PPT混凝土开裂机理分析及抗裂措施研究讲稿

xx工程程研研究究院院xx博士士混凝凝土土开开裂裂机机理理分分析析及及抗抗裂裂措措施施研研究究前言言混凝凝土土开开裂裂调调查查及及原原因因分分析析混凝凝土土开开裂裂机机理理分分析析拟采采用用的的抗抗裂裂措措施施纤维维对对混混凝凝土土抗抗裂裂能能力力的的影影响响膨胀胀剂剂对对混混凝凝土土抗抗裂裂能能力力的的影影响响结论论与与建建议议水泥泥混混凝凝土土：：生产产能能耗耗低低，，工工艺艺简简单单，，成成本本小小较耐耐久久，，防防火火，，适适应应性性强强，，使使用用方方便便产量量：：10亿m3/年，，较较1995年增增长长2倍以以上上21世纪纪内内，，水水泥泥混混凝凝土土仍仍然然将将是是现现代代建建设设无法法替替代代的主主要要建建筑筑材材料料。。前言言混凝凝土土因因这这一一““先先天天””缺缺陷陷而而影影响响其其抗抗渗渗、、抗抗冻冻、、抗抗化化学学介介质质侵侵蚀蚀、、抗抗钢钢筋筋锈锈蚀蚀等等性性能能，，造造成成混混凝凝土土使使用用寿寿命命大大大大缩缩短短，，维维护护修修复复费费用用大大量量上上升升！！据有有关关资资料料，，美美国国每每年年用用于于混混凝凝土土修修复复费费用用高高达达上上千千亿亿美美元元，，我我国国也也将将在在数数千千亿亿元元脆性性大大抗拉拉强强度度低低特别易开裂裂抗冲冲击击抗弯全国国的的铁铁路路、、公公路路及及市市政政建建设设速速度度在在近近十十年年来来非非常常快快。。与与此此同同时时，，也也建建设设了了大大量量钢钢筋筋混混凝凝土土桥桥梁梁。。这这些些公公路路桥桥或或铁铁路路桥桥有有些些处处于于沿沿海海地地域域，，投投入入使使用用10年左左右右就就出出现现了了严严重重的的损损伤伤破破坏坏。。我我们们调调查查了了xx、山山东东、、浙浙江江宁宁波波等等地地的的公公路路系系统统和和铁铁路路系系统统新新建建和和服服务务十十几几年年的的钢钢筋筋混混凝凝土土桥桥梁梁。。这这些些桥桥梁梁均均有有不不同同程程度度裂裂缝缝和和开开裂裂，，具具体体破破坏坏情情况况见见图图。。混凝凝土土开开裂裂调调查查及及原原因因分分析析xx市市市政政工工程程研研究究院院混凝凝土土桥桥梁梁破破坏坏状状况况Thebreakageofsteelreinforcedconcretebridgexx市市市政政工工程程研研究究院院xx市市市政政工工程程研研究究院院xx市市市政政工工程程研研究究院院桥面面铺铺装装层层开开裂裂状状况况xx市市市政政工工程程研研究究院院xx市市市政政工工程程研研究究院院xx大学学土土木木工工程程系系桥面面铺铺装装层层开开裂裂状状况况桥墩墩开开裂裂状状况况xx市市市政政工工程程研研究究院院桥墩墩开开裂裂状状况况xx市市市政政工工程程研研究究院院桥梁梁的的裂裂缝缝特特征征：：桥墩墩、、主主梁梁、、盖盖梁梁、、桥桥面面板板和和护护栏栏都都有有开开裂裂现现象象，，裂裂缝缝形形式式包包括括塑塑性性收收缩缩裂裂缝缝和和硬硬化化收收缩缩裂裂缝缝。。以上上调调查查及及测测试试结结果果表表明明：：受调调查查的的这这几几座座桥桥梁梁的的混混凝凝土土均均有有相相当当严严重重开开裂裂现现象象。。照照此此推推算算若若干干年年后后，，有有害害离离子子经经裂裂缝缝进进入入混混凝凝土土内内部部，，造造成成钢钢筋筋锈锈蚀蚀。。尽尽管管以以上上数数据据只只来来自自几几座座桥桥梁梁，，但但其其反反映映出出的的问问题题却却带带有有普普遍遍性性。。如如果果不不设设法法进进行行防防治治，，会会对对桥桥梁梁使使用用安安全全性性和和人人民民生生命命财财产产安安全全带带来来重重大大影影响响。。因因此此，，对对钢钢筋筋混混凝凝土土桥桥梁梁提提供供有有效效的的抗抗裂裂措措施施，，延延缓缓或或阻阻止止混混凝凝土土裂裂缝缝形形成成已已成成为为一一个个迫迫在在眉眉睫睫的的重重大大课课题题。。xx市市政政工程程研究究院水泥基基混凝凝土材材料特特点：自重大大、抗拉强强度低低、易于干干缩开开裂。混凝土土开裂裂原因因：1.塑性收收缩，，2.干缩收收缩，，3.碳化收收缩，，4.自身收收缩，，5.温度收收缩。混凝土土耐久久性的的影响响：抗渗性性、抗抗冻性性、抗抗化学学介质质侵蚀蚀、抗抗钢筋筋锈蚀蚀等性性能。。本文就就是针针对混混凝土土开裂裂原因因，提提出相相对应应的抗抗裂措措施。。xx市市政政工程程研究究院混凝土种类塑性收缩开裂总权重值/mm2塑性开裂相对权重值/%基准混凝土141.8100掺10%SF混凝土719.2507掺20%矿渣混凝土461.8325掺30%FA混凝土148.9105xx市市政政工程程研究究院混凝土种类水灰比w/c塑性收缩开裂总权重值/mm2塑性开裂相对权重值%基准混凝土0.40227.81001#混凝土0.50321.51402#混凝土0.55543.62383#混凝土0.30378.4166xx市市政政工程程研究究院混凝土种类水泥400kg塑性收缩开裂总权重值/mm2相对开裂权重（%）1#混凝土P.O.32.5711.51002#混凝土P.O.42.5863.5121.43#混凝土P.Ⅱ52.51067.0150.1xx市市政政工程程研究究院混凝土种类水泥用量塑性收缩开裂总权重值/mm2相对开裂权重（%）1#混凝土380437.5100.02#混凝土360320.573.03#混凝土320189.843.0xx市市政政工程程研究究院混凝土种类砂率（%）相对收缩开裂总权重（%）1#混凝土38100.02#混凝土40125.83#混凝土45143.74#混凝土48205.0xx市市政政工程程研究究院塑性收收缩开开裂机机理经过分分析探探讨，，认为为水泥泥基材材料浇浇注成成型后后，由由于水水与水水泥基基材料料的亲亲润性性，水水分蒸蒸发时时表层层材料料毛细细管中中形成成凹液液面，，其凹凹液面面上表表面张张力的的垂直直分量量形成成了对对管壁壁间材材料的的拉应应力,此时材材料处处于塑塑性阶阶段，，材料料自身身的塑塑性抗抗拉强强度较较低，，若材材料表表层毛毛细管管失水水收缩缩产生生的拉拉应力力σ毛细管管与材材料塑塑性抗抗拉强强度f塑满足足下式式：σ毛细管管>f塑则材料料表层层将会会出现现开裂裂现象象。xx市市政政工程程研究究院塑性收收缩开开裂机机理若改变变水泥泥基材材料组组成及及其所所处环环境条条件，，一方方面可可使材材料抵抵抗开开裂的的塑性性抗拉拉强度度发生生变化化，另另一方方面也也可使使毛细细管失失水收收缩形形成的的毛细细管张张力发发生改改变，，从而而使σ毛细管管与f塑满足足下式式：σ毛细管管≤f塑则材料料表层层的开开裂状状况可可得以以减轻轻，甚甚至消消失。。xx市市政政工程程研究究院混凝土土塑性性收缩缩的解解决之之道---提高塑塑性抗抗拉强强度减小毛毛细管管张力力xx市市政政工程程研究究院拟采用用的抗抗裂措措施尽可能能采用用优质质粉煤煤灰选择合合适水水泥在满足足混凝凝土工工作性性能和和物理理力学学性能能前提提下尽尽可能能降低低砂率率掺加一一定量量纤维维掺加一一定量量膨胀胀剂等等xx市市政政工程程研究究院纤维对对混凝凝土抗抗裂能能力影影响xx市市政政工程程研究究院各种纤纤维对对收缩缩力变变化的的影响响由图中中实验验结果果可见见，掺掺加纤纤维不不仅可可以降降低塑塑性收收缩应应力，，而且且可以以使达达到最最大塑塑性收收缩应应力时时间延延长。。掺加加聚丙丙烯腈腈纤维维12mm、聚丙丙烯纤纤维、、聚丙丙烯腈腈纤维维6mm后，水水泥砂砂浆总总的最最大塑塑性收收缩应应力分分别为为1000N/m2；1600N/m2；和1450N/m2，较不不掺纤纤维的的1710N/m2均有不不同程程度的的下降降，其其中聚聚丙烯烯腈纤纤维12mm可在推推迟达达到塑塑性收收缩应应力时时间的的同时时，使使塑性性收缩缩应力力降低低最明明显。。水泥砂砂浆、、混凝凝土的的塑性性应力力降低低和达达到最最大塑塑性收收缩应应力时时间推推迟可可以使使水泥泥砂浆浆、混混凝土土通过过提高高其相相对塑塑性抗抗拉强强度来来达到到抗裂裂的目目的。。xx市市政政工程程研究究院在提高高其抗抗裂能能力前前提下下大幅幅度提提高混混凝土土的抗抗氯离离子渗渗透能能力xx市市政政工程程研究究院xx市市政政工程程研究究院xx市市政政工程程研究究院xx市市政政工程程研究究院各类纤纤维对对塑性性收缩缩开裂裂的影影响Influenceoffibersonplasticshrinkageandcracking砂

浆

种

类塑性收缩开裂总权重值/cm塑性开裂相对权重值/%基准混凝土161.5100聚丙烯腈纤维6mm100.7562.38聚丙烯纤维12mm56.336.86改性聚丙烯纤维7.254.49博凯超纤维UF5009.756.00xx市市政政工程程研究究院由表中中实验验结果果可知知，各各种纤纤维对对混凝凝土抗抗裂效效果是是不一一样的的，聚聚丙烯烯腈纤纤维对对混凝凝土的的塑性性减裂裂效果果为36.6％；未改改性聚聚丙烯烯纤维维塑性性减裂裂效果果为63.1％；而改改性聚聚丙烯烯纤维维对混混凝土土塑性性减裂裂效果果为95.5％、博凯凯超纤纤维对对混凝凝土塑塑性减减裂效效果为为94.0％，因此可可以认为改改性聚丙烯烯纤维和博博凯超纤维维对抵抗混混凝土塑性性开裂十分分有效。xx市市政工程程研究院改性聚丙烯烯纤维降低低混凝土开开裂风险的的机理在于于提高混凝凝土塑性抗抗拉强度；；而博凯超超纤维同时时具有减小小混凝土毛毛细管张力力和提高混混凝土塑性性抗拉程度度。xx市市政工程程研究院膨胀剂对混混凝土抗裂裂能力影响响xx市市政工程程研究院由表中数据据可见，随随着湿度的的增大，裂裂缝数量明明显减少，，当养护湿湿度为100%时，无裂缝缝产生，而而当湿度为为20%时，开裂总总权重值达达403.65cm，该值大于于基准混凝凝土在同等等条件下的的开裂总权权重值。从从表中数据据还可以看看出，当湿湿度增加时时，裂缝宽宽大于2mm的有害裂缝缝长度逐渐渐减少。不同湿度条条件下塑性性收缩力随随时间的变变化曲线xx市市政工程程研究院上图为湿度度对塑性阶阶段收缩力力的影响，，此次试验验中我们选选择了20%，60%和100%三个湿度条条件，图中中曲线可以以反映出，，湿度越小小，砂浆产产生应力的的时间越早早，而当湿湿度足够大大时，可以以延缓产生生收缩应力力的时间，，使砂浆本本身有足够够的时间增增加强度以以此来抵抗抗由于收缩缩而产生的的收缩力；；另外一方方面，湿度度为20%时，产生的的收缩力较较大，且湿湿度20%和60%时，均出现现由于裂缝缝贯穿现象象。这是由由于环境相相对湿度越越低，孔中中实际蒸汽汽压力越小小，这使小小孔中的水水蒸发，产