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混凝土早期开裂的影响因素与预防措施

时间:2017-06-19 16:06作者:学位论文网
本文导读:这是一篇关于混凝土早期开裂的影响因素与预防措施的文章,摘 要:混凝土早期开裂问题严重影响混凝土结构的耐久性。 本文首先分析了混凝土的开裂原因,在此基础上探究了影响混凝土早期开

  摘 要:混凝土早期开裂问题严重影响混凝土结构的耐久性。 本文首先分析了混凝土的开裂原因,在此基础上探究了影响混凝土早期开裂的因素,最后总结了提高混凝土抗裂性能的措施。

  关键词:混凝土;开裂原因;影响因素;预防措施

  各类工程建设均与混凝土密切相关,混凝土以其原材料来源广泛、能耗较少、易于加工成型、经济耐用等优点而得到广泛使用。但是混凝土仍然面临着一些问题,早期开裂就是其中之一,严重影响着结构的耐久性。

  1、混凝土早期开裂的原因

  混凝土浇筑初期,水泥水化释放热量,导致其温度上升,发生膨胀变形。水泥水化消耗掉大量水分,致使其内部毛细孔压力增加,引起较大自收缩变形。在浇筑后期,水泥水化结束,不再产生热量,混凝土温度逐渐下降产生收缩变形[1]。因此,混凝土浇筑后存在复杂的变形,这些变形主要包括干燥收缩、自收缩、化学收缩、塑性收缩[2]、温度变形等。在外部环境约束下,早龄期混凝土变形受到限制,发生开裂的可能性增加。一旦开裂,各种有害物质会侵入混凝土内部,造成其性能劣化加速,耐久性受到影响。

  2、影响混凝土早期开裂的因素

  影响混凝土早期开裂的因素主要有两个,第一是其本身性能,包括弹性模量、抗拉强度、徐变松弛能力、热膨胀系数[3~4]等。混凝土早期弹性模量较小,受到外部环境约束时,产生较大的应力松弛和徐变,不利于其早期抗裂。混凝土的抗拉强度越大,其抵抗开裂的能力就越强。对于热膨胀系数小的混凝土,受热产生的膨胀变形较小,于抗裂有利。

  第二是外部环境因素,包括混凝土的养护湿度、养护温度、约束程度等。混凝土养护湿度和养护温度越高,水泥水化越充分,早期强度发展越快,会抑制其早期开裂。但是养护温度过高时会使混凝土表面水分大量蒸发,影响水泥水化。在相同条件下,混凝土的受到的约束越强,其开裂的可能性就越大。

  3、预防混凝土早龄期开裂的措施

  3.1、选择合适的骨料

  骨料的性能对于混凝土的早期抗裂有着显着的影响。混凝土受热膨胀时,弹性模量较大的骨料可以抑制变形,减少开裂风险。在温升阶段,热膨胀系数较小的骨料产生的变形较小,开裂风险较低[5]。骨料的含水量越大,水泥水化越充分,混凝土的抗裂性能越高。

  3.2、掺入适当的外加剂

  外加剂的掺入能够很好的改善混凝土的抗裂性能。在混凝土中加入早强剂可以提高其早期强度,有效抵抗拉力,避免开裂。掺入膨胀剂可以减小混凝土张拉时的拉应力增长速率,延缓开裂时间。此外,内养护剂的加入,能够在水泥水化时不断提供水分,提高水泥的水化程度,于抗裂有利。

  3.3、添加合适的胶凝材料

  加入合适的胶凝材料能够有效预防混凝土开裂、例如,在水泥中掺入矿渣能够降低早期热效应、减小混凝土的早期拉应力发展速率并且延迟开裂时间。此外,适量的粉煤灰可以降低混凝土的自收缩变形,避免混凝土早期开裂。

  3.4、采用合理的养护条件

  合理的养护条件能够有效抑制混凝土裂缝的出现[6]。例如在恒温条件下比绝热温升条件下养护的混凝土具有更高的抗裂性能。混凝土养护湿度越高,其水泥水化越充分,抗裂性能越强。在合适的温度下养护,也可以促进水泥的水化,提高混凝土的抗裂性。

  3.5、加入纤维材料

  在混凝土中加入一些特殊的材料,能够显着提高抗裂性能[7~8]。在混凝土中掺入一些钢纤维和玄武岩纤维,能有效提高混凝土的抗拉强度降低拉应力发展速率,延迟混凝土裂缝出现。此外,加入聚丙烯纤维能够提高混凝土的抗拉强度,抑制混凝土的塑性收缩变形,提高混凝土的抗裂能力。

  4、结 语

  随着工程规模的不断扩大,对混凝土早龄期抗裂性有了更高的要求。因此,需要加强混凝土早期抗裂性能的研究,研发出更多更经济的抗裂性能优良的混凝土材料,从而更好的保证建筑结构的耐久性。

  参考文献
  [1]张译文.水化热引起的大体积混凝土墙应力与开裂研究[J].建材与装饰,2016,22:38~39.
  [2]钱 俊.混凝土施工中常见裂缝问题的预防与处理[J].建材与装饰,2013,30:79~80.
  [3]张国志,屠柳青,夏卫华.混凝土早期开裂评价指标研究,混凝土[J].2005,187:14~19.
  [4]蔡跃波,丁建彤,陈 波,石南南,董 波.基于温度应力试验机的大坝混凝土抗裂性综合评价[J].东南大学学报:自然科学,2010,40:171~175.
  [5]李尊强.大体积混凝土产生裂缝的原因及处理措施[J].建材与装饰,2012,5:124~125.
  [6]刘元明.浅析混凝土建筑物裂缝问题的成因及解决对策[J].建材与装饰,2013,12:61.

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