混凝土裂缝的预防与控制(ppt)
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凝土已经稠硬，不能流动，但其强度又 不足以抵抗因收缩受到限制所引起的应 力时，就产生开裂。
塑性裂缝常引发硬化混混凝凝土土的表开面裂。
可通过及时抹面消除。
泌水速率 < 蒸发速率
开裂
பைடு நூலகம்
塑性开裂形式
温度变化导致的体积收缩
混凝土硬化以后，随内部温度降低而产生的 宏观体积收缩。
水泥的水化热及环境温度变化是引起温度收 缩的主要原因。
混凝土裂缝的预防 与控制(ppt)
混凝土材料的抗渗性能与混凝土结构 的抗裂能力
两者需要分别考虑，不能混为一谈。 一个是材料性能，在实验室内用试件评价。 一个是结构表现，体现在完工后的结构上，
由结构设计、材料和施工共同决定。
混凝土结构的开裂问题
普遍使用早强高强的商品混凝土所导致。 世界性的问题 1996年Krauss和Rogalla调查了美国和加
根据王铁梦的估计，变形作用引起的裂缝 几乎占全部裂缝的80%以上
材料的耐久性
结构的耐久性
裂 缝
混凝土结构的裂缝常常是控制 其使用寿命的主要因素。
混凝土结构裂缝种类
塑性裂缝 温度裂缝 收缩裂缝
干燥收缩 自干燥收缩
当表面失水速率超过实际泌水速率时，
塑性裂缝 新拌混凝土迅速干燥。如果近表面的混
混凝土的自收缩在初凝以后开始产生。 自收缩大小与水胶比、胶凝材料组成、 减水剂品种与掺量、骨料品种与比例有关。
化学反应导致的体积变化
水化过程中水化产物的绝对体积减少。 硅酸盐水泥的水化收缩约7%。如果混凝土 C=300kg/m3，减缩值21~27L/m3
初凝以前水化收缩表现为塑性收缩，初 凝以后则导致自干燥收缩产生。
连续墙容易开裂
横向大多只有构造钢筋，养护困难， 暴露面大。
混凝土开裂的影响因素
材料因素：胶凝材料的细度、水化速率、水 化热、强度发展速率。
1.自收缩不失重，干缩伴随水分散失； 2.自收缩是各向同性的，干缩由表及里； 3.水灰比降低时，干缩减小，自收缩增大； 4.覆盖后（或拆模前）不发生干缩，而自收缩必 须通过湿养护才能减小。
自收缩与干缩的异同点
常规收缩试验测定结果是干燥收缩与自收缩 的叠加，主要是干燥收缩。
普通混凝土主要产生干燥收缩，自生收缩不 超过50微应变，占总测定值的10%左右。
干燥收缩是引起普通混凝土开裂的主要原因 之一。
在高强混凝土中，自生收缩可达数百微应变， 占总收缩量的一半左右，不可忽视。
混凝土的自收缩
w/b=0.26
w/b=0.34
自身收缩和干燥收缩占总收缩的比例 （%）
AD E B H F I C G
水泥用量(kg/m3) 633 水胶比 0.22
自身收缩 80 干燥收缩 20
干缩与水灰比、环境温湿度、胶凝材料 组成、骨料品种与比例、养护条件、龄期等 因素有关。
– 100g水泥浆体，可蒸发水分约6ml – 混凝土C=300kg/m3 ，可蒸发水分约18l – 水泥砂浆干缩值约0.1~0.2% – 水泥混凝土180天自由干缩值约0.04~0.06%
自收缩
在与外界没有水分交换的条件下，混 凝土内部自干燥作用引起的宏观体积收缩。
8
10
时间(d)
C30混凝土的绝热温升
绝热温升 /℃
50
C30
40
FC30(20%FA)
30
FC30(30%FA)
FC30(60%FA)
20
10
0 0 20 40 60 80 100 120 140
龄期/ h
4m厚混凝土底板的温升曲线
Temperature
55
A1test
50
A2test A3test
拿大的20万座桥梁，发现其中10万座以上 的桥梁的混凝土桥面板在修建后不久就产生 贯穿裂缝，裂缝间距仅有1~3米。
我国的现浇混凝土楼板和地下室连续墙开裂 现象十分严重。
现代混凝土结构的开裂主要不是由于荷载 的作用，而是变形所致。
温度变形、收缩变形和基础不均匀沉降等， 都可能引起混凝土结构的开裂。
水化热、温度变化以及内外温差成为 引起素混凝土与钢筋混凝土约束应力和开 裂的主导原因。
高强混凝土具有较大的温度收缩。
C40大掺量粉煤灰混凝土的绝热温升曲线
入模温度为13.0℃ ，6d后
70
到达温峰，约为62.8℃，温 升为49.8℃。
60
50
温度(C)
40
30
20
17#配比 16#配比
10
0
2
4
6
自收缩机理
水化反应进行过程中，一部分拌合水由化 学反应消耗，一部分填充凝胶孔。当水灰比较 大时，凝胶孔基本上充满水，自身收缩很小； 水灰比较小时，凝胶孔内部只有部分充满水， 形成弯月面，外界的压力使水泥浆体收缩。
混 凝 土 的 水 化 收 缩 与 自 收 缩
自收缩与干缩的异同点
相同点：均由于水的迁移所引起； 不同点：
与水胶比、胶凝材料的组成与用量、混凝土 拌和物入模温度、环境温度变化、内部的相 对湿度、结构形式等因素有关。
温度裂缝
混凝土硬化期间由于水化放热使内 部温度升高，到达温峰后降温时产生受 约束的收缩变形，形成拉应力。当拉应 力超过抗拉强度时，出现开裂。
近几十年来，基础、桥梁、隧道衬砌 以及其他构件尺寸并不很大的结构混凝土 开裂的现象增多，此时干燥收缩并不显著。
556 0.25
67 33
542 0.25
67 33
531 0.27
63 37
495 0.29
55 45
456 0.30
52 48
460 0.30
52 48
488 0.31
50 50
465 0.38
36 64
混凝土的变形类型与开裂
自由收缩，相向变形，不裂； 限制收缩，背向变形,开裂; 自由膨胀，背向变形，开裂； 限制膨胀，相向变形，不裂
C45R60
45
A4test A5test
水泥用量
40
220kg/m3
35
粉煤灰用量
30
180kg/m3
25
水胶比0.42
20
15
10 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
Time/day
混凝土内部湿度变化导致的体积变化
干燥收缩：
混凝土在未饱和空气中向外界散失水分 而产生的收缩。
混凝土结构裂缝产生的原因
变形作用引起的混凝土结构开裂的原因很 复杂，涉及到结构设计、材料组成、施工技术、 环境状态等诸多因素。
混凝土材料本身的组成与性质的变化，以 及随之而来的施工技术变化是现代混凝土结构 容易开裂的重要原因。
大体积混凝土底板不容易开裂
钢筋约束强，可在表面加细钢筋网 片；养护容易。
塑性裂缝常引发硬化混混凝凝土土的表开面裂。
可通过及时抹面消除。
泌水速率 < 蒸发速率
开裂
பைடு நூலகம்
塑性开裂形式
温度变化导致的体积收缩
混凝土硬化以后，随内部温度降低而产生的 宏观体积收缩。
水泥的水化热及环境温度变化是引起温度收 缩的主要原因。
混凝土裂缝的预防 与控制(ppt)
混凝土材料的抗渗性能与混凝土结构 的抗裂能力
两者需要分别考虑，不能混为一谈。 一个是材料性能，在实验室内用试件评价。 一个是结构表现，体现在完工后的结构上，
由结构设计、材料和施工共同决定。
混凝土结构的开裂问题
普遍使用早强高强的商品混凝土所导致。 世界性的问题 1996年Krauss和Rogalla调查了美国和加
根据王铁梦的估计，变形作用引起的裂缝 几乎占全部裂缝的80%以上
材料的耐久性
结构的耐久性
裂 缝
混凝土结构的裂缝常常是控制 其使用寿命的主要因素。
混凝土结构裂缝种类
塑性裂缝 温度裂缝 收缩裂缝
干燥收缩 自干燥收缩
当表面失水速率超过实际泌水速率时，
塑性裂缝 新拌混凝土迅速干燥。如果近表面的混
混凝土的自收缩在初凝以后开始产生。 自收缩大小与水胶比、胶凝材料组成、 减水剂品种与掺量、骨料品种与比例有关。
化学反应导致的体积变化
水化过程中水化产物的绝对体积减少。 硅酸盐水泥的水化收缩约7%。如果混凝土 C=300kg/m3，减缩值21~27L/m3
初凝以前水化收缩表现为塑性收缩，初 凝以后则导致自干燥收缩产生。
连续墙容易开裂
横向大多只有构造钢筋，养护困难， 暴露面大。
混凝土开裂的影响因素
材料因素：胶凝材料的细度、水化速率、水 化热、强度发展速率。
1.自收缩不失重，干缩伴随水分散失； 2.自收缩是各向同性的，干缩由表及里； 3.水灰比降低时，干缩减小，自收缩增大； 4.覆盖后（或拆模前）不发生干缩，而自收缩必 须通过湿养护才能减小。
自收缩与干缩的异同点
常规收缩试验测定结果是干燥收缩与自收缩 的叠加，主要是干燥收缩。
普通混凝土主要产生干燥收缩，自生收缩不 超过50微应变，占总测定值的10%左右。
干燥收缩是引起普通混凝土开裂的主要原因 之一。
在高强混凝土中，自生收缩可达数百微应变， 占总收缩量的一半左右，不可忽视。
混凝土的自收缩
w/b=0.26
w/b=0.34
自身收缩和干燥收缩占总收缩的比例 （%）
AD E B H F I C G
水泥用量(kg/m3) 633 水胶比 0.22
自身收缩 80 干燥收缩 20
干缩与水灰比、环境温湿度、胶凝材料 组成、骨料品种与比例、养护条件、龄期等 因素有关。
– 100g水泥浆体，可蒸发水分约6ml – 混凝土C=300kg/m3 ，可蒸发水分约18l – 水泥砂浆干缩值约0.1~0.2% – 水泥混凝土180天自由干缩值约0.04~0.06%
自收缩
在与外界没有水分交换的条件下，混 凝土内部自干燥作用引起的宏观体积收缩。
8
10
时间(d)
C30混凝土的绝热温升
绝热温升 /℃
50
C30
40
FC30(20%FA)
30
FC30(30%FA)
FC30(60%FA)
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0 0 20 40 60 80 100 120 140
龄期/ h
4m厚混凝土底板的温升曲线
Temperature
55
A1test
50
A2test A3test
拿大的20万座桥梁，发现其中10万座以上 的桥梁的混凝土桥面板在修建后不久就产生 贯穿裂缝，裂缝间距仅有1~3米。
我国的现浇混凝土楼板和地下室连续墙开裂 现象十分严重。
现代混凝土结构的开裂主要不是由于荷载 的作用，而是变形所致。
温度变形、收缩变形和基础不均匀沉降等， 都可能引起混凝土结构的开裂。
水化热、温度变化以及内外温差成为 引起素混凝土与钢筋混凝土约束应力和开 裂的主导原因。
高强混凝土具有较大的温度收缩。
C40大掺量粉煤灰混凝土的绝热温升曲线
入模温度为13.0℃ ，6d后
70
到达温峰，约为62.8℃，温 升为49.8℃。
60
50
温度(C)
40
30
20
17#配比 16#配比
10
0
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自收缩机理
水化反应进行过程中，一部分拌合水由化 学反应消耗，一部分填充凝胶孔。当水灰比较 大时，凝胶孔基本上充满水，自身收缩很小； 水灰比较小时，凝胶孔内部只有部分充满水， 形成弯月面，外界的压力使水泥浆体收缩。
混 凝 土 的 水 化 收 缩 与 自 收 缩
自收缩与干缩的异同点
相同点：均由于水的迁移所引起； 不同点：
与水胶比、胶凝材料的组成与用量、混凝土 拌和物入模温度、环境温度变化、内部的相 对湿度、结构形式等因素有关。
温度裂缝
混凝土硬化期间由于水化放热使内 部温度升高，到达温峰后降温时产生受 约束的收缩变形，形成拉应力。当拉应 力超过抗拉强度时，出现开裂。
近几十年来，基础、桥梁、隧道衬砌 以及其他构件尺寸并不很大的结构混凝土 开裂的现象增多，此时干燥收缩并不显著。
556 0.25
67 33
542 0.25
67 33
531 0.27
63 37
495 0.29
55 45
456 0.30
52 48
460 0.30
52 48
488 0.31
50 50
465 0.38
36 64
混凝土的变形类型与开裂
自由收缩，相向变形，不裂； 限制收缩，背向变形,开裂; 自由膨胀，背向变形，开裂； 限制膨胀，相向变形，不裂
C45R60
45
A4test A5test
水泥用量
40
220kg/m3
35
粉煤灰用量
30
180kg/m3
25
水胶比0.42
20
15
10 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
Time/day
混凝土内部湿度变化导致的体积变化
干燥收缩：
混凝土在未饱和空气中向外界散失水分 而产生的收缩。
混凝土结构裂缝产生的原因
变形作用引起的混凝土结构开裂的原因很 复杂，涉及到结构设计、材料组成、施工技术、 环境状态等诸多因素。
混凝土材料本身的组成与性质的变化，以 及随之而来的施工技术变化是现代混凝土结构 容易开裂的重要原因。
大体积混凝土底板不容易开裂
钢筋约束强，可在表面加细钢筋网 片；养护容易。