混凝土收缩变形

混凝土收缩变形是什么?

现代高性能混凝土与常规混凝土相比,材料结构及施工条件、使用条件均发生了革命性的变化。图8-2展示了这种变化的情况。

高性能混凝土是当今国际土木工程界最为热门的研究课题之一,具有如下特点:①所用水泥强度等级高,并掺用大量的矿物外加剂;②水胶比小,水泥浆体积的相对含量高;③水泥水化快,水化结束得早;④水泥石结构密决意实,总孔隙率降低,毛细孔细化,且界面过渡区消失。

水化所需的水分,而且使内部相对湿度持续下降直至水化过程终止。因此,海水混凝土可在早期的任何时候停止强度发展。根据Tazawa和Miyazawa的研究结果,当水灰比分别为0.4、0.3和0.17时,水泥浆体的自收缩值占总收缩值的份额分别为40%、50%和约100%。

高性能混凝土或低水胶比混凝土在工程应用中的最大障碍是早期开裂问题。由于水泥水化过程中产生化学收缩,在水泥浆体中形成空隙,导致内部相对湿度降低和自收缩,致使混凝土结构开裂。

另一方面,碱-集料反应产生膨胀破坏也是迫切需要解决的课题。

诚然,混凝土材料裂缝的成因多种多样,极具复杂性,有施工工艺引起的,有施工过程中形成的,有混凝土材料自身引起的等。目前,国内外防治由混凝土材料收缩引起的裂缝的技术方法,因大幅增加材料成本费用(约增加10%~20%),推广应用受到制约

Mehta指出:在导致钢筋混凝土结构劣化的诸多因素中,自收缩和混凝土失水造成的体积变化包含其中。在混凝土养护和干燥过程中,因水泥水化及混凝土失水将产生拉应力,使混凝土产生收缩。干燥收缩是混凝土因失水,随龄期增长体积减小;而自收缩则是混凝土因水泥水化体积减小。混凝土干燥收缩开裂不仅与收缩程度有关,而且受混凝土弹性模量、徐变及抗拉强度影响。

尽管混凝土还存在其他收缩变形,如塑性收缩、碳化收缩等,但干燥收缩、自收缩及冷缩构成了低水胶比混凝土早期收缩开裂的主要成因。

 


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