混凝土收缩裂缝探讨

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1、混凝土收缩裂缝探讨中国混凝土网[2006-4-4]  　 摘　要：分析了混凝土的收缩过程及其机理，介绍了混凝土收缩应变的计算方法以及混凝土收缩裂缝的防控原则，以防止收缩裂缝产生，提高建筑物的外观质量和长期耐久性。 关键词：收缩裂缝，收缩应变值，防控原则 DiscussiononshrinkagecracksofconcreteLIUPengcheng　WANGHaiying　WANGGuohongAbstract：Itanalyzesshrinkagecourseanditsmechanismofconcrete,andintroducescalcul

2、ationmethodforshrinkagestrainofconcreteandpreventionprincipleofshrinkagecracks,whichtopreventshrinkagecrackandimprovevisualqualityanddurabilityofbuilding.Keywords：shrinkagecrack,shrinkagestrainvalue,preventionprinciple 引言   混凝土发生裂缝是建筑工程中一个普遍的技术问题。其产生裂缝的原因主要有荷载因素和非荷载因素，对于前者，《规范》已

3、针对不同的建筑等级及要求给出了成熟的裂缝控制验算公式。根据一项调查统计[1]表明：由于非荷载(温度、收缩、不均匀沉降)引起的裂缝约占80%；而属于由荷载引起的仅占20%。同时，由于泵送混凝土采用高水泥用量、高单位用水量和高砂率的配比，因此，随着泵送商品混凝土的大量推广应用，混凝土非荷载裂缝出现的几率也大大增加，不仅影响了建筑物的外观质量，同时对建筑物的长期耐久性也产生了不良影响，甚至会使人们产生“裂缝恐惧感”。由此可见，非荷载裂缝在混凝土裂缝中占有主导地位，研究和探讨它有极其重要的现实意义。下面对非荷载裂缝中的收缩裂缝做一些防控研究。 1　混凝土收缩过

4、程及机理   了解混凝土收缩过程及机理，有助于深入其实质，把握其本质，从而对采取相应的抗收缩裂缝对策有所帮助。    混凝土材料因物理化学作用而产生的体积缩小现象统称为收缩。从混凝土开始浇筑至使用期，收缩过程大致可以分为五个阶段即：塑性收缩期，自生收缩期，水化热温差收缩期，干燥收缩期，环境温度收缩期等。    混凝土收缩的原因及机理主要可概括为以下三个方面：   1)干燥收缩的原因是混凝土内部水分的消失。但是，开始干燥时所损失的自由水并不会引起混凝土的收缩，因此其主要原因是吸附水的消失；   2)自生收缩是在没有水分转移下的收缩，其原因是水泥水化物的体

5、积小于参与水化反应的水泥和水的体积，因此这是一种由水泥的水化反应所产生的固有收缩，但其值与干燥收缩比较是微不足道的；   3)碳化收缩是混凝土中的水泥水化物与空气中的二氧化碳发生化学反应的结果。    混凝土如果在无约束的条件下收缩，它只会单纯地引起体积缩小，而不会产生应力，但实际工程中的混凝土构件均会不同程度的受到约束，使得混凝土为了保持初始长度，收缩就会在混凝土中产生拉应力[2]。由此可知，混凝土产生收缩裂缝必须具备三个条件：收缩变形的大小，约束的情况，实时的抗拉强度。这也是预防及控制混凝土收缩裂缝的出发点。 2　混凝土收缩应变实用计算法2.1　一

6、般计算方法   英国BS5400提出的关于收缩应变计算式由四个系数相乘，即[3]：    εsh=kl×kc×ke×kj。   其中，kl，kc，ke，kj为影响系数，由表格或图解的方式给出以供查用欧洲混凝土委员会—国际预应力协会给出的计算式为：   εsh(t，t0)=εsh0[βs(t)-βs(t0)]，   εsh0=εs1×εs2×εsh0。式中：εsh0———收缩应变基准值；   εs1———取决于环境；   εs2———取决于名义厚度h0。    εs1，εs2可由相应的图表查出，βs为收缩随时间发展的函数，也可由图表查出，t为所考虑瞬间混

7、凝土的龄期，t0为开始考虑收缩影响瞬间混凝土的龄期。    B—P模式给出的计算式更为复杂，它没有相应的通过实验得到的数据图表，偏重于纯计算式的应用。另外，还有美国混凝土学会、英国混凝土协会等也给出了不同的计算条款。 2.2　一种实用计算法   该法的基础是找出标准状态下的最大收缩应变，而任何处于其他状态下的最大收缩应变用各种不同的系数加以修正。任意状态下最大(最终)收缩应变值以εy(∞)表示，标准状态下以ε0y(∞)表示，则：   εy(∞)=ε0y(∞)M1×M2×M3×M4×…×Mn。式中：M1，M2，M3，…，Mn———各影响因素的修正系数，可

8、由相应的表格查出，具体表格可参阅参考文献[1]；   ε0y(∞)———在标准状态下由实验得出