混凝土早龄期的抗压强度与弹性模量的历时变化模型(2)

（三）混凝土早龄期裂缝控制 ·························································· 11

五、结论 ··························································································· 12 注释： ······························································································ 13 参考文献 ··························································································· 14

浅谈混凝土早龄期性能与裂缝控制

摘 要：在钢筋混凝土结构的施工及使用过程中，钢筋混凝土结构的裂缝是一个非常普遍的现象，它不仅对建筑外观有很大影响，同时对结构功能的使用和耐久性的影响，对建筑物的安全构成严重威胁，甚至完全丧失其功能使用。目前，混凝土的裂缝问题引起了人们的注意。因此，探讨钢筋混凝土结构裂缝的原因及预防措施和补救措施是十分必要的。大量研究发现，混凝土结构早期开裂均会对土木工程结构的使用性能产生不利影响，甚至导致更为严重的安全事故。本文笔者根据多年实践经验，试图对混凝土早龄期性能与裂缝控制进行研究讨论，以期改善混凝土工程的整体质量。因此，本文介绍了裂缝的类型及成因的钢筋混凝土，防止裂缝，从设计因素和外部因素、材料因素三个方面的具体方法进行了探讨。并提出了预防的对策，阐述了混凝土裂缝的预防措施，以供相关人员参考。 关键词：混凝土结构；裂缝成因；预防措施

一、概述

（一）问题的提出

钢筋混凝土结构裂缝是影响建筑物满足安全性、适用性和耐久性的一个非常重要的方面，建筑物的结构或构件常常由于各种不同的原因导致各种裂缝出现，是不可避免的，其有害程度是可以控制的，有害与无害的界限是由结构使用功能决定的。因此加强钢筋混凝土结构出现裂缝原因的分析是非常重要的，设计、施工、材料等方面因素对钢筋混凝土结构开裂的影响是相互联系、相互制约的，必须全面系统的考虑。从裂缝的分类入手，弄清裂缝出现的原因，对裂缝采取措施加以正确的处理，能够避免钢筋混凝土结构裂缝的产生或者使裂缝尽可能将其有害程度控制在允许范围之内,并在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展，钢筋混凝土结构裂缝问题将会逐渐得到圆满的解决。保证建筑物和构件安全、稳定地工作①。

混凝土结构工程的裂缝，是一个带着有普通性被工程界很为关注的问题。有些裂缝的继续扩展可能危及结构安全，因为结构的最终破坏往往是从裂缝开始的，成为结构的破坏的先兆，这主要是指荷载产生的裂缝；有些裂缝的出现造成工程渗漏，影响正常使用，是钢筋锈蚀，保护层剥落，降低混凝土强度，严重损害工程耐久性，缩短工程使用寿命，这主要是指变形产生的裂缝；还有耦合作用下的裂缝和碱骨料反应膨胀应力引起的裂缝及冻融引起的裂缝。同时较大的结构

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裂缝，也为人的观瞻难以接受，造成恐惧心理压力，影响建筑美观，为装修造成困难。由于产生裂缝的微观与宏观机理的复杂性、动态变化性，它也是困扰工程技术人员一个技术难题。[1]

（二）主要内容

本论文研究混凝土裂缝成因分别从以下几方面着手研究：1）设计原因，2）材料原因，3）混凝土配合比设计原因，4）施工及现场养护原因，5）使用原因。 针对混凝土裂缝成因的分析以下几方面采取控制措施：1）设计方面，2）材料选择，3）混凝土配合比设计，4）施工方面，5）管理方面，6）环境方面。

三、混凝土早龄期性能研究

当下，土木工程界对混凝土的使用频度相当高，而面对频发的质量安全事故，如何保障混凝土工程质量逐渐受到社会的关注。研究发现，混凝土早龄期性能会对混凝固结构的服役寿命、耐久性产生影响，而混凝土结构早龄期性能并非稳定不变，且会影响到混凝土结构的开裂敏感性，因此难以准确预测混凝土结构的早期裂缝，此乃结构工程界的研究难题。据此研究背景，本文试图从混凝土早龄期性能出发，浅析如何有效控制混凝土早期裂缝。混凝土早龄期性能的研究点主要集中在初期水化、电特性、早期水化放热及收缩与徐变等。为此，本文仅就上述研究点进行讨论。

（一）混凝土初期水化与电特性

在混凝土开始搅拌后，重力作用和外界环境就开始影响混凝土的微观结构。 决定新拌混凝土初期性能的两个重要因素是水胶比和骨料体积。新拌混凝土即可以被看作是不同粒径的粒子 (水泥颗粒、细骨料和粗骨料 )悬浮在水中构成的悬浮液，也可以看成是水填充在粒子周围构成的多孔介质材料。水泥的水化过程使混凝土从粘塑性液态材料转化为刚性的可承受荷载作用的固体材料。混凝土搅拌之初，外界环境、重力作用均会对混凝土的微观结构产生影响，其中骨料体积、水胶比会对混凝土初期性能产生决定性的影响。在此期间，水泥的水化作用会促使混凝土直接从液态材料转变为具有荷载能力的刚性固体材料。对于混凝土的水化程度，主要采取测试电阻率法来进行监测。有研究人员分别对不同掺合料、不同水灰比的混凝土电参数及曲线变化规律进行了研究，研究发现：早龄期混凝土的强度、电阻率与时间之间的关系曲线非常相似，且彼此关联。混凝土的水化进

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程可采取直观与量化的方法划分成水泥水解Ⅰ、诱导期Ⅱ、凝结Ⅲ、硬化Ⅳ、硬化后期Ⅴ，并用曲线的0点、拐点、峰值点来表征水泥的水化全程，以准确判定混凝土的凝结时间。

（二）混凝土早期水化放热

有研究人员通过对混凝土早期水化反应建立单元立方体、微观表达式及混凝土水化放热模型来准确描述混凝土的放热行为。借鉴外国研究人员的实验数据之后，利用水泥水化模型便可对水泥水化进程进行精准预测及对水泥早期水化的水化度进行准确分析，同时还能对混凝土微观结构与龄期之间的发展规律进行模拟。虽然采用计算公式可以描述混凝土的水化放热曲线，但是公式中仍存在较多的试验参数，而且公式中未考虑不同水泥品种、化学组分、水泥粒径和水灰比对混凝土水化放热的影响，所以还无法 ”预测 ”混凝土的放热行为。 本研究将一个水泥颗粒与水结合，构建起水化反应的“ 单元立方体 ”,从水泥颗粒的微观几何模型出发，建立水泥水化动力学的微观表达式，并在水泥水化动力学的基础上建立混凝土水化放热模型，从内能减小角度提出划分水泥水化反应的结晶与成核反应 ( nucleation and crystal growth,NG) 、相边界反应 ( interactions at phase boundaries, I)与扩散反应 ( diffusion, D)进程的控制条件，采用加权法分析水泥化学组分对水化放热反应速率常数的影响，并通过水泥颗粒粒径分布函数将水泥颗粒水化程度与水泥浆体宏观水化程度建立了联系。 …… 此处隐藏：902字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……