c对水泥基材料早期干缩开裂性能的影响

第35卷第5期 2007年5月 同济大学学报(自然科学版) JOI瓜NALOFTONGJ!UNIVERSITY(NAn乐AI，SCIENCE) V01．35No．5 May2007 纤维增强对水泥基早期干缩开裂性能的影响 马一平，杨晓杰，王培铭 (同济大学先进土木工程材料教育部重点实验室，上海200092) 摘要：采用自行的圆环快速测试方法测试研究了水泥基材料硬化早期失水干燥收缩性能．结果明：掺加 0．10％对塑性混凝土具有明显减少收缩开裂作用的MP—I和MP—I／纤维，对阻止硬化早期混凝土的失水干燥收缩 开裂作用很小；掺一定量的钢纤维、碳纤维、MH卜I和MPH一工硬化防裂纤维，均有较好的防止硬化早期失水干燥收 缩的作用．MH—I和MPH—I硬化防裂纤维在经济可行的掺量下，对混凝土硬化早期失水收缩减裂率分别为71．2％ 和79．O％．MH—I纤维在塑性阶段没有防裂效果，仅适用于硬化早期混凝土的千缩防裂，而MPH—I硬化防裂纤维 在塑性阶段具有100％的减裂效果，为一种可同时防止混凝土出现塑性和硬化早期失水收缩开裂双重作用的工程 纤维材料．MPH—I硬化防裂纤维对水泥基材料的物理力学性能无不良影响． 关键词：水泥基材料；干缩开裂；硬化早期；收缩开裂总权重值 中图分类号：TU502；TU528．58 文献标识码：A 文章编号：0253—374X(2007)05—0644—05 EffectofFiberReinforcementonEarlyDryingShrinkage CrackingofHardenedCementBasedMaterial MAYiping，YANGXiaojie，WANGPeiming (KeyLaboratoryofAdvancedCivilEngineeringMaterialsoftheMinistryofEducation，Ton95University，Shanghai200092，China) Abstract：Theearlydryingshrinkagecrackingofhardenedcementbasedmaterialisstudiedbya self—designedrapidringtestmethod．Thetestresultsshowthat：Ⅳ母一IandⅣ伊一Ufibershavelittle effectsontheearlydryingshrinkagecrackingofhardenedcementconcretewith0．10％fibervolume addition，althoughtheycanobviouslyreducetheplasticshnnkagecrackingwiththeSalTleaddition．A certainamountofsteeltibet，carbonfiber，MH一工fiberandMPH—Ifibercartwellreducetheearly dryingshrinkagecrackingofhardenedcementconcrete。andtheshrinkagereductionsofMH一工fiber andMPH一工fiberrelativetothecontrolconcretecanreachabout71．2％and79．0％respectively． AlthoughtheMH—Ifibercanwellreducecrackingofthehardenedcementconcrete，itCanhardly reducetheplasticshrinkagecrackingofcementconcrete．WhileM口H一工fiberCanalmostpreventthe plasticshrinkagecrackingcompletely，italsocanwellreducetheearlyshrinkagecrackingofhardened cementconcrete．indicatingthatitwasabetterkindoffiberforanti—crackinguse．MPH一工fiberhas noobviouseffectsonthephysicalandmechanicalpropertiesofcementconcrete． 收稿日期：2005—08—24 基金项目：上海市重点学科建设资助项目；交通部西部交通建设科技资助项目 作者简介：马一平(1960一)，男，山东济宁人，教授，博士生导师，工学博士．E．mail：ypma@citiz．net 万方数据 第5期 马一平，等：纤维增强对水泥基材料早期干缩开裂性能的影响 Keywords：cementbasedmaterial；dryingshrinkagecracking；hardenedearly；totalweighted crackingvalue 水泥混凝土是世界上用量最大、使用最广泛的 建筑材料之一．目前，我国每年混凝土产量已超过 10亿m3，较1995年增长了2倍以上，到2004年，水 泥产量已增至8．6亿t，比1996年的4．9亿t几乎 翻一倍，并超过世界水泥总产量的三分之一．近几年 我国水泥混凝土路面每年铺筑里程近1万km，迄今 铺筑总里程已有15万km．由于水泥混凝土具有适 用范围广、价格便宜、易浇注成型、耐久性好以及可 有效利用一些工业固体废料制作节能环保型建筑材 料等优点，是21世纪我国现代工程建设无法替代的 主要建筑材料． 但水泥混凝土材料自身存在一些缺陷，如自重大、 抗拉强度低、易于干缩开裂(包括塑性收缩开裂、硬化 干燥收缩开裂)等，这些缺陷限制了其在结构工程中更 广泛的使用．其中水泥混凝土易于干缩开裂的缺陷对 混凝土工程质量影响重大，尤其是高强混凝土． 混凝土的塑性干缩开裂和硬化干缩开裂轻则在 工程施工阶段因直接影响工程外观质量而造成返 工，重则影响其抗渗、抗冻、抗化学介质侵蚀、抗钢筋 锈蚀等性能，导致混凝土使用寿命缩短，维护修复费 用提高【1~4J．在我国，每年仅混凝土路面的铺筑里 程就近1万km，一旦路面开裂，将严重影响路面使 用性能，修复十分困难，费用巨大E5,6J．混凝土干缩 开裂是造成上述情况的主要原因之一，目前国内外 均没有技术经济可行的措施应对这一问题，故开展 水泥混凝土干缩开裂性能及其防裂措施研究，对提 高结构工程质量具有重要意义． 1 实验 1．1实验原材料 水泥采用安徽海螺牌P．O．42．5级普通硅酸盐 水泥，砂为细度模数为2．60的中砂，石子为5～15 ITIYn的碎石，水为自来水，纤维采用上海博宁工程纤 维有限公司生产的Ⅷ一工、MP—II、MH一工和MPH— I防裂工程纤维．钢纤维为上海青浦钢纤维厂生产 的切削钢纤维，碳纤维为上海碳素厂生产的PAN基 碳纤维．表1列出了所用纤维的物理力学性能． 表1纤维的物理力学性能 Tab．1Physicalandmechanicalpropertiesoffibers 1)为等效直径． 1．2水泥基材料塑性失水收缩开裂实验方法 水泥基材料塑性失水收缩开裂实验采用914 mm×610rnrn×19mm的木模，砂浆按W(水泥)： 叫(砂)：侧(水)=1．0：1．0：0．5的配比拌制[7|． 1．3水泥基材料硬化早期干燥收缩开裂实验方法 水泥混凝土硬化早期干燥收缩开裂实验方法如 下：混凝土按W(水泥)：W(砂)：W(石)：硼(水)= 1．0：0．5：0．5：0．5的配比搅拌约3min(对于其他砂 浆则同时加入其他材料)，浇注在图1所示硬化早期 收缩开裂试模中．试件是内径为1501Tlln、高为150 rnrn、厚度为20turn的圆筒体，以外径为150mm、高 为150ITIIYI、厚度为30mill的钢制圆筒体置其内部 作为约束体．试件成型后经标准养护3d后取出，于 温度为70℃、湿度为20％的箱体内进行加速干燥 失水收缩开裂实验，以升温10℃．h～、恒温1h升 温升温直至70℃，然后进行恒温．测定试件失 水速度，以肉眼观察是否出现开裂，以失水速度降至 大致稳定结束实验(约为70℃恒温24h)．采用上海 精密仪器仪表有限公司生产的JC—10读数显微镜 确定裂缝宽度，按裂缝宽度d分段测量裂缝长度 Li，根据表2列出的裂缝宽度权值A；，采用式(1)计 算开裂权重值． 万方数据 同济大学学报(自然科学版) 第35卷 w=∑A。Li (1) 式中：w反映了硬化早期后失水收缩开裂的总长度，an． 图1硬化水泥基材料干燥失水收缩开裂试模 Fig．1Mouldfortestingofdryingshrinkagecrackingofhardenedcementbasedmaterial 表2裂缝宽度权值A。表 Tab．2Weightedvaluesofcrackwidth 2实验结果及分析讨论 2．1 纤维品种对硬化早期干燥收缩开裂的影响 2．1．1钢纤维对硬化早期干燥收缩开裂的影响 分别按混凝土拌合料的0．2％，1．0％和2．0％ (体积分数，下同)掺人钢纤维，相对于基准素混凝土 的硬化干缩开裂权重值w，见表3． 表3钢纤维掺量对硬化早期干燥收缩开裂的影响 Tab．3Effectofadditionofsteelfiberoildryingshrinkage crackingofearlyhardenedconcrete 由表3可见，低掺量钢纤维不但没有减裂效果， 反而增裂了51．2％，这与钢纤维自重大的缺陷有 关．由于纤维掺量低，水灰比较高，在浆体较稀的情 况下，骨料很容易受钢纤维的影响下沉离析，形成下 部密实，上部稀疏的不均匀结构．在实际测量过程中 也发现裂缝较多出现在圆环上部，且上部裂缝较下 部裂缝宽而长．当纤维掺量提高到1．0％以上，由于 钢纤维所占混凝土的比例增加，进而在整个试件范 围内形成三维网络结构，有效发挥了纤维自身弹性 模量高，抗拉强度大的优点，对减裂效果作用明显． 1．0％的钢纤维掺量使混凝土环硬化早期干缩开裂 减少了83．3％，掺2．0％钢纤维混凝土则完全没有 出现裂缝． 2．1．2碳纤维对硬化早期干燥收缩开裂的影响 分别按混凝土拌合料的0．125％，0．25％， 0．5％和1．5％掺碳纤维，其硬化干缩开裂权重值见 表4． 表4碳纤维掺量对硬化早期干燥收缩开裂的影响 Tab．4Effectofadditionofcarbonfiberondryingshrinkage crackingofearlyhardenedconcrete 由表4可见，混凝土干缩开裂随碳纤维掺量的 增加逐级递减．掺0．125％和0．25％碳纤维混凝土 较基准混凝土分别减裂36．0％和41．5％，当碳纤维 掺量大于0．5％时，可完全消除裂缝的产生．这也应 当归功于碳纤维高弹模的特性．但在实际成型过程 中，掺碳纤维后混凝土的施工性能大大降低，只能添 加少量减水剂来增加流动性以利于成型．碳纤维制 造成本居高不下也限制了其在实际工程中的应用． 2．1．3博宁工程防裂纤维对硬化早期干燥收缩开 裂的影响 万方数据 第5期 马一平，等：纤维增强对水泥基材料早期干缩开裂性能的影响 采用博宁MP—I，MP一Ⅱ，MH一工和MPH—I型 工程防裂纤维研究其对混凝土硬化早期干燥收缩开 裂的影响．表5列出了不同掺量纤维混凝土在硬化 早期干燥收缩开裂的权重值． 表5博宁工程纤维对硬化早期干燥收缩开裂的影响 Tab．5EffectofadditionofBoningfiberondryingshrinkage crackingofearlyhardenedconcrete 由表5可见，分别掺0．10％的MP—I和MP一Ⅱ 纤维，虽然其对塑性收缩开裂的减裂率分别高达 79．3％和99．5％【8J，但对混凝土硬化早期收缩开裂 减少率仅分别为8．1％和0％，说明由于该纤维弹性 模量小，其只能在塑性防裂中发挥作用；而掺 0．125％的MH—I纤维后，混凝土的硬化早期干缩 开裂减少了71．2％，掺0．25％的MPH—I纤维混凝 土，其硬化早期干缩开裂减少了79．0％，二者所不 同的是，MPH一工型工程防裂纤维同时兼具塑性及 硬化早期两个阶段的防裂效果，其塑性减裂效果将 在后文加以叙述． 2．2硬化防裂纤维对塑性收缩开裂的影响 采用上述硬化收缩防裂纤维在低掺量条件下进 行了塑性收缩开裂实验，测量得到的塑性收缩开裂 总权重值列于表6． 表6硬化防裂纤维对塑性收缩开裂的影响 Tab．6EffectofadditionofBoningfiberonplastic shrinkagecrackingofconcrete 由表6可见，钢纤维对阻止塑性收缩开裂几乎 没有作用；碳纤维的塑性防裂作用很好，但其缺点是 价格昂贵；MH一工纤维虽然在混凝土硬化早期防止 干缩开裂效果明显，但对塑性收缩开裂没有防裂作 用，反而使塑性收缩开裂权重值较基准砂浆增加一 倍多，故其仅适用于硬化后的防裂；MPH一工纤维虽 然掺量较MH一工提高了一倍，但其塑性减裂效果相 对基准砂浆达到了100％，结合其硬化防裂效果可 达79．0％，总体表现出对水泥混凝土塑性阶段和硬 化早期的双重防裂效果，且其价格远低于碳纤维材 料，是一种优异的防裂纤维材料．图2为部分试件塑 性收缩开裂形貌．两种纤维在塑性减裂上的差异可 能与其纤维参数有关，MH一工纤维中，5mm以下的 短纤维较多，而MPH一工纤维中，5mm以上的长纤 维较多．由于在塑性阶段纤维与水泥浆的粘结强度 很弱，较长的纤维可显著提高纤维与水泥浆的粘结 力，故其塑性减裂率显著提高；到了硬化阶段，由于 纤维与水泥石的粘结强度已明显提高，较短的纤维 也可发挥出较好的防裂效果，纤维长短对粘结力的 影响弱化，故在硬化减裂率上纤维长短的作用也相 应减弱，这一现象今后需要进一步研究． 图2部分纤维砂浆塑性收缩开裂形貌 Fig．2Photoofplasticshrinkagea凇Id】呜ofpartialspechn懿 2．3硬化防裂纤维对水泥基材料力学性能的影响 表7列出了掺0．25％的MPH一工硬化防裂纤维 对水泥砂浆、混凝土力学性能的影响． 表7 MPH—I纤维对砂浆混凝土物理力学性能的影响 Tab．7EffectofMPH—Ifiberonphysicaland mechanicalpropertiesofcementbasedmaterial 由表7可见，在水泥砂浆、混凝土中掺加具有塑 万方数据 同济大学学报(自然科学版) 第35卷 性、硬化双重防裂作用的MPH—I纤维后，对其流动 性和力学强度均没有明显的不良影响． 3结论 (1)自行设计的圆环快速测试方法可用来测试 水泥基材料硬化早期失水干燥收缩性能．测试结果 表明，掺加0．10％对塑性混凝土具有明显减少收缩 开裂作用的MP一工、MP一1I纤维，对阻止硬化早期混 凝土的失水干燥收缩开裂作用很小；掺一定量的钢 纤维、碳纤维及MH—I和㈣一I硬化防裂纤维， 都表现出较好的防止混凝土硬化早期失水干燥收缩 的作用．MH—I和MPH—I硬化防裂纤维在经济可 行的掺量下，对混凝土硬化早期失水收缩减裂率分 别为71．2％和79．0％． (2)MH一工纤维在塑性阶段没有防裂效果，仅 适用于硬化早期混凝土的干缩防裂，而ⅧH—I硬 化防裂纤维在塑性阶段具有100％的减裂效果，为 一种可同时防止混凝土出现塑性和硬化早期失水收 缩开裂双重作用的工程纤维材料． (3)MFH—I硬化防裂纤维对水泥基材料的物 理力学性能无不良影响． 参考文献： [1]冯乃谦．商品混凝土在施工应用中的开裂与对策[J]．混凝土， 2000(9)：3． FENGNaiqian．Measuresofanti-crackingforcommercialconcrete inconstruction[J]．Concrete，2000(9)：3． [2]林建宁，刘军华，李铁生，等．泵送混凝土施工裂缝的成因和防 治[J]．混凝土，2000(5)：15． LINJianning，LIUJunhua，LITiesheng，eta1．Reasonandmea— sureforcrackingofpumr)eclconcreteinconstruction[J]．Con． crete，2000(5)：15． [3]王铁梦．钢筋混凝土结构的裂缝控制[J]．混凝土，2000(5)：3． W．ANGTiemeng．Crackingcontrolofsteelreinforcedconcrete structures[J]．Concrete，2000(5)：3． 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Yiping， YANG Xiaojie， WANG Peiming 作者单位： 同济大学,先进土木工程材料教育部重点实验室,上海,200092 刊名： 同济大学学报（自然科学版） 英文刊名： JOURNAL OF TONGJI UNIVERSITY(NATURAL SCIENCE) 年，卷(期)： 2007，35(5) 引用次数： 0次 参考文献(8条) 1.冯乃谦 商品混凝土在施工应用中的开裂与对策[期刊]-混凝土 2000(9) 2.林建宁.刘军华.李生庆.宋扬 泵送混凝土施工裂缝的成因和防治[期刊论文]-混凝土 2000(5) 3.王铁梦 钢筋混凝土结构的裂缝控制[期刊论文]-混凝土 2000(5) 4.王铁梦 工程结构裂缝控制 1997 5.陈志成 水泥混凝土路面早期裂缝的成因与防治[期刊论文]-中国市政工程 1996(1) 6.王明怀 水泥混凝土路面裂缝成因与修补方法 1997(4) 7.马一平.谈慕华 聚丙烯纤维水泥基复合材料物理力学性能研究(Ⅰ)--抗塑性干缩开裂性能[期刊论文]-建筑材料 学报 2000(1) 8.马一平.仇建刚.王培铭.杨全兵.孙振平.蒋正武 聚丙烯纤维对水泥砂浆塑性收缩行为的影响[期刊论文]-建筑材 料学报 2005(5) 相似文献(10条) 1.期刊论文 封志辉.姚武.FENG Zhi-Hui.YAO Wu 合成纤维种类对水泥基材料干缩开裂形态的影响 -材料科学与工 程学报2005,23(4) 研究了相同体积掺量下(均为0.5%),聚丙烯(PP)纤维、尼龙单丝(Nycon RC)纤维和尼龙网状(MultiMesh)纤维对水泥基材料干缩开裂形态的影响.通过 圆环法的对比实验,发现纤维表观形状和纤维直径对水泥基材料抗干缩开裂性能和裂缝分布有显著影响.基准水泥基材料呈现单一裂缝破坏模式,而合成纤 维水泥基材料呈现了双缝或多缝开裂模式.结合SEM微观测试,分析了合成纤维与水泥基材料的界面性能,探讨了不同纤维种类限制水泥基于缩开裂的作用 机理. 2.会议论文 姚武.封志辉 聚丙烯纤维砂浆圆环干缩开裂判据的理论分析模型 本文研究了不同体积掺量下的聚丙烯(PP)纤维对水泥基材料干缩开裂形态的影响.通过圆环法的对比试验,发现各种掺量下的聚丙烯纤维水泥基材料 的裂缝形态均为多发型细微裂缝.本文从力学和能量角度对水泥基材料的断裂判据进行了分析并得出了简单的理论模型. 3.期刊论文 冯炜.姚武 聚丙烯腈纤维水泥基复合材料抗干缩开裂性能研究 -玻璃钢/复合材料2003(6) 本文研究了在较低体积掺量下(≤1%),聚丙烯腈纤维对水泥基材料的抗干缩开裂性能的影响,同时分析了其作用机理.结果表明,在合理掺量下聚丙烯 腈纤维可以有效的延缓水泥基材料裂缝的扩展并减小裂缝的张开度. 4.期刊论文 马一平.谈慕华.吴科如 聚丙烯纤维对水泥基材料性能的影响 -混凝土与水泥制品2000(z1) 本文采用不同工艺制作的三种不同几何形态的聚丙烯纤维,在不同掺量情况下对水泥基材料抗塑性干缩开裂性能、力学性能和耐久性的影响进行了研 究.结果表明:1.聚丙烯纤维几何形态、掺量对抗塑性干缩开裂性能有明显影响,在本实验条件下,拉丝PP纤维在Vf≥0.10%时,可使水泥砂浆免于塑料干缩 开裂;2.聚丙烯纤维可使混凝土抗弯韧性指数明显提高,同时对混凝土力学性能基本上无不良影响;3.聚丙烯纤维对水泥基材料的抗渗性、抗冻性有一定程 度的改善作用.本文探讨了聚丙烯纤维对水泥基材料性能作用机理. 5.学位论文 蔡安兰 高性能水泥干缩的测试方法及机理研究 2005 目前，全社会对水泥混凝土工程质量要求不断提高，对其生产的高消耗（能源和自然资源）、高环境负荷问题十分关注。为使水泥混凝土材料走可 持续发展之路，国家将“高性能水泥制备和应用的基础研究”列入973重点基础研究发展规划的研究项目。 水泥混凝土处于低湿的环境下因失水而 导致体积收缩称为干缩。干缩是引起水泥混凝土开裂的最主要原因之一，干缩裂缝导致水泥混凝土耐久性下降，有时甚至导致结构破坏。混凝土的干缩 主要是由水泥浆体引起的。因此，研究水泥的干缩特征及机理，建立结构优化模型，对于指导高性能水泥的制备与生产具有十分重要的意义。 论 文以砂浆为研究对象，首先从几个方面以现行标准JC/T法作对比研究并确定了合理的、方便的水泥砂浆干缩改进试验方法（以下均称为改进法）。以改 进法测定干缩，同时结合TG-DSC、化学结合水测定、孔结构测定、NMR、IR等现代化测试方法，研究了影响水泥干缩的各种主要因素及原因，研究了高 C3S水泥系统的强度、干燥收缩动力学及干燥收缩过程，研究了水泥石的结构、组成与干缩性能的关系（干燥收缩机理），提出了降低水泥基材料干缩开 裂的措施。主要结论如下： JC/T法与改进法两种方法测得的水泥砂浆干缩率是线性相关的；改进法测得的水泥砂浆28 d干缩率与水泥3 d强度之间 相关性更明显；改进法测得的水泥砂浆干缩与以同种水泥配制的混凝土干缩之间成二次多项式相关，可根据其与混凝土干缩之间的关系，预测混凝土的 干缩。改进法不仅可以节省时间和节约原料，还可以减少系统误差和人为误差。 水泥石基体参数对水泥砂浆的干缩影响很大。砂浆的干缩随水灰 比增大而增大，这种影响在水灰比小于0.5时明显，而水灰比大于0.5时不明显。砂浆的干缩随胶砂比增大明显增大。砂浆的干缩随水泥细度（比表面积 ）提高而增大。粉煤灰替代水泥后可明显减少水泥砂浆的在各龄期的干缩，且水泥砂浆的干缩率随粉煤灰替代量增加线性减少；高掺量粉煤灰水泥的干 缩在早期（21 d）就达到稳定值。矿渣微粉替代水泥后对水泥的干缩的影响与粉煤灰类似，但无粉煤灰明显。硅灰部分替代水泥后增大水泥的干缩，且 随其替代量增加，水泥的干缩增大。在同一水泥系统内（熟料矿物确定），高标号水泥的干缩高于低标号水泥的干缩；而当水泥标号相同时，不同品种 的硅酸盐水泥砂浆的干缩大小顺序为P. II>P. F >P. S。在不同的水泥系统内（熟料矿物组成不同），在强度相当时，高C3S系统的水泥的干缩明显小于 普通C3S系统的；在比表面积相当时，高C3S系统的水泥的早期强度高于普通C3S的强度时，高C3S系统的水泥的干缩仍小于普通C3S系统的水泥的干缩。减 缩剂显著减少水泥的干缩。所用的各种功能的减水剂中多数都或多或少地增加水泥砂浆的干缩。本实验条件下膨胀剂没能很好地抑制水泥砂浆的干缩。 环境条件对水泥的干缩有重要的影响。硅酸盐水泥砂浆的干缩随干燥前养护时间的延长而增大，但这种影响在养护时间大于3 d后不明显。当粉煤灰 或矿渣微粉替代量较低时（0～20％），干燥前经60 ℃水养护的水泥砂浆的干缩率在各龄期均小于经20 ℃水养护的水泥砂浆的干缩率（替代量为0的硅 酸盐水泥的十分明显）；当其替代量较高时，经60 ℃养护的水泥砂浆的干缩率大于经20 ℃养护的水泥砂浆的干缩率。硅酸盐水泥的干缩随环境湿度升 高而减小。环境风速增大，水泥的早期干缩增大。 高C3S水泥具有较高的强度和较小的干缩，可大量利用粉煤灰（掺量可达40％）。普通C3S水泥 只有在很高的比表面积时，3 d和28 d强度才和高C3S水泥相当，但其干缩比高C3S水泥大得多。从节约能源、利用资源和提高水泥基材料耐久性出发，应 发展高C3S水泥系统。 高C3S水泥系统在实验条件下（20 ℃，50％ RH和20 ℃，40％ RH），在3-60 d龄期内处于明显的收缩阶段，其收缩速率不 同，可分为三个阶段：收缩速率较快的收缩减速阶段 ，收缩速率较慢的收缩减速阶段 和收缩速率几乎不变的稳态收缩阶段 。提出了高C3S水泥系统的 干燥收缩过程假设：开始时（3-14 d）主要是相对蒸汽压较高的孔径较大的孔失水导致收缩，接着（14-28 d）主要是相对蒸汽压较小的孔径较小的孔失 水导致收缩，接着（28-60 d）则主要是水泥石失去吸附结合水导致收缩。 干缩的大小与干燥前水泥石的孔结构、水化速度（已水化的胶凝材料的 量、水化产物的数量）、水化产物的结构与表面性能有关。所有影响干缩的因素，都可归结为对水泥石的结构、组成的影响。可逆干缩取决于水化产物 的数量与C-S-H凝胶的表面性能与化学结构，随孔径≤30 nm的孔体积增加线性增加。不可逆干缩主要与C-S-H凝胶的化学结构与表面性能有关，其硅酸盐 聚合度越高，表面积越小，不可逆干缩越小。总干缩中的部分不可逆形变是由于硅酸盐结构的改变成而造成的。 减小水泥基材料干缩开裂的关键 在于控制水泥的性质和适当的湿养护。 6.会议论文 马一平.谈慕华.吴科如 聚丙烯纤维对水泥基材料性能的影响 2000 本文采用不同工艺制作的三种不同几何形态的聚丙烯纤维,在不同掺量情况下对水泥基材料抗塑性干缩开裂性能、力学性能和耐久性的影响进行了研 究.结果表明:1.聚丙烯纤维几何形态、掺量对抗塑性干缩开裂性能有明显影响,在本实验条件下,拉丝PP纤维在Vf≥0.10℅时,可使水泥砂浆免于塑料干缩 开裂;2.聚丙烯纤维可使混凝土抗弯韧性指数明显提高,同时对混凝土力学性能基本上无不良影响;3.聚丙烯纤维对水泥基材料的抗渗性、抗冻性有一定程 度的改善作用.本文探讨了聚丙烯纤维对水泥基材料性能作用机理. 7.期刊论文 马一平.谈慕华.MA Yi-ping.TAN Mu-hua 聚丙烯纤维水泥基复合材料物理力学性能研究(Ⅰ)--抗塑性 干缩开裂性能 -建筑材料学报2000,3(1) 研究了采用不同工艺制作的3种不同几何形态的聚丙烯纤维在不同掺量情况下对水泥基材料抗塑性干缩开裂性能的影响.结果表明:(1) 聚丙烯纤维几 何形态对抗塑性干缩开裂性能有明显影响,拉丝PP纤维效果最好,膜裂ⅡPP纤维次之,膜裂ⅠPP纤维最差;(2) 聚丙烯纤维掺量对抗塑性干缩开裂性能也有 较大影响.随纤维掺量增大,抗塑性干缩开裂性能随之增强,在一定实验条件下,当拉丝PP纤维掺量(体积分数)≥0.10%时,可使水泥砂浆免于塑性干缩开裂 .另外,对纤维阻止塑性干缩开裂的机理也进行了分析和讨论. 8.期刊论文 马一平.张汇.谈慕华.李智明.涂意美 PA6短纤维对水泥基材料塑性开裂的影响及其工程应用 -河南科 学2002,20(6) 采用PA6短纤维在不同掺量情况下对水泥基材料抗塑性干缩开裂性能的影响进行了研究,并与Nycon纤维进行对比.结果表明PA6短纤维可明显提高水泥 基材料的抗塑性干缩开裂性能, 其效果可达到国外同类产品水平,且在实际工程中应用效果较好. 9.期刊论文 吕玉蓉.梁乃兴.LV Yu-rong.LIANG Nai-xing 聚丙烯纤维在控制水泥砼裂缝方面的探讨 -重庆交通学 院学报2006,25(1) 自从有水泥砼以来,裂缝问题就一直困扰着人们.裂缝的存在不仅影响建筑物的外观,而且影响构件的刚度和结构的整体性,从而影响建筑物的正常使 用.如何解决这一问题渐渐成为人们关注的焦点.本文简单分析了砼裂缝类型及成因,并通过水泥砂浆抗塑性干缩开裂试验说明聚丙烯纤维在水泥基材料抗 塑性干缩开裂能力方面的作用. 10.会议论文 姚武.封志辉 聚丙烯纤维砂浆圆环多缝开裂的机理分析 本文研究了不同体积掺量下的聚丙烯(PP)纤维对水泥基材料干缩开裂形态的影响.通过圆环法的对比试验,发现各种掺量下的聚丙烯纤维水泥基材料 的裂缝形态均为多发型细微裂缝.文中从力学和能量角度对较高掺量的聚丙烯纤维引发水泥基材料产生多缝开裂的机理进行了详细的分析. 本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_tjdxxb200705015.aspx 下载时间：2010年2月7日