混凝土开裂是土木建设工程的通病。当前,现代混凝土由于高效减水剂发展和广泛使用而带来根本性变化,但同时也增加了现代混凝土开裂风险,设计、施工、监理等环节对现代混凝土的认识不够,泵送混凝土施工工艺的发展也使得混凝土裂缝控制的技术难度大大增加。随着工程建设模式的改变,过度追求工程进度不仅造成混凝土得不到充分养护,同时势必导致混凝土追求高早强。那么,裂缝是如何一步一步的影响和摧毁混凝土结构的耐久性呢?
关于混凝土裂缝的原因
1、裂缝分类
对于混凝土裂缝的分类,廉慧珍别具匠心的做了归纳与总结,即承载裂缝和非承载裂缝、技术性裂缝和非技术性裂缝、可见裂缝和不可见裂缝、有害裂缝和无害裂缝、早期裂缝(施工期间)和后期裂缝。
2、裂缝不可避免
同时,在2014年混凝土工程技术专家委员会科技论坛上,重庆大学的钱觉时教授也对混凝土裂缝做了详细的讲解。他认为,裂缝既是一种施工质量不良的表象,实质上是加速混凝土耐久性劣化的最为不利的因素。混凝土的裂缝是不可避免的,但程度是可控的。他总结,混凝土耐久性不良大部分情况下都是受周围环境影响或与周围环境介质发生反应,伴随有胀裂、剥落和溃散或其他性能失效等现象。
3、脆性本质
北京建筑大学宋少民教授则认为,水泥混凝土易于开裂在于其脆性材料的本质,粒子与粒子之间仅存在弱物理键的相互作用,抗拉强度比抗压强度要小一个数量级。
4、材料因素
而沈阳建筑大学教授张巨松从材料方面的因素也对混凝土开裂进行了解读,他认为,近年来我国混凝土开裂主要是有由于水泥发生了变化、泵送混凝土(外加剂、浆骨比)、混凝土强度等级增加以及大体积混凝土用量增加的原因。由此,我们需要一系列的措施来控制早期裂缝的形成:
1、技术路线:控制开裂因素
廉慧珍教授认为,首先要控制温度和湿度;其次,要减少约束;第三,降低混凝土开裂敏感性,尽量降低强度,减小用水量,使用开裂敏感性的水泥,优化骨料,使用抗裂性好的矿物掺和料;第四,成型工艺的施工是最后的和关键性的环节。
技术路线:重视早期养护
1、技术路线:控制开裂因素
廉慧珍教授认为,首先要控制温度和湿度;其次,要减少约束;第三,降低混凝土开裂敏感性,尽量降低强度,减小用水量,使用开裂敏感性的水泥,优化骨料,使用抗裂性好的矿物掺和料;第四,成型工艺的施工是最后的和关键性的环节。
2、技术路线:重视早期养护
钱觉时教授认为,混凝土早期裂缝控制的关键点是要重视早期养护,在实际施工中可用技术和材料较多,比如养护剂、覆盖养护、单分子膜养护剂等。其中他提到了减缩剂外涂养护技术、内养护技术以及内养护与膨胀剂的复合等。
3、技术路线:配合比做到“三低”
宋少民教授提出,为了获得很好的抗裂性,混凝土配合比设计也必须进行一次重大的改变。即在保证和易性前提下遵循低水泥用量、低水胶比、低单位体积用水量的“三低”的混凝土配合比技术路线。同时,要进行理念的变化,所谓混凝土耐久性可以用控制水胶比的办法来控制是错误的。他认为,相比水胶比来说,用水量对控制开裂更为重要。
钱觉时教授认为,混凝土早期裂缝控制的关键点是要重视早期养护,在实际施工中可用技术和材料较多,比如养护剂、覆盖养护、单分子膜养护剂等。其中他提到了减缩剂外涂养护技术、内养护技术以及内养护与膨胀剂的复合等。
3、技术路线:配合比做到“三低”
宋少民教授提出,为了获得很好的抗裂性,混凝土配合比设计也必须进行一次重大的改变。即在保证和易性前提下遵循低水泥用量、低水胶比、低单位体积用水量的“三低”的混凝土配合比技术路线。同时,要进行理念的变化,所谓混凝土耐久性可以用控制水胶比的办法来控制是错误的。他认为,相比水胶比来说,用水量对控制开裂更为重要。
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