【西南交通大學】《建築材料》（全58講）李固華 P25 - 25. 5.9 混凝土在硬化過程中及硬化後的變形性能（下）

同學們好 這節我們介紹溼脹乾瘦變形 乾瘦是混凝土內部水分蒸發引起的體積變形 主要是膠金材料引起的 實驗數據顯示 乾瘦變形遠大於溼脹 混凝土在相對溼度爲70%的空氣中 它的收縮值約爲水中膨脹值的六倍 相對溼度爲50%時則爲八倍 混凝土抗壓強度遠高於抗拉強度 混凝土更怕乾瘦 特別是在早期混凝土強度不高的情況下 容易產生乾瘦開裂 我們看一下這張圖 混凝土構建沒有約束 自有均勻的變形就不會產生異物 在工程中實際構建都是有約束的 C圖 混凝土構建兩端受到了約束 收縮時就受到了拉應力 當混凝土的拉應力超過混凝土的極限的時候 這時混凝土連起牆 有序地開裂了C圖 上面主要的應力分佈 一次開裂 應力重分佈 二次開裂 這些照片是混凝土樓板上的裂縫 在拆掉模板以後 發現樓板沿着裂縫漏水了 水是澆水掩護的水 裂縫出現的時間一般在混凝土澆水後三天內 裂縫貫穿樓板 開裂的主要原因是早期混凝土含水多 失水太快 混凝土的牆頭還沒有起來 收縮應力很快達到了當時的混凝土抗拉底 極限而開裂 後期混凝土牆頭髮展起來了 可以抵擋較高的抗拉應力 影響幹縮的主要因素 第一 將近產量的漿量 用水量 水澆比 漿量多了 當然幹縮就大了 用水量多 水澆比大 收縮 幹縮也大 將近產量的品種和系統 粉末水面收縮低 棗香膏的水面容易開裂 系統大 水化速度快 更容易開裂 什麼原因呢 是因爲早期混凝土彈性膜粘度提高 比牆頭更快 第三 粗細骨糧的品種 歷經了大小 用量 實驗發現 水泥漿 沙漿 混凝土 它收縮的比值 大概是5比2比成1 所以水泥漿如果是多的話 那混凝土收縮就大了 沙漿多了 收縮也大 第四 是掩護 掩護開始的時間 以及掩護持續的時間 混凝土粘粘後可以上人了 立即壓薄一遍 俗稱收焊 混凝土的表面有水珠 可能也有小裂縫 特別是沿着鋼筋走向的沉漿縫 收焊可以使得這些塑形裂縫閉合 這次混凝土施工時 必須的一道工序 收焊後馬上有塑料薄膜 一根覆蓋 混凝土掩護的時間 是越早越好 這是喬敦或者祝他的掩護 可以看到掩護薄膜下面全是水汽 第三本《混凝土的自收縮》 這本我們自學也不介紹了 第四 溫度變形 熱脹冷縮 氣候水滑熱對混凝土結構的影響 每變化一度 混凝土每米脹縮是0.01毫米 混凝土受熱 當混凝土構建內的溫度均勻地上升和下降的時候 且不受外界的約束 就不會產生溫度盈利 有約束時就產生了溫度盈利 第一 氣候的影響 冬天到夏天 混凝土氣候變化 溫度的變化可以達到40到60度 大長廊結構由於混凝土冷縮產生的拉印力 可能造成混凝土的開裂 對於地下連續牆 公路路面 牆面板這樣一些長大的構建 當氣溫發生變化時 由於升溫或者降溫 使得混凝土結構發生了生鏽變形 規範中都要求設置相應的溫度伸縮縫 也可以在混凝土當中設置鋼絲網 鋼纖維來增強混凝土的抗裂性 混凝土結構設計規範 就給出了不同的鋼筋混凝土結構伸縮縫 它的最大的間距 規範裏面給出的 限焦露天的混凝土當中 最大的間距不超過20米 第二 水化熱對大體積混凝土的影響 水泥水化是放熱反應 對於新焦的大體積混凝土結構 熱量散熱慢 混凝土構建中心與表面產生較大的溫差 混凝土膨脹受到約束 溫差越大約束就越大 也就是混凝土內部受壓 外部受拉 隨着溫差的提高 拉引力超過混凝土的抗拉強度 或者拉引面超過了極限的拉引面的時候 表面就開裂了 水化熱對於大體積混凝土的影響很大 不論升溫降溫 混凝土內外的溫差都必須小於等於25度 各個國家對大體積混凝土的定義也不盡相同 我們看一下美國混凝土學會里面ACI 它們對大體積混凝土的定義 各項尺寸都較大 一直需要採取溫度控制來解決水化熱 及隨着引起的體積變形 從而最大限度地減少開裂的混凝土 該學校還認爲 結構的最小尺寸大於0.6米 進行考慮水化熱引起混凝土體積變化與開裂的問題 國際運營學會它的定義是 凡是混凝土一次交出最小尺寸大於0.6米 特別是水泥用量大於了每方400公斤的時候 應該考慮採取水化熱低的水泥 或者是採取其他降溫散熱的措施 階級建設部的普通混凝土配合比設計規程裏的定義 它是混凝土結構實體最小的尺寸大於會等於一米 或者是預計會因爲水泥水化熱引起水泥內部 內外溫差過大而導致裂縫的混凝土 減少溫度因於開裂的措施 第一原材料與配合比 水化熱採用低熱水泥 在混凝土當中加入沙盒料 反應劑等降低水泥用量 C3A和C3S含量高 水化速度快 早期是老熱高 中三煙水泥不能用在大體積混凝土當中 採用摻混合材的水泥 或者在混凝土當中摻入了沙盒料 這樣可以降低混凝土內部的最高溫度 延遲了最高溫度出現的時間 延遲最高溫度出現的時間 將使得混凝土具有較高的抗拉強度 而不易開裂 另外水泥細度太細 也會提高水化的速度 增加早期的放熱量 當然對大體積混凝土不利 加州環境界可以保證大體積混凝土 在連續澆熱時不出現冷縫 階級物物要求混凝土絕對溫室不許超過50度 這是大體積混凝土配比的實際案例 底板混凝土配合比 上海環球金融中心 它的底板厚度12米 中央電視臺新的臺紙 它的底板厚度是10.9米 上海中芯 中國尊 它們底板的厚度都達到了6米 這是實際的配合比 水泥的用量都比較低的 都參數了差額量 第二 在混凝土配比確定以後 採取的施工養護措施 第一 降低入模的溫度 佈置冷凍水管 採取的措施 給谷料降溫 在有可能的情況下 加冰塊 用冰水 有些混凝土工程 如果大型的基礎 要佈置冷凝水管 當然 這將增加成本 第二 測溫 蓄熱保溫 保溼養護 測溫的目的 是控制大體積混凝土結構內外的溫差 蓄熱是減少混凝土的表面熱量的散失 提高混凝土的表面溫度 降低混凝土內外溫差 當混凝土內外的溫差 低到一定程度的時候 草帶 它的表面 覆蓋了這種養護層的它的表面 要保溼 要紮實 這個養護 這是某一個發展基礎的施工工地 這是某工地的測溫 佈線 測溫 四道題 混凝土結構常見的病害有哪些 如何產生的 第二 混凝土收縮 虛變 對混凝土結構有什麼影響 第三 如何提高混凝土結構的抗裂性 這一節就到這