淺談混凝土塑性收縮和干縮收縮

1、<p>　　淺談混凝土塑性收縮和干縮收縮</p><p>　　摘要：近年來(lái)混凝土的使用量逐年增長(zhǎng)，混凝土的塑性收縮裂縫和干燥收縮裂縫得到大家的廣泛重視。研究裂縫形成的機(jī)理，對(duì)預(yù)防和減少裂縫的產(chǎn)生具有重大意義。本文討論了與產(chǎn)生裂縫有關(guān)的各方面條件的影響，同時(shí)提出了相關(guān)問(wèn)題及研究的方向。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：干縮收縮；塑性收縮；裂縫；主要因素 </p><

2、;p>　　Plastic shrinkage and shrinkage of concrete shrinkage </p><p>　　(1, Shenhua Ningxia Coal Industry Group Ren Mine, Ningxia, Yinchuan, 7500002, Ningxia, China Resources Building Landscape Industry Deve

3、lopment Group Research Center, Ningxia, Yinchuan 750000) </p><p>　　Abstract: In recent years the use of concrete increased year by year, and the plastic shrinkage cracking of concrete drying shrinkage cracks

4、 get everyone's extensive attention. Study the mechanism of the formation of cracks on the prevention and reduction of cracks is of great significance. This article discusses various aspects related cracks conditions

5、, while raised relevant issues and research directions. </p><p>　　Keywords: shrinkage contraction; plastic shrinkage; cracks; major factor </p><p>　　中圖分類號(hào)： TU37 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A </p><p>　　當(dāng)

6、前水泥混凝土是世界上用量最大、使用最廣泛的建筑材料之一。我國(guó)每年混凝土使用量超過(guò)14億立方米。但是如何減少混凝土收縮裂縫的產(chǎn)生也一直是國(guó)內(nèi)外研究的難點(diǎn)?；炷猎跐仓蟪仕苄誀顟B(tài)時(shí)因收縮或沉降等所引發(fā)的開(kāi)裂是塑性收縮產(chǎn)生的主要原因。干燥收縮是當(dāng)混凝土停止養(yǎng)護(hù)后，在不飽和的空氣中失去內(nèi)部毛細(xì)孔和凝膠孔中的吸附水而產(chǎn)生的不可逆收縮，它不同于干濕交替引起的收縮。本文主要對(duì)裂縫形成原因及研究成果進(jìn)行系統(tǒng)的闡述，總結(jié)如何減少裂縫的產(chǎn)生[1]。 &l

7、t;/p><p><b>　　1.研究意義 </b></p><p>　　在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，工程外觀質(zhì)量會(huì)因混凝土開(kāi)裂造成一定的影響或返工，嚴(yán)重情況下還會(huì)影響抗凍、抗?jié)B、抗鋼筋銹蝕等性能，從而影響混凝土的使用壽命。因此，研究裂縫形成的機(jī)理，對(duì)預(yù)防和減少裂縫的產(chǎn)生具有重大意義。 </p><p><b>　　1.1塑性收縮 </b&g

8、t;</p><p>　　1.1.1塑性收縮形成的原因 </p><p>　　新拌混凝土顆粒間空隙原本是被水充滿的。干燥后混凝土表層水分蒸發(fā)使水從漿體中遷移走?？紫端跐{體內(nèi)到達(dá)一個(gè)由毛細(xì)管負(fù)壓不斷增加產(chǎn)生的臨界壓力。在此過(guò)程中，水重排成一些不連續(xù)的水分區(qū)不再均勻分布在漿體中，彼此間存在空隙即發(fā)生塑性收縮。塑性收縮持續(xù)的時(shí)間受外界溫度、濕度、風(fēng)速的影響，也與混凝土本身溫度和泌水性能有關(guān)。

9、</p><p>　　1.1.2塑性收縮的危害 </p><p>　　當(dāng)混凝土沉降收縮受到鋼筋的約束作用，便導(dǎo)致鋼筋上部的混凝土表層開(kāi)裂。在柱梁板聯(lián)接處，因斷面形式?jīng)Q定了鋼筋構(gòu)造和配筋率不同，此處的混凝土便受到不同程度的約束，沉降量不同，極易產(chǎn)生塑性收縮裂縫。混凝土在夏季置于陽(yáng)光下暴曬，塑性收縮裂縫可以擴(kuò)大貫穿成“一線天”的嚴(yán)重質(zhì)量事故[2]。 </p><p>&

10、lt;b>　　1.2干燥收縮 </b></p><p>　　1.2.1干燥收縮形成的原因 </p><p>　　混凝土干燥收縮是混凝土硬化后在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)由于水分蒸發(fā)引起的水泥石干燥收縮而導(dǎo)致的。干燥收縮裂縫產(chǎn)生于混凝土水分蒸發(fā)、干燥的過(guò)程中。位置多在很淺的表面從而影響混凝土表觀質(zhì)量。水泥品種、水泥用量、水灰比、外加劑等是干燥收縮裂縫的主要因素，骨料品種、砂率、混凝土的養(yǎng)

11、護(hù)等是收縮裂縫的次要因素[3]。 </p><p>　　1.2.2干燥收縮的危害 </p><p>　　干縮收縮是引起結(jié)構(gòu)裂縫的主要因素之一，應(yīng)當(dāng)給予足夠的重視，否則就會(huì)影響混凝土結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性。 </p><p><b>　　2.研究現(xiàn)狀 </b></p><p>　　目前對(duì)于混凝土塑性收縮的測(cè)量，所用的標(biāo)準(zhǔn)不盡

12、相同，最常用的觀測(cè)塑性收縮裂縫發(fā)展的實(shí)驗(yàn)儀器是ACI集中約束平板法，往往可以調(diào)整實(shí)驗(yàn)儀器的尺寸達(dá)到實(shí)驗(yàn)的目的。干燥收縮的實(shí)驗(yàn)方法并不唯一，主要可以歸結(jié)為幾種：顯微鏡讀取裂縫寬度、百分表測(cè)量收縮值、測(cè)量變形長(zhǎng)度等方法。 </p><p><b>　　2.1影響因素 </b></p><p>　　對(duì)混凝土的塑性收縮和干燥收縮影響較大的因素主要有原材料的質(zhì)量、骨料級(jí)配和水膠

13、比。次要因素包括磷渣、減水劑、無(wú)機(jī)鹽等各種影響混凝土裂縫開(kāi)展的添加劑。另外，環(huán)境因素也對(duì)混凝土裂縫開(kāi)展也有很大的影響。 </p><p>　　2.1.1水泥品種 </p><p>　　水泥對(duì)混凝土裂縫的影響很大，因此中熱硅酸鹽水泥或低熱礦渣硅酸鹽水泥低等收縮量、低水化熱水泥應(yīng)優(yōu)先選用。礦渣硅酸鹽水泥也可在摻加泵送劑或粉煤灰時(shí)選用。在混凝土的生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格控制原材料的質(zhì)量，減少裂縫的產(chǎn)生。

14、水泥的細(xì)度要符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，細(xì)度大的水泥易產(chǎn)生干燥收縮裂縫。 </p><p>　　2.1.2骨料選擇 </p><p>　　一般情況下骨料僅對(duì)混凝土的干縮起約束作用而不會(huì)產(chǎn)生收縮變形。所以骨料含量越大混凝土的干縮值就越小[4]。另外，骨料品種也是混凝土干縮的主要影響因素之一，砂巖骨料混凝土干縮值最大，礫石、玄武巖、花崗巖、石灰?guī)r以及石英巖混凝土次之。 </p><p&g

15、t;<b>　　2.1.3水膠比 </b></p><p>　　經(jīng)研究，水膠比介于1.08和0.34之間時(shí)，最初4h內(nèi)摻聚磷酸減水劑的高強(qiáng)混凝土塑性收縮較快，超過(guò)4h后減緩?；炷了苄允湛s隨水膠比的增加而增大。水膠比為0.36是分界點(diǎn)，過(guò)大則較易產(chǎn)生塑性開(kāi)裂，而過(guò)小則對(duì)塑性開(kāi)裂具有明顯抑制作用[5]。當(dāng)水膠比小于0.41時(shí)，用硅酸鹽水泥配制的方能保證塑性收縮率小于1%。 </p>

16、<p><b>　　2.1.4外摻料 </b></p><p>　　在混凝土中摻入粉煤灰不但可以改善混凝土的諸多工作性能，而且還能夠替代部分水泥，降低工程造價(jià)，減輕對(duì)環(huán)境造成的污染，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。粉煤灰對(duì)混凝土的干燥收縮有較大影響，不同性質(zhì)粉煤灰對(duì)水泥基材料干縮性能的影響規(guī)律是不一樣的。因此混凝土中摻加適量的粉煤灰，對(duì)于混凝土干燥收縮有一定的抑制作用，可降低其開(kāi)

17、裂風(fēng)險(xiǎn)[6]。相比而言，礦渣對(duì)混凝土干燥收縮的降低效果比粉煤灰顯著。膨脹劑對(duì)補(bǔ)償混凝土的干燥收縮則具有一定的效果。磷渣對(duì)混凝土收縮也有一定的效果，磷渣對(duì)干縮性能（尤其是早期）影響顯著，磷渣越細(xì)、摻量越大，干縮也越大[7]。 </p><p><b>　　2.2建議措施 </b></p><p>　　2.2.1材料自身 </p><p>　　發(fā)展

18、高性能混凝土是解決混凝土塑性收縮開(kāi)裂的最佳技術(shù)途徑。磨細(xì)粉煤灰具有一定減水作用，不宜大量使用在上部結(jié)構(gòu)中。加入普通粉煤灰和高鈣灰，可以顯著提高粉煤灰混凝土抗塑性收縮的能力。混凝土塑性收縮不可避免，只有確?；炷羶?yōu)異的體積穩(wěn)定性，才能承載高性能混凝土所具備的高耐久性。 </p><p>　　混凝土的合理設(shè)計(jì)首先是混凝土配合比設(shè)計(jì)，單方混凝土水泥的用量應(yīng)合理，水泥用量偏大、用水量偏高，水泥漿體體積偏大，則收縮就偏大。

19、因此，減少裂縫的主要措施還是要嚴(yán)格控制混凝土水灰和混凝土的用水量[8]。除此之外，鋼纖維、碳纖維、聚丙烯纖維等材料的摻加也可起到控制裂縫的作用。 </p><p>　　2.2.2施工技術(shù) </p><p>　　混凝土塑性收縮不可避免，但塑性裂縫在一定程度上可以彌補(bǔ)。其關(guān)鍵在于設(shè)計(jì)、施工和材料各方面對(duì)混凝土塑性收縮的形成機(jī)理達(dá)成共識(shí)，針對(duì)性的采取切實(shí)可行的措施。 </p>&l

20、t;p>　　首先，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)合理。板的設(shè)計(jì)厚度不宜過(guò)小，薄板比厚板易產(chǎn)生裂縫。樓板含筋率過(guò)小或含筋率不變而配置鋼筋直徑過(guò)大，鋼筋間距過(guò)大會(huì)降低樓板抗裂性能。板構(gòu)件斷面突變或樓板開(kāi)洞處易造成應(yīng)力集中而開(kāi)裂，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量避免或在易產(chǎn)生應(yīng)力集中的薄弱環(huán)節(jié)采取加強(qiáng)措施，在易裂的邊緣部位設(shè)置暗梁，提高該部位的配筋率，提高混凝土的極限拉伸。 </p><p>　　其次，振搗方式要正確。不正確的振搗方式會(huì)造成混凝土分層離

21、析、表面浮漿、混凝土面層開(kāi)裂或使混凝土產(chǎn)生不均勻沉降收縮裂縫。所以應(yīng)加強(qiáng)混凝土的振搗，提高密實(shí)度。振搗要適宜，不過(guò)振、不漏振，已混凝土振搗面無(wú)氣泡冒出為宜。采用兩次振搗技術(shù)，可以消除因塑性沉降而引起的內(nèi)分層，阻斷因泌水而留下的連貫通道。除此之外采用二次抹面的做法也可愈合混凝土裂縫。 </p><p>　　第三，養(yǎng)護(hù)要到位?；炷琉B(yǎng)護(hù)不到位或在養(yǎng)護(hù)過(guò)程中遭受大風(fēng)襲擊和陽(yáng)光暴曬使得表面水分急劇蒸發(fā)，使得混凝土表面與內(nèi)

22、部變形不均而產(chǎn)生裂縫。采用人工噴霧、澆水養(yǎng)護(hù)、加大空氣濕度、及時(shí)圍欄擋風(fēng)等措施可有效避免水分急速流失從而防止裂縫的產(chǎn)生。 </p><p><b>　　3.科研方向 </b></p><p>　　目前對(duì)混凝土塑性收縮和干縮的研究方法不盡相同，各個(gè)參量和結(jié)果也有差別。不同研究者選用的實(shí)驗(yàn)方法各不相同，使得實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比性差。因此需進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)混凝土收縮的研究，建議制定專門(mén)

23、測(cè)量塑性收縮和干縮的實(shí)驗(yàn)規(guī)范。 </p><p>　　如今工業(yè)廢料是浪費(fèi)了的資源，可以研究工業(yè)廢料作為混凝土的外摻劑來(lái)減少裂縫的發(fā)生。結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)一步研究更多因素對(duì)混凝土收縮的影響，及多因素交互作用的結(jié)果。合理優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)一步研究和開(kāi)發(fā)一些有效、實(shí)用、廉價(jià)的減少和控制塑性說(shuō)所和干縮危害的方法。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p>

24、;<p>　　[1]馬一平，楊曉杰，王培銘. 纖維增強(qiáng)對(duì)水泥基材料早期干縮開(kāi)裂性能的影響[J].同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)，2007,35（5）:644-648 </p><p>　　[2]吳華君，方鵬飛. 高性能混凝土干燥收縮規(guī)律研究[J].混凝土，2009,8:33-35 </p><p>　　[3]張志權(quán)，張平印. 高強(qiáng)混凝土非結(jié)構(gòu)性裂縫形成原因及控制方法[J]?；炷粒?005,1

25、0:56-58 </p><p>　　[4]周艷，杜應(yīng)吉. 大摻量粉煤灰混凝土的干燥收縮性能研究[J].水利水電工程，2010,32（05）：128-131 </p><p>　　[5]劉麗霞，楊長(zhǎng)輝，吳芳. 摻聚磷酸減水劑的高強(qiáng)混凝土塑性收縮與抗裂性能研究[J].混凝土，2009，（10）：80-82 </p><p>　　[6]夏威. 摻礦粉粉煤灰混凝土塑性收縮