第8章混凝土早期裂缝要点解析.ppt

第8章 混凝土早期自生裂缝 混凝土结构裂缝产生时间，可以分为： 早期裂缝：在混凝土浇筑的前期，是混凝土自身体积快速变化的结果，是无危害或轻危害性裂缝； 中期裂缝：在混凝土结构强度已形成，在外部作用下的结果，是有危害裂缝； 后期裂缝：在结构服务期届满或即将届满的正常结构老化表象，是自然发展的结果 一、混凝土早期自生裂缝 一）混凝土结构成型阶段 从混凝土浇筑完毕至混凝土满足使用功能要求，一般要经过下列四阶段： （1） 塑性阶段：约为浇筑后6~12小时。混凝土处于塑性流变状态、水化反应剧烈，体积变化快； （2）早前期阶段：指终凝后至72小时的时段，混凝土内部形成基本的微观结构，强度和刚度发展很快； （3）早后期阶段：指72小时至90天的时段，水泥水化反应接近结束，混凝土趋于成熟； （4）成熟阶段：指混凝土浇筑90天以后。水化反应微弱，混凝土的强度和刚度达到稳定。 这里讨论的混凝土早期自生裂缝，主要是针对混凝土早前期阶段，也就是混凝土浇筑后72小时内所出现的宏观（可见）裂缝和微观裂缝。由于此阶段，混凝土浇筑后，水泥水化反应快速进行，伴随着一系列的物理化学反应，混凝土内部的温度和湿度场变化，产生温（湿）度变形、收缩变形和徐变等发生，产生早期自身裂缝。 二）混凝土早期裂缝和早期自生裂缝 混凝土早期自生裂缝是早期裂缝的一种。 （1）混凝土早期裂缝种类 水化热温度裂缝、早期混凝土自收缩裂缝、混凝土塑性吸附分离裂缝、混凝土塑性沉落阻滞裂缝、塑性收缩裂缝、正常干燥收缩裂缝等。 （2）混凝土早期自生裂缝：是混凝土在浇筑后，混凝土与外界环境无温度、湿度交换的条件下，在混凝土内部产生一系列的物理化学变化，引起的由微观收缩到宏观收缩变形，因此引起的裂缝。 此时收缩包括化学减缩、物理减缩和自干收缩。 a.化学减缩主要是化学反应生成物总体积减小（有的体积增大）。 b.物理减缩和自干收缩，原理相近。首先混凝土原料混合后体积减小，其次，在伴随水化反应发生的同时，水减少（参与水化反应），在混凝土内部毛细管形成水的张力，压缩水泥浆体。毛细管中水面张力如下图： 此时混凝土裂缝形成状况： 自生收缩是混凝土凝固收缩变形的重要组成部分。任何混凝土都存在自生收缩。 影响混凝土自生收缩的因素：水泥品种、水泥细度、水泥用量、水灰（胶）比大小、外掺料种类及用量等。与混凝土养护无关，混凝土养护对减少正常干燥收缩量有很大关系。 二、高性能混凝土的早期自生收缩裂缝 1.高性能混凝土的定义 19世纪中叶出现混凝土材料并应用于工程结构中；20世纪的60年代，出现了高强度混凝土概念，混凝土强度等级由C40、C50逐步提高到C60，后来达到了C100。20世纪末，出现了高性能混凝土（HPC）。 高性能混凝土的定义：各国有不同的含义。我国是以吴中伟院士的定义为准。强调混凝土不仅要有较好的强度，还要有较好的工作性、耐久性、适用性、体积稳定性、经济合理性和好的力学性能。 2.高性能混凝土的早期自生收缩及裂缝 高性能混凝土早期自生收缩大。是由于水胶比低，毛细管细化分散，水化产生的毛细管张力更强大。毛细管细化程度越高，微裂缝现象越严重，分布越均匀，水泥石质地就越细密，品质越好。因此尽管高性能混凝土早期自生裂缝严重，但后期混凝土收缩小，总体上收缩变形及因此引起的裂缝就小得多。 高性能混凝土毛细管结构细密，用水量少，所有用水基本上接近混凝土水化用水量，与外界无水汽交换，因而，也就无正常干燥收缩的问题。这就是高性能混凝土的收缩裂缝要好于普通混凝土的原因。 三、混凝土的早期塑性吸附分离裂缝 处于流动状态的混凝土胶体，在干燥多孔的接触面被吸引作用，并向吸附体集聚，产生背离混凝土整体位移和相对分离的现象。属于先天性裂缝，一般自身比较稳定。但与外界其他作用叠加后，有加剧可能，会降低混凝土结构的耐久性。 如下图示： 四、混凝土早期塑性沉落阻滞裂缝 混凝土浇筑后的6~12小时内（塑性阶段），混凝土体积减小收缩、混凝土混合料在自重力作用下下沉。连续浇筑的结构高度越大，下沉幅度越大。当混凝土下沉时遇到其他物体阻挡，混凝土在阻挡位置出现上下分离而形成水平裂缝。 多出现在模板不平、钢筋较密集处。 高柱与梁