当前位置: 水泥 >> 水泥优势 >> 混凝土收缩变形是引起开裂的主要因素
混凝土是多种材料组成非匀质性混合料,其硬化过程中的含水量变化、温度变化都会引起不均匀的体积变形形成裂缝。混凝土硬化过程中的体积变形一般可以分为两种:一是混凝土硬化前的塑性收缩,另一种是凝结过程中水化热形成的温升引起的体积形变。水泥的水化过程伴随着温度和湿度的共同变化,并且热交换与湿度交换也同时发生,所以由温度作用所引起的温度收缩变形和由湿度作用所引起的湿度收缩变形是同时发生的,两者相互交织共同作用,很难做出明显的区别将它们相互分离出来。
(1)塑性收缩变形
混凝土硬化过程中的塑性收缩变形主要有两种:一种是表面失水过快造成局部受拉形成混凝土塑性收缩,凝结硬化前混凝土不具备抵抗受拉的能力,导致混凝土形成裂缝。另一种是混凝土浇筑及振捣过程中混凝土拌合物各组分重新排列分布,密度大的骨料下沉过程中遇到钢筋的阻挡,导致骨料沉降不一致产生裂缝。此类沉降裂缝,一般沿钢筋位置出现,裂缝深至钢筋表面,甚至贯穿。此外,混凝土模板表面干燥、粗糙,单位钢筋截面积过大,混凝土坍落度太小,振捣均匀等也容易导致沉降裂缝的产生。
(2)温度收缩变形
对于大体积混凝土,水泥水化过程凝结中产生的热量得不到有效散发,其内部温度可升温至60~80℃以上,使混凝土发生膨胀现象。混凝土初凝前呈现塑性状态,水化热引起的膨胀变形不会在内部形成应力。混凝土初凝后,水化热使其内部温升继续升高,内外温差过大形成的温度应力使外表面处于受拉状态,当温度应力大于混凝土自身抗拉强度时便会产生裂缝。当混凝土温度上升达到峰值后,温度开始逐渐降低,温度应力也随之下降直至消失。
热胀冷缩的物理性质造成混凝土降温阶段产生收缩变形出现拉应力,不容忽视的是在混凝土降温阶段,温度冷缩与失水干缩同时发生,往往是温度变化引起的冷缩往往大于干缩,是造成混凝土开裂的主要原因。
(三)影响收缩的主要因素
(1)混凝土在空气中由于水分蒸发永远呈收缩变形,在水中由于游离水的存在永远呈微膨胀变形。早期养护时间越长,水分蒸发与温度变化的影响越小,收缩越小。风速越大、温度越高、环境湿度越小,水分蒸发越快,收缩越大。
(2)骨料粒径越大、浆骨比越小,可变形空间越小,收缩越小。浆体越大,水灰比越大,砂率越大,收缩越大。
(3)水泥活性越离,颗粒越细,收缩越大。水泥品种不同,材料性能对收缩也有一定的影响,如矿渣水泥收缩比普通水泥收缩大,矿渣水泥及粉煤灰水泥的水化热比普通水泥低,粉煤灰水泥及矾土水泥收缩较小。
(4)砂岩作骨料收缩大幅度增加,骨料中含泥量越大,收缩越大。
(5)配筋率越大,钢筋阻碍作用越明显,收缩越小。