混凝土收缩裂缝分析

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1、1混凝土收缩裂缝分析　　混凝土收缩裂缝是由于混凝土收缩变形①受到约束所引起。设有一根混凝土杆件如图1．28所示，杆长(l)因温降或气干而缩短，若杆之两端不受约束可以自由缩短(△l)，杆身不会开裂。若两端受到约束(如被固定)，不能缩短，这就等于在两端施加有拉力N而强行将杆件拉伸出△l并引发拉应变(Et=△l/l)和拉应力(o1=EtEt)，若拉应力大过混凝土的抗拉强度(ot>fct)，杆件就要断裂。可见，制约混凝土裂缝发生发展的几个基本要素是：混凝土收缩变形大小，混凝土抗拉性能高低及混凝土变形的约束条

2、件(程度)。从图1．28可见，开裂机制虽比较简单，但这几项致裂要素却都甚为复杂，影响因素多，变化亦很大，所组合成的裂缝问题多种多样，有的又很难分析清楚。下面先分别阐述混凝土的干缩变形、温度变形及混凝土的抗拉伸性，而后再结合混凝土结构的约束条件研讨混凝土开裂机制问题。　　1．1混凝土的干燥收缩变形　　混凝土干燥收缩主要起因于水泥石的脱水收缩；砂石不仅多不收缩，而且还可抑制水泥石收缩从而减小混凝土收缩(图1．1，图1．7(b))，所以，凡是能影响水泥石脱水收缩和能影响骨料约束效应的种种因素，就也都会影响

3、混凝土的干缩变形。　　水泥石气干收缩在内部主要受制于其中的细孔含量和孔径分布，而这又受制于加水量(水灰比)和水化度(水化材龄)图1．2)；在外部主要受制于环境湿度。而混凝土工程的气干　　①混土收缩变形理论上是三维的体积变化。但现实工程结构的裂缝问题大多是某单个方向的变形在起着主导作用。为厂简化问题分析，本书着重研讨混凝土在某单一方向的线性胀缩变形问题。第1页收缩则除受制于混凝土含水量、水灰比、水化度、环境湿度以及骨料的特性与含量等外，还要受到工程结构的裸露程度(形状尺寸)所影响。下面先简述水泥石的脱

4、水收缩机制，然后再从几个方面阐释混凝土干缩问题。2混凝土裂缝防控措施　　对于各种混凝土裂缝固然都要考虑预防，只是有些工程结构或其中某些部位因受限于具体条件而难以防范，难免开裂，这就需要控制，控制其可能出现的裂缝不超出可容许程度或无损于混凝土工程质量水平。　　各种混凝土裂缝的起因不同，针对各具体裂因的预防、控制手段将也不同：对于由冷缩、干缩变形引起的收缩裂缝，有些是需要妥选混凝土材料、配比或采取相应措施以减小收缩变形和减免裂缝出现，也有些是需要配置钢筋以控制开裂；对于由荷载力或其他外力引发的受力裂缝，

5、通常是依靠配置钢筋将裂缝宽度控制在预期范围之内，但往往也需要在混凝土材料与施工上采取措施配合防裂；对于由混凝土化学反应物膨胀所引发的裂缝(如钢筋锈胀裂缝或碱骨料反应裂缝)，通常是针对病因解除致病源或增强免疫力；而对于混凝土刚浇筑后出现的塑缩裂缝或塑沉裂缝，则需要通过改善施工作业、加强施工控制予以避免。　　在这一章里，仅就最为常见的混凝土受力裂缝和收缩裂缝问题讲述其防控技术要点，混凝土化学反应裂缝的丌裂机制和预防手段都各有其特殊性，将在第3、4两章里专题阐释，，至于混凝土在刚浇筑后出现的塑态裂缝，其形

6、成机制和预防于段都较为简明，在本章后面研究混凝土施工问题中酌予讲述。　　本书主要是从混凝土材料与施工以及从混凝土结构配筋上研讨混凝土的常规防裂控裂问题。但此外也还有些其他方法可用以防控开裂，如预施压应力以不使混凝土受到拉伸，采用膨胀水泥以减免混凝土的收缩变形，掺入树脂或钢纤维之类材料以提高混凝土的抗拉伸性，在某些结构的基底铺设可滑移层以减免接面约束，讨于桥梁之类构件采用滑动支座以解除梁端约束，等等。只是这些措施多各有其特殊性并各适应于其特定情况，本书暂不涉及。第87页　　2．1混凝土工程裂缝预防　　

7、前面一再讲述过混凝土防裂的基本点是控制(降低)混凝土的温升幅度(△Tr)、浇筑温度(Tp)、混凝土干燥收缩(Esh)以及混凝土约束度(R)(K)、热胀系数(aT)等，混凝土表面温度(To)需要缓慢降下，混凝土抗拉强度(fct)和徐变效应(p,Ee)也要予以考虑，下面讲述的技术措施就是各针对这其中的某个目标的。　　2．1．1低温低热混凝土　　混凝土早期热裂缝的预防措施大多是针对于。和AT，的，特对此作些阐释。　　1．低温混凝土(低拌合浇筑温度混凝土，低To混凝土)　　低Tp混凝土的优点很多，宜于提倡广

8、为应用。低丁，意味着tmax(低△Tm或低△Td)，也意味着可酌减W(以至Esh)；低Tp(12℃)混凝土的丁。亦相对较低，这就都有助于提高混凝土的防裂性能。夏季施工混凝土的浇筑温度常可高达25℃~30℃，而如果能通过预冷材料将此降至10E，则就等于将混凝土工程的最高温度(Tmax)和内外温差(AT)各降约15℃~20℃，并可因此收到相当大的减免温裂效果。有一份试验资料(图2．1)清楚表明降低混凝土浇筑温度(丁D)在减小混凝土温降拉应力上的重要作用：当将混凝土浇筑温度