混凝土收縮變形有哪些?

混凝土收縮變形有哪些?混凝土收縮變形分為哪些種類?

上述裂紋歸根到底是由混凝土收縮變形而引起的,其收縮變形分類如下:

(1)混凝土塑性收縮塑性收縮發生在澆灌後的初期。

預拌混凝土為滿足運輸、泵送的要求,其單方水泥用量、砂率、坍落度均較常規現場攪拌非泵送混凝土大。混凝土拌製過程中因加入外加劑,引起其收縮,特別是早期收縮率的增大。因此,混凝土澆築後,在塑性狀態下會產生沉降和泌水,導致混凝土在塑性狀態下的變形。這種收縮變形約是非泵送混凝土的30~60倍,而且混凝土坍落度越大,變形量也越大,導致混凝土產生裂紋。典型的塑性收縮是相互平行的,深度約為2.5~5cm,常見的是沿鋼筋方向的有規則的早期裂紋。

(2)混凝土幹縮

混凝土成形後,表麵在風吹日曬情況下,由於水分蒸發而產生收縮。

由於混凝土表麵和內部產生較大的濕度梯度,導致其內外部收縮不一致而產生裂紋。混凝土水膠比越大,其幹縮也越大。

集料對混凝土的幹縮起著抑製作用。在混凝土配合比設計中,對幹縮的影響首先反映在集料的體積含量,當集料體積含量由71%增加到74%時,在水膠比相同的情況下,混凝土的收縮可降低約20%。

混凝土所處環境的相對濕度對幹縮也有顯著影響,環境相對濕度為100%時,混凝土不產生幹縮;相對濕度為80%時,混凝土的幹縮約為200微應變;相對濕度為45%時,其幹縮可達400微應變。

(3)混凝土化學自收縮

混凝土在沒有溫度變化、沒有與外界發生水分交換,且未受力情況下,由於水泥與水發生的化學反應,產生的膠凝材料漿體化學減縮稱為化學自收縮。溫度越高,水泥用量越大,水泥越細,其自收縮越大。

(4)混凝土溫度收縮

混凝土由於溫度變化引起變形,當變形受到來自內部或外部約束時,產生溫度裂紋。混凝土溫度變形主要體現在大體積混凝土,由於內部水化熱引起其內外溫差變形不一致,導致內約束裂紋或由於季節變化引起的外約束裂紋。

(5)混凝土炭化收縮

空氣中的CO2含量雖隻有0.03%(摩爾分數),但在有水汽的情況下,Ca(OH)2和CO2反應,生成CaCO3.混凝土孔溶液的堿度降低。在上述反應的與此同時,硬化漿體體積降低,發生不可逆的炭化收縮。炭化收縮變形是相對濕度的函數,相對濕度較高時,混凝土空隙中大部分被水充滿,CO2難以擴散到混凝土中去,炭化難以進行;而相對濕度過低(25%)時,空隙中沒有足夠的水使CO2生成碳酸,炭化作用難以進行。相對濕度為30%~50%時,炭化速率最高,混凝土炭化收縮最大。混凝土在高濃度的CO2空氣中經受幹濕交替循環時,其炭化收縮變形也會加劇。

上述五種混凝土收縮變形,隻有在受到阻縮約束之下才能引發裂紋。這種約束分外約束和內約束兩種。外約束是指混凝土收縮變形受到來自體外的約束。如混凝土牆橫向收縮受到其兩端框架柱體的嵌固約束而產生的豎向、等距離、貫穿性裂紋。內約束是指混凝土截麵內表麵不同層次之間的相互約束。如大體積混凝土降溫期間,表層降溫快,內層降溫慢,發生表裏收縮差異產生不同層次間的約束應力,導致表層裂紋。

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