第8章混凝土早期裂缝

1、 一、混凝土早期自生裂缝 一）混凝土结构成型阶段 从混凝土浇筑完毕至混凝土满足使用功能要求，一般要经过下列四阶段： （1） 塑性阶段：约为浇筑后612小时。混凝土处于塑性流变状态、水化反应剧烈，体积变化快； （2）早前期阶段：指终凝后至72小时的时段，混凝土内部形成基本的微观结构，强度和刚度发展很快； （3）早后期阶段：指72小时至90天的时段，水泥水化反应接近结束，混凝土趋于成熟； （4）成熟阶段：指混凝土浇筑90天以后。水化反应微弱，混凝土的强度和刚度达到稳定。 这里讨论的混凝土早期自生裂缝，主要是针对混凝土早前期阶段，也就是混凝土浇筑后72小时内所出现的宏观（可见）裂缝和微观裂缝。由于此

2、阶段，混凝土浇筑后，水泥水化反应快速进行，伴随着一系列的物理化学反应，混凝土内部的温度和湿度场变化，产生温（湿）度变形、收缩变形和徐变等发生，产生早期自身裂缝。二）混凝土早期裂缝和早期自生裂缝 混凝土早期自生裂缝是早期裂缝的一种。 （1）混凝土早期裂缝种类 水化热温度裂缝、早期混凝土自收缩裂缝、混凝土塑性吸附分离裂缝、混凝土塑性沉落阻滞裂缝、塑性收缩裂缝、正常干燥收缩裂缝等。 （2）混凝土早期自生裂缝：是混凝土在浇筑后，混凝土与外界环境无温度、湿度交换的条件下，在混凝土内部产生一系列的物理化学变化，引起的由微观收缩到宏观收缩变形，因此引起的裂缝。 此时收缩包括化学减缩、物理减缩和自干收缩。 a

3、.化学减缩主要是化学反应生成物总体积减小（有的体积增大）。 b.物理减缩和自干收缩，原理相近。首先混凝土原料混合后体积减小，其次，在伴随水化反应发生的同时，水减少（参与水化反应），在混凝土内部毛细管形成水的张力，压缩水泥浆体。毛细管中水面张力如下图：气孔气孔气孔气孔气孔骨料骨料骨料骨料骨料骨料周围水泥石裂缝水泡干燥后水面张力示意 此时混凝土裂缝形成状况：气 孔气 孔气 孔气 孔气 孔骨 料骨 料骨 料骨 料骨 料骨 料 周 围 水 泥 石 裂 缝水 泡 干 燥 后 水 面 张 力 示 意 自生收缩是混凝土凝固收缩变形的重要组成部分。任何混凝土都存在自生收缩。 影响混凝土自生收缩的因素：水泥品种

4、、水泥细度、水泥用量、水灰（胶）比大小、外掺料种类及用量等。与混凝土养护无关，混凝土养护对减少正常干燥收缩量有很大关系。 二、高性能混凝土的早期自生收缩裂缝 1.高性能混凝土的定义 19世纪中叶出现混凝土材料并应用于工程结构中；20世纪的60年代，出现了高强度混凝土概念，混凝土强度等级由C40、C50逐步提高到C60，后来达到了C100。20世纪末，出现了高性能混凝土（HPC）。 高性能混凝土的定义：各国有不同的含义。我国是以吴中伟院士的定义为准。强调混凝土不仅要有较好的强度，还要有较好的工作性、耐久性、适用性、体积稳定性、经济合理性和好的力学性能。 2.高性能混凝土的早期自生收缩及裂缝 高性

5、能混凝土早期自生收缩大。是由于水胶比低，毛细管细化分散，水化产生的毛细管张力更强大。毛细管细化程度越高，微裂缝现象越严重，分布越均匀，水泥石质地就越细密，品质越好。因此尽管高性能混凝土早期自生裂缝严重，但后期混凝土收缩小，总体上收缩变形及因此引起的裂缝就小得多。 高性能混凝土毛细管结构细密，用水量少，所有用水基本上接近混凝土水化用水量，与外界无水汽交换，因而，也就无正常干燥收缩的问题。这就是高性能混凝土的收缩裂缝要好于普通混凝土的原因。 三、混凝土的早期塑性吸附分离裂缝 处于流动状态的混凝土胶体，在干燥多孔的接触面被吸引作用，并向吸附体集聚，产生背离混凝土整体位移和相对分离的现象。属于先天性裂

6、缝，一般自身比较稳定。但与外界其他作用叠加后，有加剧可能，会降低混凝土结构的耐久性。 如下图示：干燥模板 四、混凝土早期塑性沉落阻滞裂缝 混凝土浇筑后的612小时内（塑性阶段），混凝土体积减小收缩、混凝土混合料在自重力作用下下沉。连续浇筑的结构高度越大，下沉幅度越大。当混凝土下沉时遇到其他物体阻挡，混凝土在阻挡位置出现上下分离而形成水平裂缝。 多出现在模板不平、钢筋较密集处。 高柱与梁整体浇筑时，一般在柱子浇筑到梁底处，要停歇12小时再重新振捣。岩石五、混凝土正常干缩裂缝 混凝土正常干燥收缩，是由于混凝土内部的水汽蒸发，而引起干燥收缩。这是前面已经介绍的第6章内容。 普通混凝土吸水后体积能够部分恢复。 高性能混凝土很致密，吸水和蒸发量极小，因此高性能混凝土干