入適量的膨脹水泥；
(3)成型水灰比低；
(4)優(yōu)化養(yǎng)護制度，加強早期保水；
(5)使用防水劑(攪拌或表面涂布)；
(6)保溫層加鐵絲網(防裂網)，防止泡沫混凝土開裂。
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