商品混凝土中的裂缝问题.ppt

商品混凝土中的裂缝问题,朱效荣 教授 北京城建混凝土技术研究所 所 长 唐山冀东混凝土有限公司 首席科学家 联系电话电子邮箱：,绪论,商品泵送混凝土的两大问题： 1）可泵性问题（pumpability） 2) 裂缝问题（cracks）,裂缝问题具有普遍性 原则与态度： 防 、 放 、 抗 、 补,混凝土开裂的基本原理,混凝土是一种准脆性材料，抗压强度高，抗拉强度低，拉压比在1/7-1/15之间，平均1/10。 温差、收缩等在混凝土内部产生的拉应力超过混凝土抗拉强度时，混凝土即发生开裂。 钢筋混凝土组合，纤维混凝土组合，聚合物混凝土组合,裂缝的分类,1、有害裂缝，无害裂缝 2、表面裂缝，贯穿裂缝 3、网状，爆裂状，不规则短，纵向，横向，斜向 4、稳定裂缝，不稳定裂缝 5、能愈合，不能愈合 6、塑性裂缝，硬化裂缝 7、荷载裂缝，变形裂缝,裂缝分类,荷载裂缝 20 与设计和结构受力有关 变形裂缝 80 其中包括： （1）收缩裂缝 化学收缩，塑性收缩，干燥收缩，温度收缩，自收缩，碳化收缩 （2）沉降裂缝,裂缝产生的原因： 钢筋混凝土结构裂缝控制指南进行了概括，共分为4大类38种原因 1）与结构和荷载有关的 6种 2）与使用和环境有关的 7种 3）与材料和配比有关的 10种 4）与施工有关的 15种,原因1：与结构设计及受力荷载有关的,1、超过设计荷载范围 2、地震和台风作用 3、构件断面尺寸不足、钢筋用量不足、布筋不合理 4、结构沉降差异 5、次应力作用 6、对温度应力和收缩应力估计不足,原因2、与使用和环境条件有关的,1、环境温度、湿度变化 2、结构构件各区域温度、湿度差异过大 3、冻融、冻涨 4、钢筋锈蚀 5、火灾和表面高温 6、酸、碱、盐侵蚀 7、冲击、振动影响,原因3 与原材料和配合比有关的,1、水泥的非正常凝结（受潮，温度过高） 2、水泥非正常膨胀（f-CaO,f-MgO,R2O） 3、水泥用量高，水化热高 4、掺合料问题（如粉煤灰的含钙问题） 5、集料含泥量与级配问题 6、集料碱活性和风化岩石 7、混凝土收缩 8、混凝土配合比不当 9、水泥、外加剂、掺和料的相容性 10、其它,原因4：与施工有关的,1、搅拌不均匀 2、现场加水 3、浇注顺序有误，浇注不均匀 4、捣实不良，坍落度过大，集料下沉、泌水，混凝土表面强度过低就进行下一道工序 5、连续浇注间隔时间过长，接茬处理不当，冷缝 6、钢筋达接、锚固不良，钢筋、预埋件被扰动 7、钢筋保护层厚度不够 8、滑模工艺不当（拉裂或塌陷）,原因4：与施工有关的,9、模板变形、模板漏浆或渗水 10、模板支撑下沉、拆模过早、拆模不当 11、硬化前遭受扰动或承受荷载 12、养护措施不当或养护不及时 13、养护初期遭受剧烈干燥（日晒、大风）或冻害 14、混凝土表面抹压不及时 15、大体积混凝土内部温度与表面温度或表面温度与环境温度差异过大,裂缝控制的措施,1、设计方面的措施 2、混凝土原材料、配合比方面的措施 3、施工方面的措施 又分为： 普通措施 特殊措施,措施1 设计方面的措施,墙体配筋 设计采用“细密原则” 局部加强，如跨中、板柱结合处 后浇带、沉降带和加强带的妙用,措施2、混凝土原材料和配合比方面的,1、配合比设计一定要合理 全计算配合比设计方法 2、对原材料要有正确与科学的选择 工程特点，气候条件，结构设计要求，现场施工状况等,措施3、施工方面的,1、模板问题 2、运输问题 3、浇注问题 4、振捣问题 4、养护问题,与裂缝相关的若干典型问题探讨,1、高钙粉煤灰的使用问题 2、膨胀剂的正确使用 3、高强混凝土的裂缝控制 4、大流态混凝土的裂缝控制,高钙粉煤灰的使用问题,高钙粉煤灰的特征 高钙粉煤灰的利弊 高钙粉煤灰的利用 高钙粉煤灰与膨胀剂的复合问题,膨胀剂的正确使用问题1,补偿收缩混凝土的三大应用领域： 1）结构自防水混凝土 2）超长结构混凝土无缝设计与施工（专利） 3）大体积混凝土裂缝控制 其核心在于补偿混凝土自身收缩（包括干缩和冷缩），提高混凝土抗裂性。,膨胀剂的正确使用问题2,选择优质高效膨胀剂 掺量及配合比合理 构造与配筋合适 养护尤其重要,高强混凝土的裂缝控制,高强混凝土的温度应力、自收缩与开裂 从技术角度可将这些原因分为两类： 1）常规技术可解决的； 2）新技术的采纳和新的认识水平不断提高才可以解决的。如： 温度应力、收缩应力，收缩、徐变，温湿度差异，配合比，体形,补偿收缩混凝土 1）获得广泛、成功的应用 2）特别实用于中等强度泵送混凝土 当用于高强度泵送混凝土时存在问题（开裂）， 最典型的情况就是高强混凝土剪力墙,温差、收缩在混凝土内部产生的拉应力超过混凝土抗拉强度时，混凝土即发生开裂。 温差与变形又有一个当量换算关系，故均可折算为变形（收缩）。 膨胀补偿收缩补偿收缩混凝土,C60高强泵送膨胀混凝土的性能（无BFS）,三、HPEC的力学性能和膨胀行为,掺磨细矿渣C60高强泵送膨胀混凝土的性能,HPEC膨胀与强度发展的协调性,C60泵送膨胀混凝土特殊性：水养1天出现自收缩，膨胀受到压缩，原因在于高强泵送膨胀混凝土较高的强度，特别是较高的早期强度限制了膨胀的发挥，在混凝土内部存在“自约束效应”。 掺加磨细矿渣后，未发现自收缩现象，掺磨细矿渣的高强膨胀混凝土的限制膨胀率大于对应的未掺磨细矿渣的高强膨胀混凝土的限制膨胀率。 磨细矿渣的加入使高强膨胀混凝土早期强度上升速率减慢，膨胀效应得以较充分发挥，所以加磨细矿渣的高强混凝土显示出较高的膨胀率。,HPEC膨胀与强度发展的协调性,过高的强度特别是早期强度会抑制混凝土膨胀的发挥，而较低的强度特别是早期强度则会导致更多的膨胀变为无效膨胀消耗在塑性状态的混凝土中，使可测的有效膨胀率减小。这是问题的两个方面，对不同强度混凝土侧重不同。 强度与膨胀协调发展这一EC的基本规律对于HPEC仍然适用，且更为重