混凝土收縮裂縫的機(jī)理
混凝土的收縮裂縫主要是由混凝土非荷載下的變形引起的。影響混凝土的非荷載變形的因素包括化學(xué)減縮、干縮變形和溫度變化等三種。其中干縮變形最為主要。一、化學(xué)減縮引起的收縮裂縫
混凝土在硬化過程中，由于水泥水化生成物的 固體體積小于水化前反應(yīng)物的總體積，從而致使混凝土產(chǎn)生體積收縮。這種化學(xué)減縮對(duì)于混凝土而言是不可恢復(fù)的，其收縮量隨著混凝土硬化齡期的延長(zhǎng)而增加，一般在4d內(nèi)逐漸穩(wěn)定。混凝土的化學(xué)收縮值雖然只有1％，且對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)沒有破壞作用，但是在混凝土的內(nèi)部可產(chǎn)生微細(xì)裂縫。此即為化學(xué)減縮裂縫。
二、干縮變形引起的收縮裂縫
混凝土?xí)蛲鈬h(huán)境溫度的變化而發(fā)生干縮銀脹的現(xiàn)象。這是由于混凝土中水分發(fā)生了變化而導(dǎo)致的。混凝土中的水主要有三種：自由水（即孔降水）、毛細(xì)管水及凝膠粒子表面的吸附水等三一鋼筋平行沖間寬、兩頭細(xì)，這種裂縫一般發(fā)生在終凝前。
除了混凝土中水化作用和水分蒸發(fā)作用而產(chǎn)生收縮變形以外，產(chǎn)生干縮裂縫的另一因素是由于施工養(yǎng)護(hù)不良，表面干燥過快而內(nèi)部濕度變化小，表面吸附變形受到收縮慢的內(nèi)部混凝土的約束，因此在構(gòu)件表面產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，即干縮應(yīng)力。當(dāng)干縮應(yīng)力超過混凝土極限抗拉強(qiáng)度時(shí)，則表面被拉裂而產(chǎn)生干縮裂縫。
干縮裂縫是由于變形引起的，那么影響混凝土的干縮變形的因素有那些呢？
1、水泥的用量、細(xì)度及品種的影響
由于混凝土的變形主要由混凝土中水泥石的干縮引起的，而骨料對(duì)于干縮具有制約作用，因此在水灰比不變的情況下，混凝土中水泥漿量愈多，混凝土干縮率愈大。水泥顆粒愈細(xì)，干縮也愈大。采用接混合材料的硅酸鹽水泥配置的混凝土，比用普通水泥配置的混凝土干縮率大。其中火山灰水泥混凝土的干縮率最大，粉煤灰水泥混凝土的干縮率最小。
2、水灰比的影響
當(dāng)混凝土中的水泥用量不變時(shí)，混凝土的干縮率隨水灰比的增大而增大，塑性混凝土的干縮率較干硬性混凝土的干縮率大的多。混凝土單位用水量的多少，是影響其干縮率的重要因素。一般用水量平均每增加 1％，干縮率約增大2％－3％。
3、骨料質(zhì)量的影響
混凝土所用骨料的彈性模量較大，則其干縮率就小。混凝土采用吸水率較大的骨料，干縮較大。骨料的含泥量較多時(shí)，會(huì)增大混凝土的干縮性。骨料粒徑較大，級(jí)配良好時(shí)。由于能減少混凝土中的水泥漿用量，所以混凝土的干縮率較小。
4、混凝土施工質(zhì)量的影響
混凝土澆筑成型密實(shí)，并延長(zhǎng)溫養(yǎng)時(shí)間，可推遲干縮變形的發(fā)生和發(fā)展，但對(duì)混凝土的最終干縮率無顯著的影響。采用濕熱處理養(yǎng)護(hù)混凝土，可減少混凝土的干縮率。
三、溫度變化引起的收縮裂縫
使混凝土產(chǎn)生裂縫的溫度變化方面的因素主要是指大氣溫度的變化，使用環(huán)境溫度的影響以及大體積混凝土施工時(shí)產(chǎn)生的大量水化熱的作用。
當(dāng)混凝土受熱溫度在60℃～100℃時(shí)，就可能發(fā)生絲裂縫，此時(shí)混凝土中游離水漿大量蒸發(fā)；當(dāng)溫度在100℃以上時(shí)，水泥石產(chǎn)生收縮變形，而骨料發(fā)生膨脹，這就導(dǎo)致水泥石和骨料之間的粘結(jié)強(qiáng)度逐漸破壞而產(chǎn)生收縮裂縫。
周圍氣溫和濕度的劇烈變化，會(huì)使混凝土出現(xiàn)干縮裂縫。這一現(xiàn)象對(duì)梁、板和某些結(jié)構(gòu)部位最易發(fā)生干縮裂縫。其特征是板上多為貫穿裂縫，在梁上多為表面裂縫，裂縫方向多與較長(zhǎng)邊垂直。
溫度變化導(dǎo)致的干縮裂縫的發(fā)生，還與施工質(zhì)量、養(yǎng)護(hù)質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越差，裂縫越易發(fā)生。一般在澆搗混凝土后三個(gè)月內(nèi)發(fā)生，隨著時(shí)間的推移，裂縫變形才趨于穩(wěn)定，這時(shí)溫度急劇變化，干縮裂縫也不易發(fā)生了。
總的來講，混凝土收縮裂縫的發(fā)生，都是因各種因素在混凝土內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力超過混凝土的抗拉極限強(qiáng)度而引起的。這可以通過施工質(zhì)量及養(yǎng)護(hù)質(zhì)量的改進(jìn)來減少。
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