泡沫混凝土常见质量问题
整体性保持:变形,开裂,破坏
力学性能:强度发展慢,强度低
质量均匀性:沉降,分离,密度不均
材料破坏形式
•脆性破坏
•塑性破坏
混凝土的变形
机械力变形:压缩、拉伸、挠曲
化学力变形:化学减缩碳化收缩
物理力变形:热胀冷缩湿胀干缩
机械力变形
混凝土的弹性模量
普通混凝土:20-30GPa
轻质混凝土:16-20GPa
泡沫混凝土:0.8-12GPa
化学力变形
化学减缩
混凝土硬化过程中水泥中的几个主要水硬性矿物与水发生水化反应,由于无水矿物与水化产物之间存在密度差异,从而引起混凝土硬化前后的体积变化,这部分体积变化表现为减缩,故称为化学减缩。
注:S代表SO3
100gPC完全水化产生化学减缩量约为7-9cm3
以混凝土水泥用量300kg/m3估算,化学减缩量为21×103-27×103cm3
折合混凝土体积减缩率为2.1-2.7%
现象:CO2气体与Ca(OH)2(C-S-H等水泥水化产物)反应,生成CaCO3和H2O,伴随水泥硬化体体积减小
规律:对RH和CO2浓度比较敏感,RH为25%-50%,CO2浓度较高时,快速危害:大气(0.03%)中碳化缓慢,只能作用于表层,不构成实质性危害
物理力变形
热胀冷缩
Lt=L0+ α×L0×ΔT Lt:t温度下混凝土试件的长度mm L0:基准温度下试件的初始长度mm α:混凝土线性热膨胀系数,℃-1 ΔT:温度t与基准温度之间的差值,℃不同灰砂比混凝土的线性热膨胀系数(2年养护龄期)
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混凝土的线性热膨胀系数(灰砂比1:6)
湿胀干缩
原因:
● 孔隙(毛细孔、凝胶孔)和水的存在
● 表面张力、表面能
特点:
● 湿胀干缩主要来自于水泥硬化浆体,骨料基本不发生湿胀干缩
几种水泥基材料的干缩值波动范围
● 水泥混凝土:600~900×10-6
● 水泥砂浆:900~1500×10-6
● 水泥净浆:1500~3000×10-6
● 泡沫混凝土:1000~3500×10-6
泡沫混凝土与普通混凝土的异同
同点:同属水泥基材料,同属脆性材料
异点:
普通混凝土 | 泡沫混凝土 | |
组成 | 水泥+骨料+外加剂 | 水泥+外加剂 |
含骨料 | 不含骨料 | |
结构 | 致密,低孔隙率(<30%) | 高孔隙率(40-80%) |
小孔,连通孔(<10μm) | 毫米级球形孔 | |
性能 | 低强,早强发展慢 | 低强,早强发展慢 |
低弹性模数,高收缩 | 低弹性模数,高收缩 | |
低导热系数 | 低导热系数 |
泡沫混凝土的低抗变形能力
1、不含骨料:
水泥净浆的化学减缩;水泥净浆的干缩;水泥净浆的热膨胀系数
2、低导热系数
水泥水化热不能及时散发,导致升温(90℃),引发膨胀开裂或在冷却过程中隐藏拉应力
3、早期强度发展缓慢
失水、遇风或机械作用,极易发生塑性变形、开裂
4、后期强度低
外界非正常载荷或冲击作用,极易引发变形、开裂
减小泡沫混凝土变形控制开裂可能的技术途径
1)添加适量细骨料,选择合理的水泥、砂子配合比
2)选用快硬低发热水泥作为泡沫混凝土用胶凝材料
3)加强早期养护,表面保水,及时散热
4)减少非正常外来机械载荷或冲击
5)引入适宜和适量膨胀组分,弥补体积收缩
6)采取适当措施,减少空间约束,增加自由度
7)添加适量纤维
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