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高抗渗、高抗裂混凝土在地下结构工程中的应用研究
本文作者:中国管理科学研究院教育科学研究所科教创新研究中心     发布时间:2020-08-10
水泥混凝土在硬化过程中,水泥和水的水化物反应,引起混凝土体积的收缩,在后期又由于混凝土内水分蒸发引起干缩,这些收缩应力超出水泥基体的抗拉强度就会在混凝土内部产生微裂缝。微裂缝发展约70%是在3-7d凝胶期内完成,此时混凝土的抗拉强度小于1MPa。膨胀纤维抗裂防水剂(简称“纤维膨胀剂”)为粉末状,是在普通抗裂防水剂的基础上加入了聚丙烯纤维,使混凝土的抗拉强度、韧性、抗渗、抗裂等有明显的提高作用;减少混凝土或砂浆中的固塑性收缩、干缩、温度变化等因素引起的微裂缝,大大提高混凝土的阻裂抗渗性能、抗冲击及抗震能力。本产品是由硫铝酸盐微膨胀剂、聚丙烯纤维、防水剂等多种和无机材料复合而成,广泛用于地下抗裂防水工程、超长结构工程、人防工程、高速公路路面、港口、水厂、电厂、水库大坝、有特殊抗渗抗爆的军事工程等。在混凝土中加入膨胀纤维抗裂防水剂后,抗裂防水剂能补偿混凝土硬化过程中的干缩和冷缩,纤维则均匀分散在混凝土中形成一种乱向支撑体系,分散了混凝土的定向应力,阻止早期混凝土塑性裂缝的发生和发展,大大提高了混凝土开放裂缝抗渗能力、混凝土韧性,从而延长混凝土的使用寿命。另外由于纤维本身具有一定的强度,纤维均匀分散在混凝土中并形成的锚固作用,其在瞬间可吸收一定的破坏作用,有助于消减混凝土塑性收缩及冻融时的应力。同时,无数纤维单丝的加入可阻碍骨料的离析,保证了混凝土早期的均匀泌水性,从而减少了沉降裂纹的形成。混凝土结构自防水即依靠混凝土本体来实现建筑防水,已被证明为最根本的建筑防水技术。由多种功能材料复合而成的高抗裂、高抗渗复合材料同时具备补偿收缩、减水密实及抗裂防水三种类型,故比单一机理的产品具有更高的抗渗防水能力的。通过多个工程的应用证明,控制混凝土早期失水以及膨胀纤维防水剂的使用都是抗渗防裂行之高效的首选方法(所操作使用的工程都没有发现任何裂缝)。高性能混凝土、绿色高性能混凝土与高抗渗防裂技术的应用,预示着现代混凝土将进入高耐久的时代。
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