混凝土早期裂缝机理

《混凝土早期裂缝机理》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第8章混凝土早期裂缝机理教学提示：高性能混凝土的早期自生微裂缝、塑性混凝土的早期沉落阻滞裂缝及其早期吸附分离裂缝从表面上看起来很可怕，实际上是无害裂缝，应从理论上去加深认识。教学要求：对学生来说，以上三种裂缝在理论上是无害裂缝可能一时难以接受，最好结合一些工程实例去加深理解。从混凝土结构裂缝所产生的时间阶段看，可以划分为早期裂缝、中期裂缝与后期裂缝三大类。前面各章所讨论的各种结构裂缝，指的都是中期裂缝。中期裂缝产生在混凝土强度得到充分发育、结构进入正常工作阶段，无疑，都是属于危险性裂缝，是一种病态，必须高度警惕，慎重对待。后期裂缝产生在结构的服役期已届期满或接近期满阶段，

2、是一种结构进入自然老化的表征，最典型的混凝土结构老化现象就是碳化现象。虽然碳化现象是可以通过使用期间的精心养护去推迟甚至消除的，但是既已进入严重的碳化阶段就只能顺其自然了。混凝土早期裂缝则产生在混凝土的终凝前后，是一种先天性的缺憾，是完全可以在其成长、发育过程中，通过良好的养护得到弥补的。所以早期裂缝在理论上是无害裂缝。现对混凝土早期裂缝的形成机理及其危害性论述如下。8.1混凝土早期自生裂缝8.1.1混凝土结构成型阶段研究混凝土在施工期间裂缝的发展，必须明确混凝土材料的成熟规律、施工环境条件的影响等。所有这些因素对成型“早期”混凝土结构的综合作用决定了裂缝的生成和发展。目

3、前，在混凝土材料科学领域，对于混凝土“早期”还没有一个比较明确统一的界定。混凝土从浇筑振捣完毕开始到混凝土凝固硬化，达到结构的使用功能标准，满足相应的使用要求，一般要经过以下四个阶段：(1)塑性阶段。是指从混凝土浇筑振捣完成开始至混凝土终凝完成的时段，对于普通混凝土而言，约为浇捣后6～12小时的时段内。在该阶段，混凝土仍处于塑性流变阶段，水泥水化反应剧烈，混凝土的物理化学性质都极不稳定，体积变化较快。(2)早前期阶段。一般是指混凝土终凝后至72小时的时段。该阶段中，水化反应进程过半，混凝土内部形成了基本的微观结构体系，强度和刚度发展很快。(3)早后期阶段。一般是混凝土浇捣

4、72小时至90天的时段。该时段中，水泥水化反应过程接近结束，混凝土的强度和刚度发展减慢，趋于成熟。(4)成熟阶段。一般是指混凝土浇捣90天以后的时段。该时段虽然还有很微弱的水化过程，但混凝土的强度和刚度基本达到稳定状态。·66·工程事故分析与工程安全这里研讨的混凝土早期自生裂缝，主要是针对混凝土早前期阶段，也就是浇捣后72小时之内所出现的宏观(可见)裂缝和微裂缝。混凝土浇捣后，伴随着水泥水化过程的进行，混凝土微观结构逐步形成，内部的温度、湿度场分布也在随龄期发生变化，从而引起混凝土温度变形、收缩变形和徐变等一系列体积变形。混凝土早期自生裂缝的生成和发展规律则是这些体积变形

5、的结果。8.1.2混凝土早期裂缝和早期自生裂缝本章要讨论的中心内容是混凝土的早期裂缝，尤其是早期自生裂缝。为了便于讨论，首先必须对早期自生裂缝的定义及其讨论范围有一个大致的界定。1.早期自生裂缝的定义混凝土早期自生裂缝是根据裂缝产生的时间和裂缝产生的原因两个方面来定义的。从时间方面来界定，显然应包括塑性阶段、早前期阶段两个时间段所产生的一切裂缝。从裂缝所产生的原因来界定，混凝土早期自生裂缝是指混凝土不是因为混凝土荷载作用(力的作用)和变形作用(含地基变形失调、温湿胀缩变形失调、构件断面内部变形失调和构件之间变形失调)的直接作用而产生的裂缝，而是指混凝土在正常的环境条件下，

6、也就是在正常的温湿度，且不受外因干扰的条件下，只是由于混凝土自身内在的物理化学作用引起的收缩效应所产生的微裂缝。它是不以人们意志为转移的，无法控制的自然现象。而且这种现象只是出现在混凝土终凝前后(早前期)。这样，对于混凝土早期自生裂缝的研究范围就有了明确的界定。2.早期裂缝分类从裂缝的时间来考察，混凝土早期裂缝的概念是很清楚的，常见的早期裂缝可以归纳为以下六种类型，即①水化热温差裂缝；②混凝土自生收缩裂缝；③混凝土塑性吸附分离裂缝；④混凝土塑性沉落阻滞裂缝；⑤塑性收缩裂缝；⑥正常收缩裂缝。3.混凝土自生收缩裂缝新浇筑的混凝土在无温度变化、与外界无湿度交换条件下，由于水泥水

7、化及矿物掺和料的二次水化作用，在混凝土内部产生一系列物理、化学变化，从而使混凝土在微观和宏观上表现出来体积缩小的现象，称为混凝土自生收缩。因混凝土自生收缩引起的裂缝称为混凝土自生收缩裂缝。影响混凝土自生收缩的因素很多，除与水泥品种、水泥细度有关外，还与混凝土的水泥用量、水灰比大小、外掺和料种类和用量等有关。混凝土自生收缩是一个非常普遍的现象，任何混凝土都存在自生收缩，自生收缩是混凝土收缩变形的重要构成部分。由于在高性能混凝土的材料使用上的不同，高性能混凝土的自生收缩对混凝土的性能影响特别突出。相对而言，在混凝土的总收缩变形量中