介绍 了混凝土早期 塑性收缩裂缝形成 的毛 细管应力机理和 塑性沉 降机理 ,综述 了国内外 关于塑性收缩 开裂影响因素的最新研究进展,并从混凝土配合比、成型、养护等角度出发,提出了防止塑性收缩裂缝的有效措施。 关键词 塑性收缩 塑性沉降 影响因素 控制措施 Research ProgressaboutPlasticShrinkageCrackingofConcrete GUIM iaomiao , (1 CollegeofMaterialsScienceandEngineering,TongjiUniversity,Shanghai200092;2 XiamenAcademyof BuildingResearchGroupCO.,LTD,Xiamen361004) Abstract Thecapillary stressmechanism and plasticsettlementmechanism ofthe formation ofplasticshrin- kagecracking arepresented,andtheresearchprogressabouttheinfluencefactorsofplasticshrinkagecracking issum — marized.Finally,item phasizesthe preventive measures againsttheplasticcracking from theviewpointofconcrete mix,pouring,and curing. Keywords plasticshrinkage,plasticsettlement,influencefactors,preventivemeasures 0 引言随着混凝土技术 向低水灰 比、高强、大矿物掺合量 和高 流动性方向发展,混凝土脆性增大 ,收缩开裂加剧 ,严重影响 混凝土结构的耐久性和使用寿命,已成为工程 中所面临的严 峻问题之一。塑性收缩、干燥收缩 、温度收缩 、碳化收缩以及 自收缩为混凝土的几种主要收缩,混凝土的高性能化使得塑 性收缩开裂问题逐渐突出l1]。 目前,ACI将塑性 收缩定义为发生在水泥浆 、砂浆或者 混凝土凝结前的收缩l_2一。塑性收缩发生在混凝土成型后的 几小时内,此时混凝土仍为塑性状态 ,无法提供 足够 的强度 抵抗收缩应力 ]。当混凝土处于约束状态 ,收缩拉应力超过 一 定值时 ,则引起混凝土塑性开裂_4]。塑性裂缝为有害物质 提供有效的通道 ,且相比硬化混凝土 ,此时有害物质更易渗 入}昆凝 土,同时塑性 裂缝 为后期其 他 收缩提供 开裂 的基 础l5]。这都将导致混凝 土的强度、耐久性 以及外 观受到影 响。因此 ,控制混凝土塑性收缩开裂是提高混凝土工程耐久 性、延长寿命 、缩短工程周期寿命的有效方法_6]。 1 塑性收 缩作用机理 塑性收缩是混凝土在终凝前 的塑性阶段产生的收缩 ,通 常浇筑后的 4~15h出现塑性 收缩裂缝。当混凝 土处于高 温 、干燥 、有风的环境 中时,将加剧塑性收缩开裂过程 ,尤其 是大面积混凝 土表面易产生塑性收缩裂缝l2]。在过去几十 年 内,国内外关于塑性开裂进行 了大量的研究 ,大家普遍承 认 的是 由于水分蒸发 和泌水不平衡 引起 的“毛细管应力机 理”以及“塑性沉降机理”[_l 。 1.1 毛细管压力理论 1968年 Ravina和 Shalon将早期混凝土泌水和水分蒸发 过程分成 3个阶段 ,早期的塑性收缩开裂与这 3个过程息息 相关E8]。Wittmann[明应用“毛细管压力理论”解释混凝土塑 性开裂机理 ,并通过实验证实了毛细管压力和塑性收缩之间 的相互关系。Powers提出毛细管压力的计算公式为l_8]: P 一 × 10 式中:P为颗粒之间的毛细管压力, 为水的表面张力,S为 颗粒 的比表面积 ,w/c为混凝土的水胶比。 WittmannE'~]通过模拟塑性收缩过程测得混凝土毛细管 压力,得出毛细管压力随时间的变化趋势分为 3个阶段。第 一 阶段随着新拌混凝土表面水分蒸发,在靠近混凝土表面的 固体颗粒之间的水分减少并形成弯月面形状。第二阶段 随 着水分蒸发曲率半径不断减小 ,毛细管压力 P也显著增大最 终达到临界压力 ,混凝土整个体系变得密实。第三阶段混凝 土表面的水不能填充所有空隙而呈非连续状态 ,毛细管压力 随之迅速降低 。但通常情况下 ,在第二 阶段混凝土表面抗拉 强度很低,毛细管压力达到临界压力之前 已大于混凝土表面 的抗拉强度 ,如混凝土处于受约束状态 ,则 产生塑性收缩裂 缝。Wittmann[9l通 过 试 验 测 出 临 界 压 力 P 值 可 达 到 0.021M Pa。 Gheorghe等_1叩在 Wittmann的基础上对毛细孔压力测 试装置进行改进 ,提高了水泥基材料中毛细孔压力 的测试精 确性 。研究表明,毛细孔压力与测定 区域固体颗粒 间的物质
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