掺纤维和膨胀剂混凝土渡槽裂缝特征研究

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发布时间：2021-11-20

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大型薄壁混凝土渡槽收缩开裂严重地影响渡槽使用功能和寿命。掺纤维和新型膨胀材料可降低混凝土收缩值，减少混
凝土渡槽的收缩开裂。通过平板法和圆环法进行混凝土渡槽早期抗裂性能试验，研究了新型膨胀材料和纤维对混凝土渡槽早期塑
性开裂性能的影响。试验结果表明，掺 6％～8％的膨胀材料可有效补偿和减少混凝土收缩，降低混凝土裂缝的产生和扩展：掺 8％膨
胀材料和 0．6％纤维的抗裂性能较好。
关键词：渡槽；膨胀材料；纤维；混凝土；抗裂
中图分类号：TU528 文献标识码：A 文章编号：1001—702X(2014)10—0018—04
Cracking of concrete aqueduct with expansive agent and fiber
GA 0 Xiang ，CHEN Zehao ，L1U Hongwei2,XU Shaoyun ，GA 0 Peiwei
(1．Department of Industrial Design，Northeastern University，Shenyang 1 10004，Liaoning，China；
2．Department of Civil Engineering，Naming University of Aeronautics and Astronautics，Nanjing 210016，Jiangsu，China)
Abstract：Cracks Occur easily in large concrete aqueducts，which affect the use function and li~time of the aqueducts．A
novel expansive agent and fiber were used to compensate the deformation，and to reduce the aqueduct cracks caused by concrete
shrinkage．In order to study the influence of the new expansive materials and fibers on the early age cracking behaviors of con—
crete aqueduct，the cracking behaviors of concrete aqueduct was analyzed using the modified flat and ring type specimen．The re—
suits show that with 6％ to 8％ expansive materials，the concrete shrinkage can be effectively reduced and occurrence and development of cracking can be minimized．The crack resistance perform ance is best when the content of expansive materials is 8％ and
that of fiber iS 0．6％．
Key words：aqueduct；expansive material；fiber；concrete；anti-cracking
南水北调工程是未来我国可持续发展和整个国土整治的
关键性工程，是解决我国北方水资源严重短缺问题的特大型
基础设施【1_。南水北调工程中渡槽数目众多，而U型渡槽薄壁
大体积混凝土开裂问题至今无有效解决办法，在施工期极易
出现裂缝，这不仅导致渡槽的渗漏与破坏，降低渡槽的使用功
能和寿命，还严重影响人们的生产与生活嘲。
引起混凝土渡槽开裂的主要原因是浇筑初期水泥水化
热、自身体积收缩应力和环境温度变化产生的温度应力等翻。
采用纤维和膨胀剂复合，利用纤维的物理约束和膨胀剂的化
学补偿联合减少混凝土的收缩变形，提高混凝土的抗裂性能。
基金项目：江苏省六大人才基金项目(JZ一010)；
国家博士后基金项目(2014M551588)：
江苏省博士后基金项目(1 301057B)；
江苏省建设厅基金项目(2013ZD12)
收稿日期：2014—04—22；修订日期：2014—07—03
作者简介：高翔，男，1994年生，山东蓬莱人。通讯作者：高培伟，地
址：南京市御道街 29号，E—mail：gpw1963@163．com。
·l8· 新型建筑材料 20]4．10
因渡槽结构的特殊性，要求膨胀剂能够满足补偿不同渡槽混
凝土收缩要求，降低收缩开裂。通过平板和圆环抗裂性试验
研究了复掺新型膨胀材料和纤维的混凝土早期抗裂 I：X Hv_, 探
讨了抗裂机理，为工程应用提供理论依据。
1 试验
1．1 原材料
水泥：河南邓卅I某水泥有限公司生产的P·042．5水泥；粉
煤灰：河南某公司生产的I级 F类粉煤灰；砂：天然河砂；石
子：玄武岩碎石，粒径5 10 mm小石和 10 20 mm中石；减水
剂和引气剂：河北省某外加剂厂生产的DH3G聚羧酸类减水
剂和 DH9引气剂；纤维：聚丙烯纤维(PPF)；新型膨胀剂：采用
菱镁石和白云石复合经适宜的煅烧工艺制备而成，主要含有
氧化钙和氧化镁，化学成分见表 1，符合GB 23439--2009《混
凝土膨胀剂》的要求。