混凝土收縮裂縫探討

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1、混凝土收縮裂縫探討中國混凝土網(wǎng)[2006-4-4]??　?摘　要：分析了混凝土的收縮過程及其機理，介紹了混凝土收縮應(yīng)變的計算方法以及混凝土收縮裂縫的防控原則，以防止收縮裂縫產(chǎn)生，提高建筑物的外觀質(zhì)量和長期耐久性。?關(guān)鍵詞：收縮裂縫，收縮應(yīng)變值，防控原則?DiscussiononshrinkagecracksofconcreteLIUPengcheng　WANGHaiying　WANGGuohongAbstract：Itanalyzesshrinkagecourseanditsmechanismofconcrete,andintroducescalcul

2、ationmethodforshrinkagestrainofconcreteandpreventionprincipleofshrinkagecracks,whichtopreventshrinkagecrackandimprovevisualqualityanddurabilityofbuilding.Keywords：shrinkagecrack,shrinkagestrainvalue,preventionprinciple?引言???混凝土發(fā)生裂縫是建筑工程中一個普遍的技術(shù)問題。其產(chǎn)生裂縫的原因主要有荷載因素和非荷載因素，對于前者，《規(guī)范》已

3、針對不同的建筑等級及要求給出了成熟的裂縫控制驗算公式。根據(jù)一項調(diào)查統(tǒng)計[1]表明：由于非荷載(溫度、收縮、不均勻沉降)引起的裂縫約占80%；而屬于由荷載引起的僅占20%。同時，由于泵送混凝土采用高水泥用量、高單位用水量和高砂率的配比，因此，隨著泵送商品混凝土的大量推廣應(yīng)用，混凝土非荷載裂縫出現(xiàn)的幾率也大大增加，不僅影響了建筑物的外觀質(zhì)量，同時對建筑物的長期耐久性也產(chǎn)生了不良影響，甚至?xí)谷藗儺a(chǎn)生“裂縫恐懼感”。由此可見，非荷載裂縫在混凝土裂縫中占有主導(dǎo)地位，研究和探討它有極其重要的現(xiàn)實意義。下面對非荷載裂縫中的收縮裂縫做一些防控研究。?1　混凝土收縮過

4、程及機理???了解混凝土收縮過程及機理，有助于深入其實質(zhì)，把握其本質(zhì)，從而對采取相應(yīng)的抗收縮裂縫對策有所幫助。????混凝土材料因物理化學(xué)作用而產(chǎn)生的體積縮小現(xiàn)象統(tǒng)稱為收縮。從混凝土開始澆筑至使用期，收縮過程大致可以分為五個階段即：塑性收縮期，自生收縮期，水化熱溫差收縮期，干燥收縮期，環(huán)境溫度收縮期等。????混凝土收縮的原因及機理主要可概括為以下三個方面：???1)干燥收縮的原因是混凝土內(nèi)部水分的消失。但是，開始干燥時所損失的自由水并不會引起混凝土的收縮，因此其主要原因是吸附水的消失；???2)自生收縮是在沒有水分轉(zhuǎn)移下的收縮，其原因是水泥水化物的體

5、積小于參與水化反應(yīng)的水泥和水的體積，因此這是一種由水泥的水化反應(yīng)所產(chǎn)生的固有收縮，但其值與干燥收縮比較是微不足道的；???3)碳化收縮是混凝土中的水泥水化物與空氣中的二氧化碳發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果。????混凝土如果在無約束的條件下收縮，它只會單純地引起體積縮小，而不會產(chǎn)生應(yīng)力，但實際工程中的混凝土構(gòu)件均會不同程度的受到約束，使得混凝土為了保持初始長度，收縮就會在混凝土中產(chǎn)生拉應(yīng)力[2]。由此可知，混凝土產(chǎn)生收縮裂縫必須具備三個條件：收縮變形的大小，約束的情況，實時的抗拉強度。這也是預(yù)防及控制混凝土收縮裂縫的出發(fā)點。?2　混凝土收縮應(yīng)變實用計算法2.1　一

6、般計算方法???英國BS5400提出的關(guān)于收縮應(yīng)變計算式由四個系數(shù)相乘，即[3]：????εsh=kl×kc×ke×kj。???其中，kl，kc，ke，kj為影響系數(shù)，由表格或圖解的方式給出以供查用歐洲混凝土委員會—國際預(yù)應(yīng)力協(xié)會給出的計算式為：???εsh(t，t0)=εsh0[βs(t)-βs(t0)]，???εsh0=εs1×εs2×εsh0。式中：εsh0———收縮應(yīng)變基準值；???εs1———取決于環(huán)境；???εs2———取決于名義厚度h0。????εs1，εs2可由相應(yīng)的圖表查出，βs為收縮隨時間發(fā)展的函數(shù)，也可由圖表查出，t為所考慮瞬間混

7、凝土的齡期，t0為開始考慮收縮影響瞬間混凝土的齡期。????B—P模式給出的計算式更為復(fù)雜，它沒有相應(yīng)的通過實驗得到的數(shù)據(jù)圖表，偏重于純計算式的應(yīng)用。另外，還有美國混凝土學(xué)會、英國混凝土協(xié)會等也給出了不同的計算條款。?2.2　一種實用計算法???該法的基礎(chǔ)是找出標準狀態(tài)下的最大收縮應(yīng)變，而任何處于其他狀態(tài)下的最大收縮應(yīng)變用各種不同的系數(shù)加以修正。任意狀態(tài)下最大(最終)收縮應(yīng)變值以εy(∞)表示，標準狀態(tài)下以ε0y(∞)表示，則：???εy(∞)=ε0y(∞)M1×M2×M3×M4×…×Mn。式中：M1，M2，M3，…，Mn———各影響因素的修正系數(shù)，可

8、由相應(yīng)的表格查出，具體表格可參閱參考文獻[1]；???ε0y(∞)———在標準狀態(tài)下由實驗得出