混凝土早期收缩、开裂对结构耐久性及影响

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1、混凝土早期收缩、开裂对结构耐久性的影响XXX1XXX1XXX2摘要由于早强水泥和高效减水剂广泛应用，混凝土凝固和硬化强度发展迅速，初期收缩变形受约束产生很大的弹性拉应力得不到松弛则产生开裂，严重地影响处于侵蚀性环境混凝土结构的耐久性和安全性，迫切需要提高对这一问题的认识，并落实到设计、施工、材料各方面，使混凝土结构基础设施建设在新世纪能够可持续地发展。关键词早期混凝土自收缩开裂性能耐久性ShrinkageandCrackingofConcreteandItsEffectonDurabilityofStructuresQuTao1LuoJ

2、ianFeng2(1.WuhanuniversityoftechnologyWuhan4300702.TongjiuniversityShanghai200092)AbstractConcretehasbeensetandhardenedfastanditsstrengthdevelopedquicklybecauseofapplicationofhighearlystrengthcementandsuperplasticizer,somaybecrackedsincedrasticelasticstressdevelopedandal

3、mostnorelaxationeffectoccurredwhenshrinkswasrestrictedatearlyage.Itaffectsseriouslydurabilityandsafetyofconcretestructuresinaggressiveenvironment.Itisonedgetoimprovetheknowledgeinthisfield,toputintoeffectofdesign,constructionandmaterial.Theywouldplayanimportantruletosust

4、ainabledevelopmentofinfrastructureconstructioninthisnewcentury.Keywordshighearly-strengthconcrete,autogenousshrinkage,crackperformance,durability1.概述人们很早就已经认识到温度对混凝土开裂的影响，提出了掺入火山灰、采用低热水泥、利用大粗骨料粒径、预冷拌和物原材料、限制浇注层高和冷却水管等措施，来可降低水化温峰，抑制温度裂缝。但是，许多混凝土结构，包括桥梁、道路、隧道、港口、大坝、建筑物等，在建

5、期间或建成后不长时间后出现可见裂缝，影响结构耐久性的现象还是十分严重。特别是近些年来随着早强混凝土的广泛应用，混凝土结构劣化迅速的情况越来越多。为什么会造成这种现象呢？因为很多人都忽视了混凝土自身收缩的影响。自身收缩还会与混凝土温度收缩相叠加使很多断面并不大的构件产生裂缝。在混凝土硬化初期，其温度变形和自生变形是产生内应力，造成混凝土开裂的重要驱动力[1]。在拆模后，干燥收缩变形进一步加剧了混凝土内应力的积累。混凝土的温度变形主要由其硬化期间的温度历程和热膨胀系数所决定[1]。混凝土的热膨胀系数是随着水泥水化进程而不断发生变化的，尤其在

6、水化初期，混凝土的热膨胀系数变化显著。20×106/℃使用今活性高、粉磨细度大的水泥配制水灰比（水胶比）低的混凝土，尤其是掺有硅灰的高强混凝土，早期自生收缩变形显著。受约束条件下。收缩应变引起的弹性拉应力和粘弹性引起的应力松弛作用相叠加，是大多数混凝土结构发生开裂的实质。收缩变形大小仅是导致混凝土开裂的一方面因素，混凝土的开裂敏感性还取决其弹性模量、粘性松弛、抗拉强度、受约束程度，以及发生收缩变形过程这些参数的大小。早期收缩变形长生的内应力叠加上后续的收缩变形，以及荷载作用引起的拉应力，超过混凝土的极限抗拉强度时，结构就会出现开裂。无论

7、混凝土的裂缝出现在早期还是后期，其早期形成的内应力都是影响混凝土开裂的关键，也是影响结构耐久性的关键。2.混凝土技术的现状20世纪90年代以后，由于许多大型结构物，尤其是高层建筑物和大跨桥梁的兴建，混凝土设计等级提高，而大剂量高效减水剂以及矿物掺合料，例如硅粉等的复合应用，使水灰比(水胶比)可以大幅度降低,配制生产出来的拌合物强度发展迅速，满足了工程施工对高早强混凝土的需求。这一时期，水泥混凝土技术还发生了一系列重大的变化，包括水泥中的早强矿物(硅酸三钙)增多，粉磨细度加大，使活性大幅度提高；由于市场经济的发展，水泥中的混合材明显减少；

8、以散装运输车大包装方式运送和储存水泥的发展，使水泥进入混凝土搅拌机时的温度明显升高；单位体积混凝土中水泥用量的增大，加剧了水化温升的发展。而且由于泵送工艺和混凝土路面真空吸水工艺的广泛运用，以及易于浇捣，加