浅析预拌混凝土中抗裂水泥的应用

浅析预拌混凝土中抗裂水泥的应用

田明迪

荣华（青岛）建设科技有限公司，山东 青岛，266432

摘要：抗裂水泥在预拌混凝土中广泛使用。为明确抗裂水泥对于现代混凝土的适用性与技术优势，文对抗裂水泥对混凝土和易性、稳定性以及耐久性进行了系统的调研分析，在此基础上进一步阐明了抗裂水泥在预拌混凝土中的应用现状。

关键词：预拌混凝土；抗裂水泥；和易性；耐久性；稳定性

1引言

随着城市化进程的不断推进，在混凝土中大量使用矿物掺合料是客观现状和发展趋势，尽管水泥在混凝土中用量趋于降低，但仍旧对混凝土和易性、强度以及各项性能起到不可替代的重要作用，水泥依旧在现代混凝土中扮演着重要角色。在预拌混凝土行业中存在以下问题：着细度过细、早期强度高和水化放热量偏大、混合材料品种和含量混乱、碱度偏高等问题。在工程中各种类型混凝土结构的开裂问题尤其是早期开裂非常突出，在众多影响混凝土结构开裂的原因中水泥无疑是重要因素之一。混凝土的开裂容易引致钢筋锈蚀，从而降低钢筋混凝土结构的承载力、耐久性和抗渗性，这在一定程度上降低建筑的使用寿命，同时也会影响建筑物的美观。因此裂缝是导致混凝土结构耐久性和使用寿命降低的主要因素而倍受关注。抗裂水泥通过控制细度和改变矿物组成达到对现代混凝土体积稳定性的优化，减少开裂现象的发生，对混凝土结构耐久性有很大帮助，进而解决水泥在实际应用中存在的问题。

2抗裂水泥对混凝土的影响

2.1 抗裂水泥对混凝土和易性的影响

C35、C50 强度等级的抗裂水泥混凝土拌合物坍落度和扩展度均大于普通水泥，且由于对减水剂相容性更好，能在相同水胶比的情况下减少减水剂用量，达到经济效益和绿色环保的最大化；同时，在相同减水剂掺量的情况下能减少用水量，使水胶比能够进一步降低，说明抗裂水泥在此种胶凝材料体系下对混凝土和易性有一定改善作用。对于出现轻微泌水现象的原因，抗裂水泥组水泥比表面积较低，早期水化过程中需水量较少，其他条件相同时出现泌水的可能性要高于普通水泥组；抗裂水泥组水泥C3A含量较低，水化速率较慢，内部温度低于普通水泥组，消耗水的速度较低，也容易出现泌水现象；这直接表现为终凝时间的区别，终凝时间越长，泌水风险越高，所以泌水现象在抗裂水泥组中需要格外注意，控制好水胶比，现场风速、温度等条件。

2.2 抗裂水泥对混凝土体积稳定性的影响

现代混凝土的体积稳定性由多方面共同作用，如加入纤维等材料提高混凝土的极限抗拉强度；使用外加剂如膨胀剂减少混凝土的不利收缩；胶凝材料中合理使用矿物掺合料来改善胶凝体系的稳定性等，各种措施和途径均可实现对混凝土体积稳定性的优化。其中，水泥对现代混凝土体积稳定性的影响不可忽视。前人相关研究数据发现，C35 强度等级的混凝土中，由抗裂水泥配制的混凝土收缩较小。C50强度等级的混凝土中，抗裂水泥配制的混凝土前期收缩较小。一定比例的矿物掺合料加入混凝土中对改善混凝土干燥收缩有一定效果，胶凝材料体系中掺入矿物掺合料对减少混凝土收缩是有必要的。随着水泥细度更细，混凝土各龄期的干燥收缩会随之增加，并呈继续增加的趋势。

2.3 抗裂水泥对混凝土耐久性的影响

混凝土材料的耐久性和混凝土结构在特定环境下的寿命和安全性关系密切，耐久性也是混凝土能够长期服役，发挥结构设计优势的基础和前提。相关分析数据表明，在28d强制碳化下，C35、C50两种强度等级的混凝土中，抗裂水泥配制的混凝土均比普通水泥配制的混凝土碳化深度更深，但在规范的等级划分中都属于同一等级，所以其抗碳化性能相差并不多。抗氯离子渗透试验中，在C35强度等级下，抗裂水泥配制的混凝土属于中等级别，普通水泥配制的混凝土属于低级别；在C50强度等级下，抗裂水泥配制的混凝与普通水泥配制的混凝土同样属于低级别。抗裂水泥混凝土在28d养护条件下抗氯离子渗透性能略低于普通水泥组，而在长龄期90d标准养护条件下能获得更好的抗氯离子渗透性能，抗裂水泥混凝土渗透等级达到Q-Ⅳ。抗裂水泥混凝土的抗冻性能在长龄期养护下能充分发挥，C35强度等级中抗冻性能有一定的提高；且随着细度更细，普通水泥混凝土的抗冻融循环次数减少，抗冻等级下降。

3 抗裂水泥的使用现状

从抗裂水泥的使用现状来看，目前抗裂水泥已经有了较为广泛的应用。例如，民航机场跑道建设工程中，超过四分之三的水泥使用的都是抗裂水泥。而在城市副中心建设中，抗裂水泥的应用也都取得了不错的抗裂效果。抗裂水泥的研究与应用影响着其配制的混凝土出现的裂缝的可能，通过对比目前抗裂水泥的应用现状，通过研究抗裂水泥对混凝土各方面性能的影响，不断改进抗裂水泥的性能，可以更好地改善混凝土抗裂性能。目前，对于抗裂水泥的研究还较少，主要是对稳定碎石基层的应用，在混凝土中的应用还较少，主要在以下两方面已经有一定应用：

 机场跑道使用的水泥要求凝结硬化之后不能出现裂缝，这是安全运行的重要保障，抗裂水泥在机场跑道中的使用，结合改善施工工艺和方法，如大风高温停止施工，及时进行喷水洒水养护等，对塑性裂缝出现起到了重要作用，极大的抑制了机场跑道裂缝的出现，保证了混凝土的耐久性和工程的安全度。

在机场跑道的工程案例的成功，通过把期间产生的问题转化为经验，在把握此种水泥的基本规律上继续进行试验，明确抗裂水泥的应用领域。在工程中的使用范围，提出了抗裂水泥的使用规程。此外，张鹏飞的试验发现在氧化镁膨胀剂和矿粉的作用下，抗裂水泥组能发挥更好的抗裂效果，大大延长混凝土裂缝出现的时间，甚至不出现裂缝，抗裂效果显著，能达到高性能清水混凝土的工程要求。

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