混凝土裂缝的预防与控制PPT课件

、混凝土裂缝预防和控制、严培育清华大学土木和建筑材料研究所Tel混凝土材料的抗渗性和混凝土结构的抗裂性，两者都必须单独考虑，不能混淆。一是材料特性，在实验室内用试用评价。一种是由结构设计、材料和营造决定的完成后反映在结构中的结构表现法。混凝土结构的裂缝问题，是基于早期高强度商业混凝土的一般使用。全球问题1996年，Krauss和rograal la对美国和加拿大的20万座桥梁进行了调查，结果显示，其中有10万多座桥梁的混凝土桥梁面板建成后，仅隔1-3米就发生了裂缝。我国现浇混凝土楼板和地下室连续墙裂缝现象严重。现代混凝土结构的裂缝主要不是荷载的作用，而是变形引起的。温度变形、收缩变形和地基不均匀沉降等可能导致混凝土结构的裂缝。王铁梦的估计，变形作用引起的裂纹几乎占总裂纹的80%以上。材料的耐久性、结构的耐久性、裂缝、混凝土结构的裂缝往往是控制其使用寿命的主要因素。混凝土结构的裂缝种类，塑性裂缝温度裂缝收缩，裂缝收缩，干燥收缩，自干收缩收缩收缩收缩收缩收缩，塑料裂缝，混凝土表面，出血速度蒸发速度，裂缝，表面失水率超过实际出血速度，新鲜混凝土的快速干燥。接近表面的混凝土已稠且无法流动，但如果收缩不足以承受受限引起的应力，则会发生裂缝。塑料裂缝经常引起硬化混凝土的裂缝。可以及时涂掉表面。塑料裂纹形式，温度变化引起的体积收缩，混凝土硬化后内部温度减少引起的宏观体积收缩。水泥的水化热及环境温度变化是温度收缩的主要原因。与水胶费、胶凝材料的组成和使用情况、混凝土混合物的成型温度、环境温度变化、内部相对湿度、结构形式等有关。温度裂缝，混凝土硬化过程中水化热释放导致内部温度升高，达到暖风，冷却时发生收缩约束变形，形成拉伸应力。拉伸应力超出拉伸强度时，会出现裂纹。近几十年来，基础、桥梁、隧道衬砌和其他构件尺寸不大的结构混凝土出现裂缝的现象很多，此时干缩不重要。以水化热、温度变化及内外温差为原因的混凝土和钢筋混凝土的约束应力和裂缝为主导。高强混凝土的温度收缩很大。C40大掺量粉煤灰混凝土的绝热温升曲线，模具温度达到温度峰值17.6，5d后，温度上升到58.8左右，温度上升到41.2 。模具温度13.0，6d后达到温度峰值，温度上升到约62.8，温度上升到49.8 。C30混凝土的绝热温升，4米厚混凝土楼板的温升曲线，C45R60水泥量220kg/m3粉煤灰量180kg/m3水合物比0.42。混凝土内部湿度变化引起的体积变化，干燥收缩：不饱和空气到外部混凝土水分损失引起的收缩。收缩与水-水泥比率、环境温度和湿度、胶凝材料组成、骨料品种和比例、养护条件、年龄等有关。100g水泥浆，可蒸发水分约6ml混凝土C=300kg/m3，可蒸发水分约18l水泥砂浆收缩值约0.10.2%水泥混凝土180天自由收缩值约0.040.06%，与外部世界没有水分交换，混凝土内部自干效应引起的宏观体积收缩。混凝土的自收缩在初始凝固后开始发生。自收缩大小与水化费、胶凝材料组成、减水剂品种及含量、骨料品种及比例有关。自收缩，化学反应引起的体积变化，水合过程中水合产物的绝对体积减少。波特兰水泥的水化收缩约为7%。对于混凝土C=300kg/m3，收缩减少值2127L/m3初始凝固之前的水化收缩是以塑胶收缩执行的，初始凝固后会发生自干收缩。自收缩机制，在水合反应过程中，混合水的一部分被化学反应消耗，一部分填充凝胶孔。如果水分更大，凝胶孔基本上装满了水，自我收缩很小。水灰比在相对时间内，凝胶孔内部仅部分充水，形成满月面，在外部压力下，泥浆体收缩。混凝土水化收缩和自收缩，自收缩和收缩相似和不同，相同点：由于水的移动；差异：1 .自收缩不是失重状态，干燥收缩伴随着水分的损失。磁收缩是等方的，干燥收缩在桌子和里面。水-水泥比降低时，干燥减少较小，自收缩增加。4.复盖后(或分解模具前)不发生收缩，自收缩必须通过湿硬化减少。现有的收缩测试结果是干燥收缩和自收缩的叠加，主要是干燥收缩。一般混凝土主要产生干燥收缩，自生收缩不超过50微变形，约占总测量值的10%。干缩是普通混凝土裂缝的主要原因之一。在高强度混凝土中，自收缩可以达到数百个微变形，占总收缩量的约一半，不能忽视。自我收缩和收缩的异同，w/b=0.26，w/b=0.34，混凝土的自收缩，自收缩和干燥收缩的百分比(%)，混凝土的变形类型和裂缝，自由收缩，变形，无分离；限制收缩、袋变形、裂纹。自由膨胀、背面变形、裂纹；膨胀限制，相反变形，无裂纹，混凝土结构裂缝产生的原因、变形作用导致混凝土结构裂缝的原因非常复杂，涉及结构设计、材料构成、施工技术、环境状态等诸多因素。混凝土材料本身的组成和特性的变化以及随之而来的施工技术的变化是现代混凝土结构容易出现裂缝的重要原因。体量混凝土板不容易开裂，可以在表面添加细微的钢筋网片；保全容易。连续墙容易开裂。水平大部分只是施工钢筋，难以维持，暴露面大。混凝土裂缝的影响因素，材料因素：胶凝材料的细度，水化速度，水化热，强度开发率。混合比因素：水-水泥比、浆含量、骨料弹性系数。约束：体积，钢筋率环境因素：温度、风速、湿度。混凝土的极限拉伸，混凝土结构的裂缝一般是由拉伸应力引起的。对于变形引起的裂纹，除了材料的拉伸强度外，材料的变形阻力，即极限拉伸更为重要。混凝土的极限拉伸值约为110-4。混凝土裂缝间距计算，样式：e:混凝土的弹性模量h:结构高度(厚度)也应考虑Cx:基础水平阻力系数:温度变形系数p:极限变形、加强和蠕变的影响t:温度差(包括水化温差、温度差、收缩等效温差)一般大于的幂 两者的差异越大，裂纹间距越小。接近时，裂纹间距接近无穷大，可以取消扩张关节。在工程中，通常以整体变形小于极限拉伸的原理控制裂纹。混凝土体积变形引起的拉伸应力，水化热冷却收缩干燥引起的收缩等于总温度减少收缩，第二端点固定约束-拉伸应力时，或混凝土裂缝(如钢筋)，打断为两段，约束均删除楼板连续约束。-拉伸应力r为约束图，变为R1时，裂纹首先出现在中间截面的底部，所有约束均不删除，外部约束下构件的拉伸应力，长壁应力分布和裂纹表面，混凝土连续墙的对齐裂缝表面，a)和确定后，元件的应力大小和分布与L/H的绝对大小相关，无论元件L或H的绝对大小为何。b)零部件的约束度大于L/H=10的零部件L/H(随着基础刚度的减小)，其中中间截面拉伸应力接近均匀，但比率非常高时，上方拉伸应力低于下方部分。，将基础视为半无限连续介质，H=6mL/H=10Ef/Ec=1变形图，H=6mL/H=2Ef/Ec=1第一主应力，ACI方法王铁梦方法将基础的作用作为水平弹簧零部件的拉伸应力，与简化率l/h以及l或h的大小大小大小相关，内部约束下拉应力是由同一瞬时元件的内部温差引起的。外部约束下拉应力是由年龄开发的温度下降引起的。特定时间点的体积收缩变形引起的拉伸应力是这两部分的叠加。内部约束下零件的拉伸应力、抗裂混凝土、混凝土的密度和均匀性是结构裂缝和防水的主要保证，混凝土的渗漏常常是施工原因造成的质量不均匀性和裂缝；最大水泥用量限制水泥材料总量必须在20%到30%以上混合的粉煤灰粗骨料的最大孔隙比限制对r型早期强度水泥使用限制、C30高抗渗混凝土配合比(kg/m3)，砂率=0.4W/B=0.3828d强度大于50MPa，实验室试配性能良好，实际浇筑结构产生更多贯穿裂缝，宽度0.1-0.3mm。膨胀剂防裂技术的应用，专业知识和技术混凝土必须处于限制状态。自由或过度膨胀会导致混凝土强度的严重减弱或开裂。膨胀剂的量太大或太小，会对抗裂效果和混凝土强度产生不利影响。自由试件在强烈约束的结构内混凝土性能的差异很大。补偿收缩混凝土，以早期混凝土为压缩或低拉应力状态，防止早期开裂。延迟混凝土的收缩开始时间，此时混凝土的抗拉能力大大提高。早期限制膨胀的效果，一般认为补偿收缩混凝土时会带来0.30.7MPa的预载应力。早期限制膨胀的作用，对计算方法的适用性缺乏充分的验证，实际应用中存在的问题：a)实际结构的限制程度难以模拟为标准小型试件的加强率；b)大小的影响不明确，实际结构构件不同于标准条件下小试件的膨胀特性。c)温度的影响不明确，水合化温升加速膨胀剂水合，初期膨胀被无效的塑性和蠕变变形消耗，削弱膨胀剂的效果。膨胀剂取决于温度、固化条件、胶凝材料组成、减水剂的适应性。在高温下，60 70的膨胀效率下降，水供应充足，早期干水不足，相反，快速混合粉煤灰，减少限制膨胀率坍落度时，损失大幅度增加，降低膨胀率限制膨胀剂混合不均匀性，局部引起过度膨胀，引起裂缝，补偿收缩混凝土。收缩混凝土补偿，1)施工人员必须有膨胀剂应用经验，有严格的公法和操作规程2)施工前使用的补偿收缩混凝土的性能需要特别测试：自由膨胀率测量，膨胀率限制和收缩率以及它们的落差限制，温度变化对性能的影响。混凝土结构的温度控制和湿固化仅仅是按照当前混凝土结构的施工及验收规范的要求进行施工，不能保证大型工程能防止混凝土结构的裂缝。设计和施工单位应结合混凝土比、结构尺寸、环境温度、模板和包层热特性与混凝土混合、运输、浇筑、维护的特定条件，估算组件混凝土水化热温升、冷却过程和内部温差，根据温度计算估算温度应力，并结合经验提出特定温度控制指标。温度控制、温度控制指标，a，注入温度注入温度不得超过25 。大热天施工难实现的话，不能超过32 。混凝土配合比也应同时调整，减少水泥用量，减少水化释放的热量。混凝土浇筑温度越高，水化反应越快，放出的热量越多，加热得越高，水化反应就越快。混凝土入射温度为10 时，24小时后上升到30 。入口温度为20 ，20小时后上升到55 。也就是说，如果模具温差为10 ，则最大温差为25 。，温度控制指标，b，最高温度混凝土浇筑后最高温度一般不超过75 。c、最大温差混凝土内部和表面的温差一般不应超过25 。混凝土表面温度和大气温度的差异也不应超过25 ，混凝土表面和硬化水的温差也不应超过15 。d，冷却速度混凝土内部一般不超过3 3.5/d。维护、维护包括湿度和温度的保持，实施温度监控为混凝土盖板的保温拆除时间的选择提供了可靠的依据。墙的保湿措施：1)外盖保护膜2)提早放置模板，从模板和墙的缝隙中注入水。3)使用保存水并注入水的特殊模板分离模具后，保持混凝土表面湿润，还应加盖，即使外部温度低，也要提早重新填充地下结构的外墙和屋顶。长期暴露的桥面表面温度和湿度发生了很大变化，最容易出现裂缝，因此要临时使用土掩。水泥基在有渗透结