超长无缝大体积混凝土的理论.pptx

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1、超长无缝大体积混凝土的理论和实践,现浇混凝土结构的生产制备与其他多数建筑材料不同 混凝土建筑结构的建造是在许多参数不能严格控制（例如温度、湿度以及它们的反复变化）的条件下进行的，包括原材料品质、堆存、计量、拌和、运送、浇筑、捣实、抹面、养护等。微结构和性能有很大的随机性，此外它的组 分也是多样性和非匀质性的。,混凝土结构和性能具有随机性,第一部分 混凝土开裂的基本原因,水泥混凝土易于开裂现象的本质，在于其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甚至更多，断裂能仅约为102J/m2量级，而其微结构的不均匀性，以及在硬化早期因多方面原因造成的损伤、微裂缝和拉应力，进

2、一步使它易于开裂，且出现裂缝时间和部位呈现随机性。,拌合物坍落度的变化,50年代 干硬、插捣 02 cm60年代 干硬、插捣与低频振捣 24 cm70年代 塑性、低频振捣 59 cm 80年代 泵送、流态、高频振捣 1020 cm90年代 泵送、自密实 1625 cm,原因一 混凝土拌合物沉降与泌水,混凝土和易性的变化,混凝土和易性的变化,泵送混凝土施工工艺的发展,使得混凝土裂缝控制的技术难度大大增加 例如过去干硬性及预制混凝土的收缩变形约为2.510-43.510-4,而现在泵送流态混凝土约为610-4810-4,水化热也大幅度增高。,泌水与沉降,混凝土泌水常常伴随着原材料颗粒的沉降，这就是

3、混凝土的离析现象。沉降比较严重时，常在混凝土表面形成沉降裂缝。典型的沉降裂缝沿钢筋表面开裂。20世纪70年代，曾任日本混凝土学会主席的樋口芳郎做了一个试验：他将坍落度为8cm的拌合物浇注在一透明塑料管内，惊奇地发现在粗骨料下方普遍形成水囊；混凝土硬化后抗弯拉强度明显下降。,骨料,水,可见泌水,内泌水,钢筋,沉降裂缝,水囊,混凝土表面,混凝土沉降形成的缝隙,钢筋,混凝土,早期：低气温季节浇注混凝土；矿渣水泥中矿渣的粉磨细度较粗；近年：外加剂水泥相容性；水泥可溶碱含量过低；拌合物的保水性。,易于出现泌水与沉降现象的其他因素,原因二 混凝土非荷载作用下的体积变形,1)塑性收缩 2)干湿变形 3)温度

4、变形 4)自生变形,1）塑性收缩,指新拌混凝土浇注后尚在塑性状态发生的收缩。特点是当表面水分向外蒸发时引起局部产生应力，因此当蒸发速率大于泌水速率时，会发生局部的塑性收缩开裂。较低水胶比混凝土拌合物体内自由水少，矿物细粉和水化生成物又迅速填充毛细孔，阻碍泌水上升，因此表面更易于出现塑性收缩开裂。,混凝土表面,泌水速率 蒸发速率,开裂,混凝土表面,潮湿、干燥与风速(2.5m/s)对收缩的影响,不同参数影响的差异（摘自“减小早期收缩的方法”混凝土的收缩2000),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

5、 Weather Concreting)。,可能出现塑性收缩裂缝的混凝土温度与对应的相对湿度,设风速 16km/hr；气温与混凝土温差5.6,塑性收缩裂缝,超长大体积混凝土塑性收缩较大,主要原因在于混凝土的体积大，且采用低水胶比和大掺量矿物细粉的。,2）干湿变形,硬化混凝土与周围环境存在湿度梯度，引起水分向外蒸发或吸入，产生体积变形的现象。超长混凝土结构更容易失水产生变形,干缩随风速增加而明显增大,相对湿度对干缩的影响(2.5m/s风速;20),气温对收缩的影响(2.5m/s风速；RH40),干湿作用的影响,混凝土受干燥作用产生的六个作用是：塑性收缩开裂、体积收缩（干缩）、微裂缝和渗透性增大、

6、水泥-骨料粘结弱化、抗拉强度约降低30%，以及如果再受潮，可能会因为延迟钙矾石生成或受拆散力作用而产生膨胀。,Richard W.Burrows.The Visible and Invisible Cracking of Concrete.ACI monograph No:11,1999.,1966年，宾夕法尼亚州Harrisburg温暖的夏季有过一次干旱，只有48mm的雨水，而不是通常的300mm。在此期间，该州为使交通升级，建造了319座桥。几年后，Carrier 和Cady（1975年）观察了其中的249座桥面，发现了断裂、破碎、砂浆劣化和横向裂缝，在总长33.8 km的桥面上发现了54

7、25条横向裂缝。,3）温度变形（热变形）,混凝土硬化期间由于水化放热产生温升而膨胀，到达温峰后降温时产生收缩变形。升温期因混凝土模量还很低，只产生较小的压应力，且因徐变作用而松弛；降温期收缩变形因弹模增长，而松弛作用减小，受约束时形成大得多的拉应力，当超过抗拉强度（断裂能）时出现开裂。,此外，不同温度区域热膨胀作用的差异，如大体积混凝土中内部温度较高，产生较大膨胀，而外部则收缩，因而在外表混凝土中将产生很大的拉应力，使混凝土产生裂缝。,内外温差应力造成开裂,图3-46 硬化水泥浆体与混凝土的绝热温升,水化热的影响,混凝土温度随水泥用量增加而上升,图3-47 混凝土浇注厚度对温升的影响（浇注温度

8、20C，水泥用量400kg/m3）,混凝土的温升随结构物断面尺寸增大而加剧,结构断面尺寸非常大,热收缩与热应力,混凝土的抗拉强度很小，因此在冷却时产生的拉应力很容易超过它的强度。例如：混凝土的热膨胀系数为10106/由于水化热产生的温升为15 则混凝土冷却时的热收缩为150106 而其弹性模量设为21GPa 如果被完全约束，冷却时的拉应力达3.15MPa 超过一般混凝土的抗拉强度 因此，如果不是由于应力松弛，很可能要开裂,混凝土因为收缩引起开裂，尤其是大体积混凝土因水泥水化放热产生的温升会引起开裂的问题，在20世纪初就为工程界所认识。,大体积混凝土温度应力造成开裂,任何体量的混凝土，其尺寸足以

9、要求必须采取措施，控制由于水化热及伴随的体积变形（收缩）而引发裂缝者称为大体积混凝土。目前由于水泥水化热高，混凝土等级高，混凝土浆体用量多，许多厚度没有达到1米的混凝土结构都可能存在大体积混凝土的问题。,ACI关于大体积混凝土的定义,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，同时发现干燥收缩通常在这里并不重要了。水化热以及温度变化已经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。,Thermal Cracking in Concrete at Early Ages.E&FN SPON 1994.,大体积混凝土的内涵正在发生变化,自20世纪初起，

10、为了减小水化放热产生的影响，开始采用掺火山灰的办法，30年代又开发出低热水泥。利用加大粗骨料粒径、非常低的水泥用量、预冷拌合物原材料、限制浇注层高和管道冷却等措施，进一步获得了降低水化温峰、抑制热裂缝的效果。,Thermal Cracking in Concrete at Early Ages E&FN SPON(1994),大体积混凝土抑制开裂的常用措施,4）自生变形,混凝土在没有温度变化，没有和外界发生水分交换，也不受力的条件下发生的表观体积变形称自生变形，自生变形时体积减小称自生收缩。混凝土发生自生变形的原因，是由于化学减缩水泥（及掺合料）和水发生水化反应绝对体积减小的现象。,自生收缩与

11、干燥收缩的比较,自生收缩与干缩一样，是由于水的迁移而引起。但它不是由于水向外蒸发散失，而是因为水泥水化时消耗水分造成凝胶孔的液面下降，形成弯月面，产生所谓的自干燥作用，混凝土体的相对湿度降低，体积减小。,当混凝土的水胶比降低时干燥收缩减小，而自生收缩加大。如当水灰比大于0.5时，其自干燥作用和自生收缩与干缩相比小得可以忽略不计；但是当水胶比小于0.35时，体内相对湿度会很快降低到80%以下，自生收缩与干缩值两者接近；当水胶比为0.17时，则混凝土只有自生收缩而不发生干缩了。,自生收缩与干燥收缩的关系,自生收缩与干燥收缩的异同点,相同点：均由于水的迁移所引起；不同点：1）自缩不失重；2）自缩各向

12、同性地发生，干缩由表及里 地发生；3）水灰比降低时，干缩减小，自缩增大；4）覆盖后（或拆模前）不发生干缩，而自 缩必须通过湿养护(供水）减小或消除,影响自生收缩的因素 水泥品种,低热水泥,中热水泥,摘自Work of JCI committee on Autogenous Shrinkage.Shrinkage of Concrete.2000,磨细矿渣比表面积的影响,矿物掺合料,磨细矿渣掺量对自生收缩的影响,关于矿渣,美国有研究表明：磨细矿渣掺量在50%范围以内并等量取代水泥时，胶凝材料的水化热不但不降低反而升高；只有在掺量进一步增大时，水化热才呈现下降趋势。这应该也就是国内数个工程掺用磨细

13、矿渣配制混凝土浇筑大体积底板，并未获得预期的防止开裂效果的原因。,掺磨细矿渣通常不能明改善混凝土的开裂敏感度。其中原因就在于粉磨细度偏高且掺量偏少美国混凝土学会相关委员会的报告认为:水淬高炉矿渣的活性一般较高,如需要显著降低温升,掺量要达到70%以上。造成这种偏向的根源则依然是人们观念上有关活性的误区,而改变这种观念的有效办法,依然是稍许增大胶凝材料总量并降低一点水胶比。,关于矿渣,粉煤灰掺量对自生收缩的影响,水胶比 对水泥浆自生收缩值的影响,水胶比对混凝土自生收缩值的影响,温度的影响,试件尺寸对水泥浆在水中长度变化的影响（W/C0.30),膨胀剂对水泥浆自生收缩的影响（W/C0.30)Ei-

14、ichi Tazawa.et al.Work of JCI Committee on Autogenous Shrinkage.Shrinkage of Concrete.Shrinkage 2000.RILEM.,抗拉强度 抗拉强度越高，拉应力使材料开裂的危险越小。其实混凝土在结构中不可避免拉应力作用，具有较高的抗拉强度意义重大。,原因三 混凝土的抗拉强度、徐变,收缩应变大小只是导致混凝土开裂的一方面原因，另一方面还有混凝土的延伸性：弹性模量 弹性模量越小，产生一定量收缩引起的弹性拉应力越小。徐变 徐变越大，应力松弛越显著，残余拉应力就越小。,原因三 混凝土的抗拉强度、徐变,Gerald P

15、ickett(1942年）说过：“在大多数情况下，如果不是因为徐变，混凝土会严重地开裂。”Neville(1959年）断定：徐变通常与强度相反强度越高，徐变就越小。水泥浆体强度越低，徐变能力越大。,徐变的重要作用,徐变的利与弊,从不利方面看来，它造成预应力损失，增加挠度，可以降低钢筋和混凝土的粘着力等。从有利方面看来，它可以使弹性的温度收缩应力大大的松弛，根据变形速率及混凝土龄期，它对应力降低的程度约0.3-0.8倍,无松弛作用时出现开裂,混凝土的抗拉强度,开裂延迟,应力,松弛后的实际应力,应力松弛,时间,收缩应变受约束时产生的弹性拉应力,收缩与徐变对混凝土开裂的影响,混凝土的技术人员已成为设

16、计强度的专家，但是当不出现裂缝也重要时，他们就必须学习如何为增大徐变而设计。这不难做到：与得到高早强的途径相反。,为增大徐变而设计,长期湿养护 高的碱含量 高的水泥细度 高的C3A含量高的C3S（低C2S）含量低的C4AF含量 高的SO3含量 低W/B 硅灰 促进水化的外加剂 早期强度发展快的混凝土，抗拉强度虽然随抗压强度发展加快而加快，但相对幅度较小，而其弹性模量迅速增大，徐变松弛作用则很快减小，综合效果是其延伸性明显地变差。,对早强有好处，但会丧失徐变,混凝土混凝土结构,约束、环境条件影响,原因四：约 束,路面板,收缩受底部基层强烈的连续约束,柱,梁收缩受端部约束,梁,结构混凝土约 束,原

17、因五 结构设计存在的问题,设计时注意构造配筋十分重要,它对结构抗裂影响很大。但目前国内外对此都不够重视。,结构设计存在的问题,设计时注意避免过强结构约束,不能避免时要注意与材料和施工相协调。,整体（综合）论与还原（分解）论 过去整体论用得最普遍中医辨证施治可为一例。近代科研手段精进，还原论用得更为普遍。即将科研对象还原或分解到可能达到的最小单位，进行具体的量化研究，还原论对当代自然科学与技术科学的发展虽已产生很大作用，但缺点是分得愈细愈易脱离整体和实际，因此无法从整体来全面有效地解决问题或认识事物的本质。,吴中伟先生指出：科学思想分为两大派系,“分解论”评价方式造成误导,如上所述，结构混凝土出

18、现开裂现象，是多方面且相互存在显著交叉作用的原因所引起，因此以分解论的理念为基础，检测干缩、自生收缩、温升或温差等单一参数，以及它们之间简单叠加的评价方法，都难以对其开裂趋势获得符合实际的评价结果。事实上，混凝土开裂是内应力不断地累积超过了混凝土抗拉强度（更确切地，是断裂能）的结果，这种整体论的理念给我们寻求新的、较为合理的评价方法，提供了重要的启示。,第二部分 混凝土抵抗开裂的主要技术措施,为什么要避免开裂？可能要考虑下列四方面影响：1)开裂影响结构的整体性；2)开裂可能会导致耐久性问题；3)开裂引起服务功能丧失（例如渗漏、传音、饰面损坏等）；4)开裂从美学角度无法让人接受。,Biansa

19、Baetens,et al.Computer Simulation for Concrete Temperature Control.Concrete International.Dec,2002,例如，隧洞与各种过水结构物都要求水密性（不透水性），因为引水隧洞侧壁上出现的裂缝会导致严重的渗漏；在海洋环境中，氯离子进入更增加了引起钢筋锈蚀的危险。混凝土质量、裂缝的数量以及渗漏接缝的数量决定隧洞的水密性。水流经隧洞的混凝土本体、裂缝和渗漏接缝之比，分别为1:104:1010量级。,Biansa Baetens,et al.Computer Simulation for Concrete Temp

20、erature Control.Concrete International.Dec,2002,奥地利Kolnbrein 拱坝,奥地利Kolnbrein 拱坝,一个不透水，但存在非连续微裂缝，且多孔的钢筋混凝土结构,环境作用（第一阶段）（无可见损伤）1.侵蚀作用（冷热循环、干湿循环）2.荷载作用（循环荷载、冲击荷载）,由于微裂缝和孔隙连通并延伸到表面，不透水性逐渐丧失,环境作用（第二阶段）（损伤的开始与扩展）水的渗入O2、CO2渗入酸性离子（Cl-,SO4-)渗入,A：以下原因使孔隙内静水压增大、混凝土膨胀：钢筋锈蚀、碱-骨料反应、水结冰、硫酸盐侵蚀B：混凝土强度与刚度降低,开裂、剥落与整体性

21、丧失,混凝土劣化的“整体性”模型,混凝土结构非荷载裂缝是影响耐久性的关键因素,非荷载裂缝导致的最严重后果是极大地降低混凝土结构的耐久性。其最基本的原理是，无论强度多高，混凝土多致密，一旦混凝土出现裂缝，对外界腐蚀介质来说就成为无障碍通道。,技术措施之一 大掺量粉煤灰混凝土技术,大掺量粉煤灰混凝土的定义 很多国家标准或规程都将粉煤灰掺量为40%作为上限，规定很多情况下粉煤灰掺量不可超过40%，因此，多数研究者认为粉煤灰掺量在40%以上的混凝土定义为HVFAC 较为合适。,大掺量粉煤灰混凝土可以抑制温度变形,掺粉煤灰有利于降低温峰值和温峰出现时间 水化温升下降：粉煤灰掺量1050%时，3天水化温升

22、降低13.9%52.1%水化热显著减小：粉煤灰掺量1050%时，3天水化热降低5.9%35.1%水化温升减慢、温峰出现时间推迟0.53.2h,掺粉煤灰有利于降低温峰值和温峰出现时间,大掺量粉煤灰混凝土可以抑制干缩变形,粉煤灰的需水行为和减水作用。由于粉煤灰的的颗粒大多是球形的玻璃珠，优质粉煤灰由于其“滚珠轴承”的作用，可以改善混凝土拌和物的和易性,减少混凝土单位体积用水量，硬化后水泥浆体干缩小，提高混凝土的抗裂性。,大掺量粉煤灰混凝土可以减少自生变形,粉煤灰替代部分水泥，使水泥用量减少，同时也减少了水化反应总量，有利于降低混凝土自收缩。,新中央电视台大厦底板混凝土浇注2005,11-2006,

23、1,拌合物配合比与工作度：水泥 205kg/m3 粉煤灰 205kg/m3 用水量 150kg/m3外加剂：聚羧酸或萘系高效减水剂；水胶比 0.36 坍落度200220mm,未掺早强防冻剂的大掺量粉煤灰混凝土（50质量比）正在浇注,温度检测、发送与采集和匹配养护 Temperature measurement,transmit,collection and TMC,T,t,现场,试件,加热装置,电脑,发送装置,接收装置,测温点,养护箱,转发装置,整个浇注过程基本顺利。因为粉煤灰掺量大，而它密度比水泥明显小，结果粉体体积比普通混凝土大，使拌合物的水胶比明显降低（大约在0.35左右），用水量因此减

24、少了约50kg/m3，自由水大大减少，泌水现象自然就会明显改善！该工程混凝土的设计强度是60d达到C40，由于浇注体积大，温峰均超过50，实际检测结果表明14d龄期就基本达到了设计强度。,大掺量粉煤灰混凝土抗裂技术应用原则,强度中等级，水胶比要低。强化养护 混凝土结构保护层要适当增加 钢筋保护层厚度过薄,对于耐久性不利;过厚会增加开裂宽度和开裂率,所以应根据耐久性要求的较小允许厚度确定。,技术措施之三 混凝土减缩剂的应用,混凝土减缩剂(shrinkages reducing agent)首先由日本日产水泥公司和Sanyo化学工业公司于1982年研制成。随后美国在1985年获得混凝土减缩剂的专利

25、，在实际应用中取得了极其良好的技术效果。特别是对减小混凝土的自收缩具有很强的针对性。多年来，为了降低减缩剂的成本和改善混凝土的综合性能，对减缩剂的组成及复配技术开展了大量研究，并获得了多项专利。,减缩剂对不同强度等级混凝土早期收缩的影响,减缩剂对掺矿粉、粉煤灰混凝土的早期减缩效果,不掺减水剂的混凝土（JJ），48h收缩率只有掺减水剂混凝土（J0）的25%。粉煤灰和矿粉的掺入，在不加减缩剂时，也能适当减小早期收缩，48h时分别为6.2%和11.6%。,减缩剂对掺粉煤灰和矿粉混凝土的早期减缩效果同样十分显著，48h时的减缩率达到45%以上。,首条裂缝出现时间,裂缝条数,最大裂缝宽度与时间的关系,试

26、点工程一：,04年4月，楼板面积750m2，掺减缩剂的试验区约300m2。裂缝数量减少60%。气温较低，环境湿度较高，所以作用效果不尽显著。,试点工程二：,04年7月18日。楼板面积820m2，各施工410m2。气温38，现场温度56。,裂缝数量对比,裂缝长度,裂缝名义面积对比表,减缩剂能有效降低混凝土的早期收缩、延缓早期开裂、减少裂缝数量。关键是如何降低成本，并使我们的设计、施工和建设单位等认识和接受它。,积极开发具有减缩功能的减水剂,技术措施之四 混凝土纤维增强抗裂,20世纪60年代中期Goldfein研究用合成纤维作水泥砂浆增强材料的可能性，发现尼龙、聚丙烯、聚乙烯等纤维有助于提高砂浆的

27、抗冲击性。而Zollo等的实验结果表明，若在混凝土中掺加体积率为0.10.3的聚丙烯纤维时，可使混凝土的塑性收缩减少1225。,技术措施之四 混凝土纤维增强抗裂,掺聚丙烯纤维能推迟裂缝产生的时间。且随着掺量提高，开裂时间延后，裂缝宽度减小。,技术措施之四 混凝土纤维增强抗裂,纤维抗裂需要克服的技术难点是和易性问题。,技术措施之五 大体积、超长混凝土混凝土结构无缝跳仓法施工,永久性的变形缝(包括伸缩缝、沉降缝、抗震缝)给工程的防水质量带来严重不利,止水带渗漏是常见而又难以处理的质量缺陷。所以,后浇带的应用是一种进步,但并不是在任何条件下都能奏效。,技术措施之五 大体积、超长混凝土混凝土结构无缝跳

28、仓法施工,技术措施之五 大体积、超长混凝土混凝土结构无缝跳仓法施工,王铁梦教授提出的跳仓法是充分利用了混凝土在早期期间性能尚未稳定和没有彻底凝固前容易将内应力释放出来的“抗与放”特性原理，它是将建筑物地基或大面积砼平面机构划分成若干个区域，按照“分块规划、隔块施工、分层浇筑、整体成型”的原则施工，其模式和跳棋一样，即隔一段浇一段。相邻两段间隔时间不少于七天，以避免混凝土施工初期部分激烈温差及干燥作用，这样就不用留后浇带了。,技术措施之五 大体积、超长混凝土混凝土结构无缝跳仓法施工,技术措施之六 混凝土的养护,我们对收缩裂缝进行控制，必须让混凝土得到正常的生长发育。以上所讲述的五种抗裂技术措施已

29、经证明是有效的，但即便采取上述措施，混凝土结构也不一定不裂。是否存在引发收缩开裂的重要诱因呢？,针对塑性收缩和干缩，重要的诱因或源头是来自体系失水后连通的毛细孔隙液面的降低。拌合水损失后缺陷产生的内应力，是引发混凝土收缩开裂重要的源头，防止拌合水损失才是最有效的防裂方法。,引发混凝土开裂的一个重要源头,混凝土的可见裂缝是由不可见裂缝扩展而来的，因此，混凝土收缩裂缝的控制，应是以不可见裂缝和不可见孔隙缺陷作为控制目标，而不是以往的以可见裂缝或可见有害裂缝作为控制目标。,防裂观念要转变,混凝土的收缩开裂是失水造成的，理论上要树立混凝土密实成型后其拌合水不可以损失的观念，施工中必须防止拌合水的损失。

30、针对不同的失水方式采取相应的防失水措施，是我们在混凝土防裂施工中应遵循的防裂总原则。,防裂总原则,混凝土用水量高低以及成型后拌合水损失的多少，决定硬化混凝土先天缺陷和后天缺陷形成的严重程度。因此，水也是混凝土体系中极重要的不平衡因素。从混凝土浇筑成型开始至凝结前后，是混凝土最容易失水的阶段。工程实践表明，早期失水较多的混凝土不但早期容易开裂，中后期也都容易开裂，这是体系很不稳定的反映。,用水量和失水对混凝土体积稳定性影响大,先天缺陷是由于配合比不合理造成的，后天缺陷是由于施工养护工艺不合理造成的。缺陷的主要表现形式是混凝土内部存在大量的连通孔隙以及可见与不可见裂缝。这些缺陷在不利环境影响下，或

31、在环境介质作用下，很容易产生应力和应力集中，成为破坏体系平衡的能量。,用水量和失水对混凝土体积稳定性影响大,表层混凝土水分的蒸发速率、泌水速率和初凝时间都与混凝土的养护有密切的关系,因而以上分析显示了养护对防治塑性收缩裂缝的关键作用。,养护与塑性收缩开裂,大掺量粉煤灰混凝土可以有效减少收缩，但是不要忽视的问题是在早期凝结硬化前后，大掺量粉煤灰混凝土收缩虽小，但抗拉强度也更小，因此如果不注意及早养护很容易在1天前形成微细裂缝（塑性收缩裂缝），造成早期开裂。认为既然粉煤灰有抗裂性就可以放松养护的观念是错的;加强及早保湿养护,才能发挥粉煤灰混凝土抗裂性的优势。,养护缺失大掺量粉煤灰混凝土也会开裂,利

32、用钙矾石类水化产物的膨胀作用抑制充水空间（毛细孔）的变形，藉以提高混凝土的抗裂性。这类特种材料使用过程中如果不能有效控制拌合水的损失，那么仍然存在失水通道，存在毛细孔隙缺陷，存在内应力。这就是以往工程中为什么用了膨胀剂之后，混凝土还是要开裂的道理。,养护缺失掺膨胀剂混凝土也会开裂,混凝土防裂施工湿养护的时间原则,这个时间原则总结起来，就是十六个字：“湿养护7 天，关键前3 天，最关键第1 天”第1天是水泥水化最活跃、产生水化产物最多的一天，但也是充水空间刚开始被填充、还远没有被完全填充、最容易失水的一天。混凝土硬化过程如果连续失水，就会形成水的迁移通道，水化产物就不能将充水空间完全填充，形成连

33、通的毛细孔隙缺陷，使混凝土产生内应力，发生收缩。,混凝土防裂施工湿养护的时间原则,前3 天是水化产物填充充水空间速度最快的阶段，并且只用3 天水化产物就可以将充水空间封闭。所以前3 天防止拌合水损失是保证混凝土得到正常生长发育的关键。工程实践表明，前3 天不失水，已经取得很好的防裂效果。按规范养护足7 天，如果这7 天都不失水，一方面提高了实现高抗渗的可靠性，另一方面混凝土将更密实，抗渗性能、耐久性能都将进一步提高。,混凝土防裂施工湿养护的时间原则,现行国家规范规定混凝土硬化以后开始养护，或12h 以内开始养护，都不能满足抗渗防裂的要求，以至于实际工程中普遍存在放任失水现象。放任失水就是放任裂

34、缝的生成。施工中放任失水往往错过了防裂最关键的第1 天，混凝土收缩裂缝的控制因此成为建筑技术难题。,混凝土防裂施工湿养护的时间原则,有资料要求延长混凝土的湿养护时间，要求养护14d，28d 甚至更长时间，但却没有对前3d 提出特别要求。至于养护多长时间为合适，不失水的养护应延续至混凝土实现高抗渗。这样出去养护措施后不容易失水。对高强混凝土而言1-3天就够，这也进一步证明了第1 天最关键。所谓“高强混凝土、高性能混凝土更容易出现早期开裂”，实际上是按常规方法施工，在最关键的第1 天没有做好防裂工作。,混凝土防裂施工湿养护的时间原则,对于气温较低的气候环境，水泥水化比较缓慢，或对于水泥用量很少、掺

35、合料用量很高的混凝土（绿色高性能混凝土），胶凝材料水化进程较慢，湿养护时间应适当延长，直至混凝土实现高抗渗。过长的养护时间，只对愈合早期的微缺陷有利，对比较严重的缺陷是弥补不了的，关键是做好前3 天的湿养护工作，不使混凝土失水，不使产生失水缺陷。,混凝土防裂施工湿养护的即时性,所谓“即时”，以湿养护开始时，混凝土不失水或失水缺陷已得到有效消除为原则。即时养护，即混凝土成型后立即进行养护，混凝土没有失水，这时的养护是及时的。如果是初凝前才开始养护，由于混凝土从振实抹平至初凝前这一段时间已经失水，这时的养护是不及时的；但如果养护前对混凝土进行二次抹压，将已经产生的失水缺陷彻底消除，这时开始的养护又

36、是及时的。,混凝土防裂施工湿养护的充分性,所谓“充分”，以湿养护过程中，混凝土不失水，不出现失水缺陷为原则。养护时间越长，不能表明混凝土的养护越充分。养护时间的长短，根据水化硬化的需要、实现高抗渗的需要和实际工程的可操作性。除了蒸发失水以外，要考虑是否还存在其他的失水方式，采取有效措施，确保施工养护过程中拌合水不损失，这样的养护才算“充分”。,必须重视二次抹压,对没有采用即时养护的混凝土，或不适宜即时养护的混凝土，必须适时进行二次抹压。二次抹压的作用是彻底消除混凝土由于失水已经形成的缺陷，从而消除由这些缺陷带来的内应力。二次抹压要掌握好适宜的时机。抹压过迟，混凝土表面干硬，缺陷较深，难以消除。

37、二次抹压最好采用圆盘式抹光机，效率高，消除缺陷也比较彻底。,防止混凝土失水的养护方法,即时水养护 强度较高、水胶比较小的混凝土，可采用即时水养护。即时水养护可有效防止拌合水损失。混凝土振动密实后，可一边进行一次抹平，一边进行蓄薄水养护。浇筑完成后，随即慢慢加大蓄水深度，至混凝土表面最高处的水深不少于10mm 为止。对厚大结构的混凝土，蓄水深度应加大。,防止混凝土失水的养护方法,即时水养护 由于混凝土未凝结，蓄水后不得以任何方式触动混凝土。泌水明显的混凝土不宜采用即时水养护。对强度较低、水胶比较大的混凝土，特别是胶凝材料用量偏低、掺合料掺量又大的混凝土，即时水养护应通过试验。,2011-11-1

38、2,防止混凝土失水的养护方法,即时水养护 对强度较低、水胶比较大的混凝土，特别是胶凝材料用量偏低、掺合料掺量又大的混凝土，如果不适宜即时水养护，也要混凝土振动密实后，可一边进行一次抹平，一边进行薄膜覆盖或喷雾保湿。总之保证浇筑后表面湿润。,防止混凝土失水的养护方法,二次抹压后立即覆盖 这种方法施工操作比较方便，是目前用得最多的湿养护方法。值得注意的是，二次抹压后要立即覆盖，也就是一边抹压一边覆盖。如果抹压后不立即覆盖，对较大面积的混凝土，在不利气候环境下，当抹压终了时，开始抹压部分由于失水，可能已经开裂，即使没有开裂也会生成大量的孔隙缺陷和不可见裂缝，为后期的开裂和渗漏埋下隐患。应采用吸水性良

39、好的覆盖物，覆盖前充分润湿，覆盖后有专人跟着给覆盖物浇水。,防止混凝土失水的养护方法,二次抹压后立即蓄水养护 抹压完成后，可立即蓄水养护（左图）。如果不蓄水，可浇足水养护（右图），以混凝土表面低处有积水，高处的覆盖物脚踩有水流淌为足水原则,防止混凝土失水的养护方法,二次抹压后立即蓄水养护 在混凝土表面蓄水养护或覆盖较厚的覆盖物，覆盖物要相互搭接，不得有暴露面，以防止不利气候环境和热应力双重因素造成混凝土的蒸发失水。,防止混凝土失水的养护方法,二次抹压后立即覆盖薄膜养护 这是一种更便捷、更省工的快速覆盖养护方法。有些施工单位覆盖后，认为可以不浇水或少浇水，这不好。即使没有出现可见裂缝，不能表明养

40、护已达到要求。覆盖只是减少了失水，但未能防止混凝土失水。混凝土表面仍有可能存在大量的孔隙缺陷和不可见裂缝。不利气候环境下，或混凝土内部水化热较高时，这种失水将加速，混凝土表面仍有可能开裂。,防止混凝土失水的养护方法,二次抹压后立即覆盖薄膜养护 建议二次抹压后，立即对混凝土表面浇一次水，紧接着覆盖薄膜。离抹光机较远已覆盖的区域，继续浇水，让水从薄膜之间的缝隙或破孔处渗流至混凝土表面，保证混凝土表面有足够的水分。注意不要让养护水流至正在抹压或未经抹压的混凝土表面。抹压和覆盖全部完成后，对混凝土表面要浇足水分。太阳猛烈或风大干燥时，最好蓄水养护。,判断养护是否良好的标准,就看它是不是能够有效防止混凝

41、土失水。因此，不管采用什么养护方法，都要达到不失水的目的。混凝土在浇筑后的凝结与早期硬化过程中，失水越少，缺陷消除越彻底，这种养护越接近完美湿养护；失水越多，缺陷越严重，则越偏离完美湿养护。,保水养护是最直接有效的抗裂方法,工程实践表明:只要有效防止失水，就在很大程度上可以有效防止开裂。这样就实现了混凝土抗收缩开裂复杂问题简单化。防止失水的防裂方法，是成本最低、操作最简单、防裂效果最显著的防裂方法。,降温的控制对开裂的影响,塑料薄膜遮挡,大面积施工的挡风墙和覆盖保温,保温模板,塑料保温模板,其他技术措施,采用如选用低水化热、凝结时间长的水泥；尽可能不采用早强水泥、过细的水泥；骨料在大体积混凝土中所占比例一般为混凝土绝对体积的80%83%，在选择骨料时，应选择线膨胀系数小、岩石弹模较低、含泥量低、吸水率低、表面清洁无弱包裹层、级配良好的骨料；降低混凝土浇注温度、降低配合比中的浆骨比；,Liquid nitrogen being used to cool concrete,