美国矿渣粉协会阐述矿渣粉对切割混凝土伸缩缝的影响
一、切割伸缩缝是改善混凝土因收缩而开裂的有效方法
切割是在混凝土中人为制造伸缩缝的一种途径,伸缩缝是控制由于收缩引起的裂缝的有效方法。伸缩缝的切割位置是按照规定间隔来确定裂缝发生的位置。
伸缩缝切割需要在混凝土强度足以防止其剥落、松散之后进行,但在混凝土的内部应力达到足以引发裂缝之前完成。一般情况下,在不引起混凝土破坏前提下,混凝土切割时间越早,混凝土开裂的可能性越小。
图1是工人在用切割机切割水泥路面
(图片来源:https://www.slagcement.org/)
正确选择最早切割时间的难点在于它需要根据现场环境温度和环境条件、混凝土中外加剂的类型、胶凝材料种类、所用矿物掺合料的类型和掺量以及使用的骨料种类的差异而变化。例如,考虑粗骨料由砾石变化为石英石时,便很难判断正确的切割时间。这是因为,含有石英石的混凝土在能确保进行安全切割前抗压强度需达到800psi(5.5MPa),要远高于砾石混凝土切割所需抗压强度。
图2是已经切割好的水泥路面的横切面,水泥伸缩缝的深度大约为水泥路面厚度的三分之一(图片来源:https://www.slagcement.org/)
二、掺加矿渣粉对混凝土切缝有何影响?
在浇筑掺矿渣粉的混凝土时,应谨记其凝结时间可能会增加,因而其早期强度发展需要更长时间。矿渣粉的掺量越大,施工环境温度越低,这种效应越明显。在高温是常态的夏季,胶凝材料中矿渣粉的掺量可达50%。而在寒冷的季节,施工时需要降低矿渣粉的用量,使混凝土达到足够的早期强度,来满足切割需求。
图3是混凝土切割缩缝机(图片来源:https://www.slagcement.org/)
通过采用早期切割的办法来消除对混凝土切割时机上的臆测。在不受控制的收缩裂缝发展之前,这种方法允许在切割混凝土伸缩缝前拥有更长的窗口期。
无论采用何种方法,都值得关注的一点,承包商必须了解所用混凝土的材料以及这些材料如何影响混凝土切割时间。同时,他们也应了解如何根据不同的环境条件来调整混凝土配比。
作为一个大致的指导原则,每10%的矿渣粉替代硅酸盐水泥时,切割时间大约会延迟30分钟。当拌和物温度较低时,其延迟时间可能更长。但是,这种延迟可以通过添加早强剂,使用热水或加热骨料来进行调节。
参考文献
1.Guidelines for Timing Contraction Joint Sa wing and Earliest Loading for Concrete Pavement, Volume: Final Report; Federal Highway Administration, McLean. VA. 1994.