[发明专利]混凝土收缩开裂复合调控体系及其调控方法

说明书

本发明公开了一种混凝土收缩开裂复合调控体系及其调控方法。体系包括两内掺组分之间形成的内掺复合调控体系，内掺组分与外部养护措施之间形成的内外复合调控体系，以及内掺组分或外部养护措施与被动组分之间形成的主被复合调控体系中的一种或多种。本发明将内掺组分、外部养护措施及被动组分之间形成了多种复合调控体系，同时优化各组分掺量的计算方法以及外部养护措施，针对性地对混凝土的收缩开裂进行调控，使得混凝土的收缩调控效果显著。

技术领域

本发明涉及土木工程材料技术领域，特别是涉及一种混凝土收缩开裂复合调控体系及其调控方法。

背景技术

随着经济发展，现代工程建设对混凝土性能和寿命要求更高；另外随着建设区域持续扩张，结构服役环境越来越严酷。但现代混凝土反而比以往开裂更严重、更早，这会引发很多工程质量问题，甚至引发事故，进而造成重大的经济损失和资源浪费。混凝土结构开裂后，一般构件需要进行维修。裂缝维修工序复杂且成本高昂，尤其是贯穿性裂缝维修成效总是难以保证，修后再裂更是经常发生。严重开裂的主要受力构件需要拆除或补强，从而大幅增加结构在使用周期内的维护成本，并降低使用寿命，甚至未交付使用前即需要大修。因此，从安全耐久、节能节材、经济环保等多需求出发，避免混凝土结构产生大范围、较早的开裂，迫在眉睫，经济价值和社会效益巨大。

当前，国内外关于混凝土收缩的研究成果及研究方法大部分从单一因素角度出发开展混凝土收缩和抗裂调控的研究。但这种单因素调控研究的不足之处也显而易见。首先，混凝土强度等级跨度大，从通常的C20可直至C100以上，单一的收缩调控方法无法完全解决这样复杂体系、大跨度的全部收缩开裂问题。其次，混凝土早期收缩可分为自收缩和干燥收缩，二者诱因和发生的主要阶段明显有别。具体某一种收缩调控方法难以同时高效降控自收缩和干燥收缩。例如，膨胀剂的补偿收缩方法在低水胶比的高强混凝土中效果甚微；自养护方法在大水胶比低强混凝土中效果较差，甚至将增大混凝土收缩；外养护措施难以降控大体积或厚板构件的内部自收缩。第三，混凝土结构的服役环境和结构形式复杂多变，薄壁构件的干燥收缩开裂问题突出；大体积混凝土中多发的是温度收缩裂缝和自收缩裂缝。北京及我国西北地区的建筑物和市政工程冬季长期暴露在相对湿度可低至20％的干燥大风环境中，其干燥收缩大；而广东、海南地区则环境相对湿度多在85％以上，其混凝土总收缩中干燥收缩则低。第四，混凝土胶凝材料等组分多变，例如有些掺合料可明显降低混凝土的碱度，有些骨料、早强组分则在混凝土凝结过程中可与膨胀剂水化反应同场竞争有限水分，这些都将影响膨胀剂补偿自收缩效能的发挥。此外，减缩剂、预吸水轻骨料降低混凝土收缩的同时，还将对混凝土力学性能等造成折减影响，这导致此时混凝土抗裂性是否真正得到提升成疑。单一的混凝土收缩开裂调控方法的调控适用范围小，且不同调控方法调控机理、条件不同。因此，要解决实际工程中复杂条件下混凝土收缩与开裂问题，需要针对不同工程实际，建立综合成套的调控体系及其实施方法。