混凝土收缩裂缝的成因与控制.ppt

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1、钢筋混凝土收缩裂缝机理与控制西南石油大学土木工程与建筑学院王欣报告思路一、研究混凝土裂缝的原因二、钢筋混凝土收缩裂缝产生原因三、钢筋混凝土收缩裂缝的控制一、研究原因混凝土作为目前用量最大的一种建筑材料，其最大的缺点就是易产生裂缝。目前混凝土结构裂缝问题，是混凝土工程建设普遍的技术问题。而混凝土结构的破坏和建筑物的倒塌也都是从结构裂缝的扩展开始而引起的。如地下工程(地下室、地下仓库、地下人防工程等)，若出现裂缝，将会产生大量的渗水。使地下工程的使用性能降低或不能使用；而厂房和住宅、办公楼的墙、板、柱、粱出现裂缝

2、后，影响外观，使用寿命。有严重裂缝的建筑物将会威胁到人们的生命和财产安全。故在某些施工验收规范和工程都是不允许混凝土结构出现有明显的裂缝。二、收缩裂缝产生的原因收缩裂缝分为自收缩裂缝和干燥收缩裂缝当表面失水速率超过实际泌水速率时，新拌混凝土迅速干燥。如果近表面的混凝土已经稠硬，不能流动，但其强度又不足以抵抗因收缩受到限制所引起的应力时，就产生开裂泌水速率<蒸发速率→开裂自收缩在与外界没有水分交换的条件下，混凝土内部自干燥作用引起的宏观体积收缩混凝土的自收缩在初凝以后开始产生自收缩大小与水胶比、胶凝材料组成、减水

3、剂品种与掺量、骨料品种与比例有关自收缩机理水化反应进行过程中，一部分拌合水由化学反应消耗，一部分填充凝胶孔。当水灰比较大时，凝胶孔基本上充满水，自身收缩很小；水灰比较小时，凝胶孔内部只有部分充满水，形成弯月面，外界的压力使水泥浆体收缩。干燥收缩干燥收缩是水泥基混凝土的固有特性，是混凝土在未饱和空气中向外界散失水分而产生的收缩。浇注时呈流动状态的混合介质，硬化后呈固体状态。除了硬化生成硅酸钙等固体物质，这是一个化学过程以外，还伴随着一个蒸发失水干燥的物理过程，养护不好就出现干燥收缩裂缝。混凝土内的固体水泥浆体体积

4、会随含水量而改变。而骨料对水泥浆体体积的变化则起很大的约束作用，使混凝土的体积变化远低于水泥浆体的体积变化。自身收缩与干燥收缩占总收缩的比例(%)影响混凝土干燥收缩的主要因素1、水泥可以肯定的是水泥中的石膏比值对收缩值有重大影响，水泥制造厂通过优化石膏含量来调节由于水泥组分不同造成的收缩差异。此外，水泥细度愈大；收缩量会有所增加，但其影响不大。如果有条件的话采用低热水泥可能是减小干缩裂缝的最有效的措施之一2、骨料类型和骨料用量（1）粗、细骨料占混凝土总体积的65%—75％，对混凝土的收缩有很大影响。粗、细骨料限

5、制了水泥浆体的自由收缩，使混凝土的收缩量减少到只有浆体收缩量的几分之一。（2）骨料的弹性模量越高，减少收缩作用越明显，骨料的吸水性反映了骨料孔隙率的大小，也影响骨料的弹性模量．弹性模量低的吸水率通常较高，表1是用同一种水泥、相同的用水量配制的不同骨料混凝土的收缩值比较。砂岩、板岩、石英岩收缩值较大，而花岗岩、石灰岩要好些。（3）骨料用量大和最大粒径多的可减少收缩。表1同一水泥不同参数测定收缩值3、用水量、水泥用量、水灰比用水量及水泥用量是影响干缩的重要因素。图2混凝土用水量及水泥用量与干缩的关系如能在增加水泥量

6、的同时减少混凝土的砂率，混凝土的收缩值仍可做到没有明显变化。增加水灰比也使收缩值增加，这从用水量、水泥用量和水灰比三者之中只有二个是独立的关系就可推知，其中影响最大的是用水量。水灰比对干缩的影响图3水灰比对水泥浆干缩影响图3显示365天龄期水灰比0.65较0.26者其干缩值大一倍。4、粉煤灰等火山灰质掺料火山灰质矿物掺台料的种类较多，成份不一，有些会使需水量增大从而加大收缩，有的即使不影响用水量也会增加收缩量。也有不少试验资料认为粉煤灰混凝土的收缩量比不掺粉煤灰的混凝土要小些。图4粉煤灰混凝土的自收缩曲线图4为

7、不同粉煤灰含量、不同水胶比的混凝土从初凝至7d龄期的自收缩发展曲线。由图可见：1)粉煤灰混凝土自收缩随龄期的变化与纯水泥混凝土相似，均可划分为明显不同的两段：初凝至1d前，自收缩快速增长，混凝土1d的自收缩即达到7d总收缩的80%以上；随后趋于平缓，自收缩发展明显减慢。水化早期，浆体的水化反应较快，混凝土的强度较低，在毛细孔负压作用下，试样自收缩发展较快;水化中后期，浆体水化反应减慢，试样强度增加，浆体结构能抵抗毛细孔负压作用，试样自收缩趋于稳定。2)粉煤灰混凝土与纯水泥混凝土均随水胶比的减小而增加；粉煤灰混凝

8、土与纯水泥混凝土相比，自收缩明显降低，且随粉煤灰掺量的增加成比例降低。这主要是因为粉煤灰早期(14d前)基本不参与水化反应，因此在水胶比不变的条件下，增加粉煤灰的掺量相当于减少了早期参与水化反应的胶凝材料量，增大了有效水灰比。由于用水量不变，所以水化产物所需要填充的孔隙基本不变。粉煤灰替代部分水泥后，浆体早期的水化程度降低，水化产物对内部结构的填充作用减弱。粉煤灰掺量增加，水泥石内部结