混凝土裂缝问题漫谈.ppt

1、1.混凝土早期裂缝，王玲，中国建筑材料研究所，2。混凝土工程的耐久性现状，土木工程的新挑战，3。土木工程中的经济问题。耐久性影响混凝土耐久性的使用寿命、安全性、应用领域、应用效果、经济性、设计理论和设计规范，与国民经济、社会稳定、环境质量和可持续发展密切相关。耐久混凝土材料科学的重要研究课题。国家“九五”和“十五”科技攻关项目混凝土安全性研究重点项目申请批准部门：国家计委、科技部组织部门：中国建筑材料研究院：中国建筑材料研究院、中国水利水电科学研究院、南京化工大学、武汉理工大学、北京科技大学、中国建筑研究院、同济大学、苏州混凝土与水泥制品研究所。 清华大学等，6，对影响混凝土耐久性的问题进行了

2、全面系统的研究：混凝土抗碱集料反应研究，碱集料反应测定方法，我国部分地区碱集料分布图，抑制碱集料反应材料的混凝土耐久性研究，混凝土抗冻性，钢筋腐蚀，化学腐蚀，裂缝检测与修补，高性能混凝土与混凝土安全专家系统，新型胶凝材料，高性能混凝土，混凝土安全专家系统，7。 混凝土裂缝的分类和原因。混凝土裂缝的一般原因。裂缝是混凝土结构中最常见的缺陷。一般来说，裂纹是指宽度为0.030.05毫米或更大的宏观裂纹。混凝土裂缝通常是由混凝土体积变化时的约束引起的，或者是由荷载引起的过度拉伸应力(或变形)引起的。在大多数情况下，混凝土中可见的宏观裂缝只会损害结构的外观。然而，混凝土开裂往往是由于设计、施工或原材料

3、选择不当造成的，这有时反映出结构中存在严重的薄弱环节，或混凝土材料已遭受腐蚀和重大破坏，甚至成为结构破坏的前兆。因此，一旦出现裂缝，有必要分析原因并采取适当的补救措施。10、拉应力是产生裂纹的必要条件。除荷载外，当主拉应力达到当时混凝土的抗拉强度时，结构的不均匀沉降、收缩和温度变化不会立即引起裂缝，只有当拉应变达到极限拉应变tu时才会引起裂缝。裂缝硬化后混凝土的极限拉伸应变tu约为15010-6，即长度为10m的构件产生1.5 mm的小拉伸变形。由于混凝土材料的不均匀性，裂缝首先出现在强度最低的位置。裂纹发生前的应变分布将产生应变集中。不同龄期混凝土的裂缝截面有很大差异。11、裂纹断面光滑，两

4、个裂纹不能完全闭合，裂纹断面不规则、尖锐，两个断面可以闭合。12、裂缝的分类一般可根据裂缝的形状分为施工阶段裂缝和使用阶段裂缝；横向裂纹、斜向裂纹、X形裂纹、纵向裂纹、八字形裂纹、网状裂纹、云形裂纹和鼓包裂纹。根据裂缝的原因，13。80%的变形裂缝和荷载裂缝是由变形(温度、收缩、不均匀沉降)引起的；包括变形和荷载同时作用引起的裂缝；20%的裂缝是由荷载引起的，包括变形和荷载引起的裂缝；并非前者的所有裂缝都会对结构的安全性产生严重影响。例如，在混凝土梁受拉区的设计过程中，认为梁在使用过程中会产生裂缝。如果梁在工作阶段完全没有裂缝，则意味着梁的加固非常保守或没有充分发挥其作用；裂缝的存在会为腐蚀性

5、介质的侵入留下通道，这将在一定程度上影响混凝土的耐久性。14、温度裂缝结构在环境温度变化或辐射热的作用下，造成结构各部分温度的温差，并导致结构的内力过大而产生裂缝。该裂缝的特点是随着温度的变化而变化，裂缝宽度在冬季较窄，夏季较大。混凝土梁的温度裂缝是横向受拉时的轻微裂缝。混凝土和砖砌体的线膨胀系数分别为1010-6/oC和510-6/oC，这意味着在相同的温差和长度下，混凝土的温度变形是砖砌体的两倍。它们之间不均匀的膨胀(收缩)会产生温度裂缝。15、混凝土材料引起的裂缝胶凝材料的水化热，当水泥用量约为300kg/m3时，温度升至3040左右。16，在实际结构中，内部水化热产生热量储存，而构件的

6、表面也产生热量释放，这使得构件的温度上升然后下降。当构件的最小尺寸大于800毫米时，通常可视为大体积混凝土。对于大体积混凝土，内部温度较高，构件外围温度较低，内外温差很大，造成混凝土内外膨胀变形的差异。内部混凝土的膨胀受到外部混凝土变形的限制，从而导致构件表面产生裂缝。混凝土材料引起的裂缝碱骨料反应引起的裂缝碱骨料反应引起的裂缝难以阻止和修复，因此被称为混凝土的癌症。在日本，如果在建筑物的结构鉴定中遇到这种裂缝，它们可以直接归类为D级危险构件。碱集料反应分为碱硅酸盐反应和碱碳酸盐反应。目前，主要的碱-集料反应是指碱-硅酸盐反应。一般认为，高活性硅质骨料(如蛋白石)的混凝土碱含量大于2.1千克/

7、立方米，中等活性硅质骨料的碱含量大于3千克/立方米。当骨料具有碱碳酸盐反应活性时，只要混凝土的碱含量大于1.0千克/立方米，就可能发生碱骨料反应。19、骨料引起的裂缝、碱骨料反应引起的裂缝、骨料中氧化镁引起的裂缝、20、钢筋腐蚀引起的裂缝、21、钢筋腐蚀的原因有：骨料中的氯化物盐；氯化盐从外部进入；混凝土碳化；保护层不足；裂缝宽度过大。钢筋锈蚀引起的体积膨胀可达原体积的几倍，使钢筋处的混凝土因内压而开裂，进而剥落。这种裂缝沿钢筋方向发展，随着腐蚀的发展，混凝土剥落产生空洞，这可以与敲击产生的空洞声相区别。22、冻融循环引起的裂缝、23、青海某铁路桥梁基础、吉林某水电站大坝基础冻胀、面板剪切裂缝

8、、24、25、26、27、塑性沉降裂缝：混凝土浇筑后，在凝结过程中会产生沉降和泌水，沉降量约为浇筑高度的1%。当下沉受到钢筋或周围混凝土的限制时，也会出现裂缝；-塑性收缩裂缝：混凝土硬化前产生的收缩；-混凝土早期收缩开裂：(自收缩、干缩等的组合)。)。28，高强高性能混凝土塑性收缩的研究，29，混凝土塑性收缩裂缝的成因，是由于塑性状态下混凝土表面失水过快造成的，通常出现在比表面积大的混凝土板或墙上，一般长约0.22米，宽约15毫米，可分为不规则网状和稍规则的斜纹状或规则状，反映了混凝土钢筋的分布和混凝土构件截面的变化。塑性收缩裂缝通常不会延伸到混凝土板的边缘，这可以作为区分混凝土早期塑性收缩裂

9、缝和长期干缩裂缝的依据。很难区分塑性收缩裂缝和塑性沉降裂缝。但是，如果裂缝的发展趋势与钢筋的布置和混凝土构件的几何形状有关，则可以判断沉降对裂缝的发展起着一定的作用30、高强高性能混凝土塑性收缩的板状开裂试验装置(1)养护方法(2)水胶比(3)水泥用量和胶凝材料总量(4)外加剂品种(5)防止温、湿度工程中塑性收缩的措施(31)高强高性能混凝土塑性收缩的板状开裂试验装置，它从四个方面测试和模拟混凝土在完全约束下的早期开裂。600mm600mm63mm方形钢模。11根1010毫米的薄钢柱在每侧组装，用于约束。32、风速测试与控制，电风扇将空气吹向混凝土表面。用测速仪控制混凝土表面的风速为2.2m/

10、s，33，塑性收缩裂缝照片，34，平板开裂装置，框架刚度为400106N/m2，35，塑性收缩试验参数，初始裂缝时间(裂缝出现的时间)，裂缝尺寸(最终凝固时的最大裂缝宽度和最长裂缝长度)，裂缝数量(最终凝固时的裂缝总数和长度)36。高强高性能混凝土塑性收缩开裂影响因素研究，(1)养护方法的影响，37。相同配合比的混凝土成型后，3号面风速为2.2m/s；4号表面覆盖有塑料薄膜，因此风速为0。在24小时的观察期间，4号表面没有发现裂纹。在大面积混凝土工程施工中，可采用塑料板密封养护的方法。(2)水胶比的影响，(39)对塑性阶段裂缝发展的观察表明，在较低水胶比下，混凝土的初始裂缝时间稍早，裂缝最大宽

11、度增大，长度大于5cm的裂缝数量增多。也就是说，降低水胶比会增加塑性收缩开裂的可能性。(3)水泥用量和胶凝材料总量的影响，41、结果表明，随着胶凝材料用量的增加，塑性裂缝总数增加，长度超过5cm的裂缝数量也增加。42、影响高强高性能混凝土塑性收缩开裂的因素，(4)外加剂品种的影响，华能FA 43、44能明显降低混凝土(9号)的塑性收缩开裂；600m2/kg矿渣混凝土(11号)的塑性收缩大于400m2/kg矿渣混凝土(10号)。14号混凝土表面粗糙，5厘米以上有9处裂缝，表明掺入硅灰后混凝土塑性收缩开裂趋势增加；13号混凝土的宽裂缝和长裂缝比12号混凝土多，有6条裂缝超过5厘米，这也说明矿渣细度

12、增加，混凝土塑性收缩开裂增加。(5)温度和湿度的影响，(46)随着温度的升高和相对湿度的降低，混凝土的塑性收缩开裂明显加剧，初始开裂时间提前，裂缝宽度增加，裂缝长度增加，裂缝总数增加。在工程中，如果混凝土浇筑后置于高温低湿环境中，应注意防止塑性收缩开裂。47、水灰比越小，混凝土表面出现裂缝越早、越严重。掺硅灰的混凝土比不掺硅灰的混凝土更容易开裂，裂缝数量和裂缝宽度增加。高质量的粉煤灰可以抑制混凝土的早期开裂。48，工程中防止塑性收缩的措施，塑性收缩，塑性收缩应力，毛细压力，降低早期毛细压力，提高表面抗拉强度，49，(1)降低混凝土表面的水蒸发率。尤其是在夏季高温多风的天气。(2)尽量避免或减少

13、使用硅灰和高细度矿渣。(3)养护前应注意及时收集表面光线，特殊情况下应多次收集光线。(4)及时维护。应尽快进行覆盖、保湿和洒水养护。项目中防止塑性收缩的措施，50。防止夏季高温季节浇筑混凝土路面开裂的措施。在设计配合比时，应考虑夏季混凝土稠度的变化，最好使用缓凝剂来降低温度做好保持健康的工作。采用塑料薄膜和喷涂固化剂。尽量缩短从施工到保温养护的间歇时间，将搅拌到运输、摊铺和抹灰、开槽和养护的过程紧密联系起来。泵送(商品)混凝土的塑性开裂。当环境温度较高、风速较高且干燥时，泵送混凝土的水分挥发较快，且泌水和毛细提水的综合作用低于水分挥发，混凝土表面的脱水速度远快于混凝土内层供水的速度，导致混凝土

14、表面体积收缩较大。由于商品混凝土运输距离长，为了防止流动性的过度损失，经常添加缓凝剂和保塑剂，这增加了形成塑性收缩裂缝的可能性。由于混凝土坍落度较大，模板上的侧压力也较大，这使得模板容易变形并形成塑性裂缝。52、减少塑性收缩的措施，在混凝土配合比中使用高效减水剂降低混凝土的单方用水量，并适当采用粗中砂。添加引气剂和切断毛细管可以减少水的挥发，引气剂也非常有利于改善泵送混凝土的和易性，是减少混凝土塑性裂缝的有效措施。添加优质粉煤灰可以减少混凝土的泌水和干燥收缩。在满足强度的条件下，应尽可能减少水泥用量，尽量不使用矿渣水泥以减少泌水量。53、改善施工混凝土构件的外部条件，防止混凝土成型后暴露在烈日

15、下，并设置临时遮阳棚或挡风墙，这将有助于降低混凝土表面的温度和风速。浇筑混凝土前，预湿模板。施工期间采取施工措施，尽量缩短浇筑和养护之间的时间差。及时覆盖塑料薄膜或喷洒混凝土养护剂。及时恢复振动。54，高强混凝土早期收缩开裂研究，55，高强混凝土研究现状，试验结果及试验方法分析，高强混凝土收缩开裂研究，56，高强混凝土研究现状，定义(C50)特征：截面尺寸，自重，施工进度，使用寿命，大跨度，重载，高层建筑及恶劣环境制备技术研究现状，和易性， 耐久性和体积稳定性中的各种收缩性能长度测量标准(GBJ82-85)中的混凝土干缩试验方法：环形同步法：混凝土自由收缩试验方法与环形试验同时进行，试验方法5

16、8，非接触式微位移传感收缩仪，分别测量每种混凝土在完全密封(202)和干燥条件(202，湿度505%)下浇注成型6小时后的收缩。 59、早期收缩，水灰比越小，混凝土的早期自收缩明显增加。不同水灰比混凝土的早期自收缩率为60，不同水灰比混凝土的自收缩率占总收缩率的比例表明，随着水灰比的降低，干燥条件下混凝土的自收缩率占总收缩率的比例明显增加，3天内混凝土的自收缩率占总收缩率的比例可达43.58%。61、不同硅灰含量的混凝土在干燥环境下的早期收缩，以及硅粉混凝土在干燥条件下的早期收缩明显大于基准混凝土。62、优质粉煤灰对混凝土早期自收缩的影响，混凝土的早期自收缩随着粉煤灰含量的增加而降低很多。63、不同粉煤灰含量的混凝土在干燥环境下的早期收缩，以及粉煤灰混凝土在干燥条件下的早期收缩略低于参考混凝土。64，试验方法，2。环形测试装置、测试方法、65、环形测试装置的原理图和实景图，特点：所提供的约束条件高且一致。能直接评价混凝土收缩开裂趋势的评价指标：混凝土环的初始开裂时间和最大裂缝宽度，试验方法，66，混凝土环图片，试验方法，67，混凝土环图片，试验方法，68，特点：高均匀约束。能直接评价混凝土收缩开裂趋势的评价指标：混凝土环的初始开裂时间和最大裂缝宽度，混凝土环法的特点