混凝土早期裂缝控制会议(PPT 46张)

环境因素：

HSPC和泵送混凝土对环境因素的敏感性
提高了。

对于普通混凝土适宜的环境条件，对于
HSPC和泵送混凝土来说可能就是恶劣环
境。
施工组织和实施：

防治HSPC和泵送混凝土的塑性收缩裂缝，关 键要对简单的养护要求和施工工艺有足够的重
视，并严格执行。这些要求包括：良好的施工
组织以避免先浇注的混凝土得不到及时养护；
外加剂的应用，砂石资源短缺引起的质量波动，是导 致混凝土裂缝增多的直接材料因素；

2）泵送施工技术的应用，对材料提出的高可泵性，从 而要求高流动性、高砂率、高浆骨比和较小的粗集料
粒径，是导致混凝土裂缝增多的间接材料因素；

3）传统的混凝土浇筑方式和养护措施、超常规的施工
进度要求，特别养护不及时和现场加水问题，是导致 混凝土裂缝增多的施工因素；
50 55
0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
a g e (h )

敝开养护时，减水剂品种对混凝土早期收缩的影响
单方混凝土材料用量(kg/m3)
系列编 号
水泥 352 352
水 176 170
砂 751 751
碎石 1126 1126
减水剂 FDN/2.64 TA-201/5.63
养护时间对不掺减水剂混凝土的早期收缩的影响
养护时间对混凝土早期收缩的影响
800
600
0 ) /m S h r in k a g e ( X m1
400
-6
200
0
S tC S t8 S t2 4 E n v ir o n m e n t: S t4 S t1 2 S t7 2
-2 0 0
(19± 1)℃ ,(45± 5)%
采用合适的养护方法，比如塑料膜覆盖、喷雾
（不是浇水）、养护剂；在适当时间重新抹压 混凝土表面，控制振平速率和方向等等。
困惑：

一方面是工程进度驱使
另一方面是对以往经验的过分自信 国家规范的缺憾：12h以内开始养护。目的只 是保证传统普通混凝土强度的发展。但对现代 混凝土早期裂缝控制显然不足。 上述简单易行的有效措施并没有被认真执行。
400
-6
200
0 M tC M t8 M t2 4 E n v ir o n m e n t: M t4 M t1 2 M t7 2
-2 0 0
(19± 1)℃ ,(45± 5)%
-4 0 0 0 12 24 36 48 60 T im e ( h )
砂 石
子 子
化学外加剂 矿物外加剂 膨胀剂
原则上不用
经常使用
配合比：
项 目 用水量
水灰比 配 合 比 砂率 浆骨比 坍落度 保水性 粘聚性
过
大 大 小 小 小 好
去
现
小 小 大 大 大 差
实
好
差
混凝土性能：
项 目 坍落度 强度等级 早期强度 总水化热 总收缩 早期收缩 自收缩 过去 小 低 低 小 小 小 小 现实 大 高 高 大 大 大 大
400
-6
200
0
Ci Fi0 Wi0 Fi4 Wi4 Fi8 Wi8
-200
Environment:(19±1)℃,(45±5)%
覆膜养护 喷雾养护
0
12
24
36
48
60
72
Age from Initial Setting Time(h)
两种养护方式下混凝土早期收缩的试验结果 （不同起始养护时间）
坍落度 （mm）
F T
150 155
P
S
352
352
172
173
751
751
1126
1126
PCA/4.22
SP-8/3.52
160
160
敝开养护时，减水剂品种对混凝土早期收缩的影响
800 700 600
Shrinkage(X10 m/m)
500 400 300 200 100 0 0 12 24 36 48 60 72
在不同养护时间下，掺减水剂的混凝土3d的收缩（水灰比0.4）
养护时间对混凝土早期收缩的影响
800
600
Shrinkage(X10 m/m)
400
-6
200 Lt0 Lt8 Lt24 Environment: Lt4 Lt12 Lt72
0
-200

4）非荷载裂缝控制的设计基础、设计理论缺少系统研 究，从而缺乏相应有效的设计措施，是导致混凝土裂
缝增多的设计因素；

5）监理单位和质检部门对非荷载裂缝成
因及控制措施的事前关注不足，特别是
理解上尚存在一定差距，是导致混凝土
裂缝增多的管理因素。
3、收缩裂缝控制的关键：养护

养护对防治塑性收缩裂缝起着关键作用，判断养
300 200 100 0 -100 -200 -300 0 12 24 36 48 60 72
-6
初凝
(19±1)℃,(45±5)%
Age from Initial Setting Time(h)
不同养护起点的混凝土从初凝开始的72h收缩（W/C=0.5、掺0.75%的FND）
养护起始时间对掺减水剂混凝土收缩的影响
监理和质量监督的内容与理念要有所调
整。

关注的重点应该转移到源头和过程监控。
2、裂缝成因说

王铁梦教授在《混凝土》03年第11期上
总结了混凝土工程收缩裂缝形成的18个
主要因素，应该说是很有“技术”针对
性。但责任主体不明。

这里从另一角度提出裂缝成因的类别，
以便寻找新的解决途径。

1） 水泥质量指标的变更、混凝土强度等级的提高和
800
初凝后8h以上
600
Shrinkage(X10 m/m)
400
初凝后4h 初凝后2h
初凝
MSC MS2 MS8 Environment: MS0 MS4 MS12
-6
200
0
-200
19±1℃,45±5%
-400 0 12 24 36 48 60 72
Time(h)
不同养护起点的混凝土从初凝开始的72h收缩（W/C=0.4、掺0.75%的FND）
养护起始时间对掺减水剂混凝土收缩的影响
初凝后8h以上
1000 800
0 ) /m S h r in k a g e ( X m1
600
400
-6
初凝后4h 初凝后2h 初凝
LSC LS2 LS8 E n v ir o n m e n t: LS0 LS4 LS12
200
0
-2 0 0
(19± 1)℃ ,(45± 5)%
最大允许水分蒸发速率：

美国ACI 305建议：对泌水速率介于0.5～1.5
kg/m2/h的普通混凝土，最大允许蒸发速率为 1.0kg/m2/h。

但对现代普通混凝土、特别是高强高性能混凝土，
W/B小，同时掺有高细度的硅灰、粉煤灰、矿粉等， 泌水量小，在较小水分蒸发速率的环境下，比如0.2～ 0.7kg/m2/h，塑性收缩裂缝依然有可能出现。



能否从设计角度对材料参数提出技术要求？
能否建立非荷载变形设计计算程序？
材料方面：

传统普通混凝土：水泥＋砂＋石子＋水 －－现场搅拌为主。


现代普通混凝土：水泥＋砂＋石子+水 +化学外加剂+矿物外加剂 －－预拌为主、泵送施工。

这些差异对混凝土非结构裂缝是否存在必然联系？
1、混凝土结构非荷载裂缝成因的多元性
设计方面：

对传统普通混凝土，业已形成的设计理论和措施－－增设构造钢 筋、设缝等已能较好地控制非荷载裂缝。 对现代普通混凝土，当采用了这些措施，甚至掺膨胀剂等技术后， 裂缝问题依然严重。 增加钢筋的作用效果、适用范围、适用条件等理论问题和应用实 践问题是否有待修正和完善？ 原有的设缝间距依据是否仍然适用？ 膨胀剂的实际效果如何?设计技术指标如何设定？
-6
F P
Environment:
T S
(19±1)℃,(45±5)%
Age from Initial Setting Time(h)

起始养护时间对不掺减水剂混凝土的早期收缩的影响
100 50 0
Shrinkage(X10 m/m)
-50 -100 -150 -200 -250 -300 0 12 24 36 48 60 72 JiC Ji2 Ji8 Environment: Ji0 Ji4 Ji12
混凝土收缩裂缝控制
浙江大学建筑工程学院 钱晓倩 2008. 10
混凝土技术的发展方向

不开裂
耐高温 高抗拉强度 在负温下硬化
耐化学腐蚀
高抗渗 高拉压比 自密实、可调凝。
混凝土收缩裂缝控制
预拌混凝土的属性：对生产企业来说是产品，对
施工企业来说则是原材料
预拌混凝土的应用在相当程度上解决了－混凝土强度 不足的质量通病。 然而，从某种程度上来看，预拌混凝土的应用也给我 们带来了―混凝土结构非荷载裂缝的质量通病。

半密封状态养护，不同品种减水剂 对混凝土早期收缩的影响 •不掺减水剂混凝土 的早期收缩值小于 70×10-6 m/m 。
J1 DJ SJ XJ
300
250
(1 0 s h r in k a g e )
200
-6
150
100
50
•掺减水剂混凝土的 早期收缩均大于 200×10-6 m/m。 •收缩率比为300%
混 凝 土 性 能
施工方面：

从传统普通混凝土坍落度30－70mm，到现代普通混
凝土＞100mm，我们的振捣成型变得轻松了，可到 现场还想加水－“生水”。

抹面变得轻松了，可抹平、抹光与抹压、特别是二次
抹压的功能是不同的。

养护的及时性、养护方式的选用并未引起足够的重视。
管理方面：

传统普通混凝土与现代普通混凝土质量
Shrinkage(X10 m/m)
600
y=-767.76*e-x/4.50+879.87 2 R =0.975
W/C＝ 0.32
-6
400
200
0 0 12 24 36 48 60 72
Initial Curing Age (h)

覆膜养护与喷雾养护对早期收缩的影响
600
Shrinkage(X10 m/m)
-4 0 0 0 12 24 36 48 60 72
T im e ( h )
不同养护起点的混凝土从初凝开始的72h收缩（W/C=0.32、掺0.75%的FND）
不同水灰比混凝土的早期收缩的比较
800
m ) S h r in k a g e ( X m1/ 0
600 S iC M iC L iC E n v iro n m e n t: S i0 M i0 L i0
-4 0 0 0 12 24 36 48 60 72
A g e fr o m In itia l S e ttin g T im e ( h )
在不同养护时间下，掺减水剂的混凝土3d的收缩（水灰比0.5）
养护时间对混凝土早期收缩的影响
800
600
0 ) X 1 /m S h r in k a g e (m
养护时间对混凝土早期收缩的影响
100
0
Shrinkage(X10 m/m)
-6
-100
-200
JtC Jt8 Jt24 Environment:
Jt4 Jt12 Jt72
(19±1)℃,(45±5)%
-300 0 12 24 36 48 60 72
Age from Initial Setting Time(h)
过去与现实的对比：原材料
项 水 目 泥 过 去 现 实 筛余5－8%， 比表面积250－300m2/kg， 标稠用水量26－27%， 掺合料1－2种 原则上为中砂 40－60mm，楼板30 原则上不用 原则上不用 筛余1－3%， 比表面积350－400m2/kg， 标稠用水量27－30%， 掺合料8－12种 细砂、碎屑、级配差 31.5，楼板20mm 绝大部分使用 绝大部分使用，且2－3种
护是否良好的标准： 首先，必须有效控制混凝土表面水分蒸发速率； 其次，必须在初凝之前开始养护。

表面潮湿不是无需养护的理由， 裂缝的产生等不到表面发白。
影响蒸发速率的因素：
1）气温； 2）混凝土体温； 3）相对湿度； 4）风速； 5）太阳辐射热； 以上任意两个因素的组合都属于热天混 凝土浇注(Hot Weather Concreting)。
敞 开 养 护
0 .5 0 0 .4 0 0 .3 2
-6
400
(19± 1)℃ ,(45± 5)%
200
0
密 封 养 护
0 12 24 36 48 60 72
-2 0 0
A g e fro m In itia l S e ttin g T im e (h )
早期收缩与起始养护时间的关系
1000
800
-6
(19±1)℃,(45±5)%
Age from Initial Setting Time(h)
养护起始时间对掺减水剂混凝土收缩的影响
600 500 400
初凝后8h以上
初凝后4h 初凝后2h
SiC Si2 Si8 Environment: Si0 Si4 Si12
Shrinkage(X10 m/m)