混凝土早期裂縫控制課件

1、浙江大學(xué)建筑工程學(xué)院錢曉倩混凝土收縮裂縫控制混凝土技術(shù)的發(fā)展方向不開裂 耐化學(xué)腐蝕耐高溫 高抗?jié)B高抗拉強(qiáng)度 高拉壓比在負(fù)溫下硬化 自密實(shí)、可調(diào)凝。 混凝土收縮裂縫控制預(yù)拌混凝土的屬性：對生產(chǎn)企業(yè)來說是產(chǎn)品，對施工企業(yè)來說則是原材料預(yù)拌混凝土的應(yīng)用在相當(dāng)程度上解決了混凝土強(qiáng)度不足的質(zhì)量通病。然而，從某種程度上來看，預(yù)拌混凝土的應(yīng)用也給我們帶來了混凝土結(jié)構(gòu)非荷載裂縫的質(zhì)量通病。1、混凝土結(jié)構(gòu)非荷載裂縫成因的多元性對傳統(tǒng)普通混凝土，業(yè)已形成的設(shè)計(jì)理論和措施增設(shè)構(gòu)造鋼筋、設(shè)縫等已能較好地控制非荷載裂縫。對現(xiàn)代普通混凝土，當(dāng)采用了這些措施，甚至摻膨脹劑等技術(shù)后，裂縫問題依然嚴(yán)重。增加鋼筋的作用效果、適用

2、范圍、適用條件等理論問題和應(yīng)用實(shí)踐問題是否有待修正和完善？原有的設(shè)縫間距依據(jù)是否仍然適用？膨脹劑的實(shí)際效果如何?設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)如何設(shè)定？能否從設(shè)計(jì)角度對材料參數(shù)提出技術(shù)要求？能否建立非荷載變形設(shè)計(jì)計(jì)算程序？設(shè)計(jì)方面：材料方面：傳統(tǒng)普通混凝土：水泥砂石子水 現(xiàn)場攪拌為主。現(xiàn)代普通混凝土：水泥砂石子+水 +化學(xué)外加劑+礦物外加劑 預(yù)拌為主、泵送施工。這些差異對混凝土非結(jié)構(gòu)裂縫是否存在必然聯(lián)系？過去與現(xiàn)實(shí)的對比：原材料項(xiàng)目過去現(xiàn)實(shí)水泥篩余58%，比表面積250300m2/kg，標(biāo)稠用水量2627%，摻合料12種篩余13%，比表面積350400m2/kg，標(biāo)稠用水量2730%，摻合料812種砂子原則上為

3、中砂細(xì)砂、碎屑、級配差石子4060mm，樓板3031.5，樓板20mm化學(xué)外加劑絕大部分使用礦物外加劑原則上不用絕大部分使用，且23種膨脹劑原則上不用經(jīng)常使用原則上不用配合比：項(xiàng)目過去現(xiàn)實(shí)配合比用水量大小水灰比大小砂率小大漿骨比小大坍落度小大保水性好差粘聚性好差混凝土性能：項(xiàng)目過去現(xiàn)實(shí)混凝土性能坍落度小大強(qiáng)度等級低高早期強(qiáng)度低高總水化熱小大總收縮小大早期收縮小大自收縮小大施工方面：從傳統(tǒng)普通混凝土坍落度3070mm，到現(xiàn)代普通混凝土100mm，我們的振搗成型變得輕松了，可到現(xiàn)場還想加水“生水”。抹面變得輕松了，可抹平、抹光與抹壓、特別是二次抹壓的功能是不同的。養(yǎng)護(hù)的及時(shí)性、養(yǎng)護(hù)方式的選用并未引

4、起足夠的重視。管理方面：傳統(tǒng)普通混凝土與現(xiàn)代普通混凝土質(zhì)量監(jiān)理和質(zhì)量監(jiān)督的內(nèi)容與理念要有所調(diào)整。關(guān)注的重點(diǎn)應(yīng)該轉(zhuǎn)移到源頭和過程監(jiān)控。王鐵夢教授在混凝土03年第11期上總結(jié)了混凝土工程收縮裂縫形成的18個(gè)主要因素，應(yīng)該說是很有“技術(shù)”針對性。但責(zé)任主體不明。這里從另一角度提出裂縫成因的類別，以便尋找新的解決途徑。 2、裂縫成因說1） 水泥質(zhì)量指標(biāo)的變更、混凝土強(qiáng)度等級的提高和外加劑的應(yīng)用，砂石資源短缺引起的質(zhì)量波動，是導(dǎo)致混凝土裂縫增多的直接材料因素；2）泵送施工技術(shù)的應(yīng)用，對材料提出的高可泵性，從而要求高流動性、高砂率、高漿骨比和較小的粗集料粒徑，是導(dǎo)致混凝土裂縫增多的間接材料因素； 3）傳統(tǒng)

5、的混凝土澆筑方式和養(yǎng)護(hù)措施、超常規(guī)的施工進(jìn)度要求，特別養(yǎng)護(hù)不及時(shí)和現(xiàn)場加水問題，是導(dǎo)致混凝土裂縫增多的施工因素；4）非荷載裂縫控制的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、設(shè)計(jì)理論缺少系統(tǒng)研究，從而缺乏相應(yīng)有效的設(shè)計(jì)措施，是導(dǎo)致混凝土裂縫增多的設(shè)計(jì)因素； 5）監(jiān)理單位和質(zhì)檢部門對非荷載裂縫成因及控制措施的事前關(guān)注不足，特別是理解上尚存在一定差距，是導(dǎo)致混凝土裂縫增多的管理因素。 3、收縮裂縫控制的關(guān)鍵：養(yǎng)護(hù)養(yǎng)護(hù)對防治塑性收縮裂縫起著關(guān)鍵作用，判斷養(yǎng)護(hù)是否良好的標(biāo)準(zhǔn)：首先，必須有效控制混凝土表面水分蒸發(fā)速率；其次，必須在初凝之前開始養(yǎng)護(hù)。表面潮濕不是無需養(yǎng)護(hù)的理由，裂縫的產(chǎn)生等不到表面發(fā)白。影響蒸發(fā)速率的因素：1）氣溫；2）

6、混凝土體溫；3）相對濕度；4）風(fēng)速；5）太陽輻射熱； 以上任意兩個(gè)因素的組合都屬于熱天混凝土澆注(Hot Weather Concreting)。最大允許水分蒸發(fā)速率：美國ACI 305建議：對泌水速率介于0.51.5kg/m2/h的普通混凝土，最大允許蒸發(fā)速率為1.0kg/m2/h。但對現(xiàn)代普通混凝土、特別是高強(qiáng)高性能混凝土，W/B小，同時(shí)摻有高細(xì)度的硅灰、粉煤灰、礦粉等，泌水量小，在較小水分蒸發(fā)速率的環(huán)境下，比如0.20.7kg/m2/h，塑性收縮裂縫依然有可能出現(xiàn)。 環(huán)境因素：HSPC和泵送混凝土對環(huán)境因素的敏感性提高了。對于普通混凝土適宜的環(huán)境條件，對于HSPC和泵送混凝土來說可能就是

7、惡劣環(huán)境。 施工組織和實(shí)施：防治HSPC和泵送混凝土的塑性收縮裂縫，關(guān)鍵要對簡單的養(yǎng)護(hù)要求和施工工藝有足夠的重視，并嚴(yán)格執(zhí)行。這些要求包括：良好的施工組織以避免先澆注的混凝土得不到及時(shí)養(yǎng)護(hù)；采用合適的養(yǎng)護(hù)方法，比如塑料膜覆蓋、噴霧（不是澆水）、養(yǎng)護(hù)劑；在適當(dāng)時(shí)間重新抹壓混凝土表面，控制振平速率和方向等等。 困惑：一方面是工程進(jìn)度驅(qū)使另一方面是對以往經(jīng)驗(yàn)的過分自信國家規(guī)范的缺憾：12h以內(nèi)開始養(yǎng)護(hù)。目的只是保證傳統(tǒng)普通混凝土強(qiáng)度的發(fā)展。但對現(xiàn)代混凝土早期裂縫控制顯然不足。上述簡單易行的有效措施并沒有被認(rèn)真執(zhí)行。半密封狀態(tài)養(yǎng)護(hù)，不同品種減水劑對混凝土早期收縮的影響 不摻減水劑混凝土的早期收縮值小于

8、7010-6m/m 。摻減水劑混凝土的早期收縮均大于20010-6m/m。收縮率比為300% 敝開養(yǎng)護(hù)時(shí)，減水劑品種對混凝土早期收縮的影響系列編號單方混凝土材料用量(kg/m3)坍落度（mm）水泥水砂碎石減水劑F3521767511126FDN/2.64150T3521707511126TA-201/5.63155P3521727511126PCA/4.22160S3521737511126SP-8/3.52160敝開養(yǎng)護(hù)時(shí)，減水劑品種對混凝土早期收縮的影響起始養(yǎng)護(hù)時(shí)間對不摻減水劑混凝土的早期收縮的影響 養(yǎng)護(hù)起始時(shí)間對摻減水劑混凝土收縮的影響不同養(yǎng)護(hù)起點(diǎn)的混凝土從初凝開始的72h收縮（W/C=

9、0.5、摻0.75%的FND）初凝初凝后2h初凝后4h初凝后8h以上不同養(yǎng)護(hù)起點(diǎn)的混凝土從初凝開始的72h收縮（W/C=0.4、摻0.75%的FND）初凝初凝后2h初凝后4h初凝后8h以上養(yǎng)護(hù)起始時(shí)間對摻減水劑混凝土收縮的影響不同養(yǎng)護(hù)起點(diǎn)的混凝土從初凝開始的72h收縮（W/C=0.32、摻0.75%的FND）初凝初凝后2h初凝后4h初凝后8h以上養(yǎng)護(hù)起始時(shí)間對摻減水劑混凝土收縮的影響不同水灰比混凝土的早期收縮的比較敞開養(yǎng)護(hù)密封養(yǎng)護(hù)早期收縮與起始養(yǎng)護(hù)時(shí)間的關(guān)系覆膜養(yǎng)護(hù)與噴霧養(yǎng)護(hù)對早期收縮的影響兩種養(yǎng)護(hù)方式下混凝土早期收縮的試驗(yàn)結(jié)果（不同起始養(yǎng)護(hù)時(shí)間）覆膜養(yǎng)護(hù)噴霧養(yǎng)護(hù)養(yǎng)護(hù)時(shí)間對混凝土早期收縮的影響

10、養(yǎng)護(hù)時(shí)間對不摻減水劑混凝土的早期收縮的影響在不同養(yǎng)護(hù)時(shí)間下，摻減水劑的混凝土3d的收縮（水灰比0.5）養(yǎng)護(hù)時(shí)間對混凝土早期收縮的影響在不同養(yǎng)護(hù)時(shí)間下，摻減水劑的混凝土3d的收縮（水灰比0.4）養(yǎng)護(hù)時(shí)間對混凝土早期收縮的影響在不同養(yǎng)護(hù)時(shí)間下，摻減水劑的混凝土3d的收縮（水灰比0.32）養(yǎng)護(hù)時(shí)間對混凝土早期收縮的影響早期收縮與養(yǎng)護(hù)時(shí)間的關(guān)系 覆膜養(yǎng)護(hù)與噴霧養(yǎng)護(hù)對收縮的影響 注意：噴霧養(yǎng)護(hù)4h的試件，收縮小于密封養(yǎng)護(hù)8h的試件覆膜養(yǎng)護(hù)噴霧養(yǎng)護(hù)兩種養(yǎng)護(hù)方式下混凝土早期收縮的試驗(yàn)結(jié)果（不同養(yǎng)護(hù)時(shí)間）對于控制混凝土的早期塑性收縮裂縫來說，對養(yǎng)護(hù)的絕對強(qiáng)調(diào)是HSPC和泵送混凝土的一個(gè)重要特征，轉(zhuǎn)變建設(shè)、施工

11、和管理人員的觀念，與改善混凝土的性能同樣重要，并且更加迫切和有效。理念：化學(xué)外加劑對收縮的影響減水劑、泵送劑等化學(xué)外加劑的應(yīng)用，對混凝土技術(shù)進(jìn)步起到了革命性作用。而革命性，通常以局部破壞性為代價(jià)?；瘜W(xué)外加劑生產(chǎn)和研究機(jī)構(gòu)，應(yīng)該象重視減水劑的減水率一樣，重視化學(xué)外加劑對混凝土早期收縮（塑性收縮）和總收縮的增大作用?；瘜W(xué)外加劑的應(yīng)用部門（生產(chǎn)和施工）則應(yīng)視之為“新生兒”。收縮試驗(yàn)方法與認(rèn)識1我國混凝土收縮試驗(yàn)是根據(jù)混凝土耐久性和長期力學(xué)性能試驗(yàn)方法（GBJ82）方法進(jìn)行的。該試驗(yàn)方法對混凝土3d之內(nèi)的早期收縮無法反映，對不摻外加劑的普通混凝土而言，影響不大。收縮試驗(yàn)方法與認(rèn)識2但對摻減水劑的混凝土

12、，早期收縮的影響非常顯著。從裂縫產(chǎn)生的時(shí)間來分析，1d之內(nèi)的早期收縮增大，可能是混凝土開裂的關(guān)鍵因素。因此目前的化學(xué)外加劑收縮率比試驗(yàn)方法，并沒有完全反映減水劑對混凝土收縮的影響程度。大量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：從初凝至24h，摻減水劑混凝土的收縮率比要大得多。減水劑對混凝土早期收縮的影響 不摻減水劑混凝土收縮值小于7010-6m/m 。摻減水劑混凝土收縮均大于20010-6m/m。收縮率比為300%以上 強(qiáng)度等級C201d起測的混凝土干燥收縮 經(jīng)1d早期收縮測試后，繼續(xù)在RH（605）%、201條件下測得的結(jié)果表明， 28d時(shí)，三種減水劑的收縮率比分別為130、132和138。強(qiáng)度等級C20參照GBJ82測得的干燥收縮 脂肪族系、萘系、胺基磺酸鹽系減水劑的收縮率比分別為126%、130%和135%。與1d起測相比，不摻減水劑的混凝土收縮減小12%，摻減水劑的混凝土收縮減小15%左右。強(qiáng)度等級C20 初凝