PPT混凝土開(kāi)裂機(jī)理分析及抗裂措施研究講稿

xx工程程研研究究院院xx博士士混凝凝土土開(kāi)開(kāi)裂裂機(jī)機(jī)理理分分析析及及抗抗裂裂措措施施研研究究前言言混凝凝土土開(kāi)開(kāi)裂裂調(diào)調(diào)查查及及原原因因分分析析混凝凝土土開(kāi)開(kāi)裂裂機(jī)機(jī)理理分分析析擬采采用用的的抗抗裂裂措措施施纖維維對(duì)對(duì)混混凝凝土土抗抗裂裂能能力力的的影影響響膨脹脹劑劑對(duì)對(duì)混混凝凝土土抗抗裂裂能能力力的的影影響響結(jié)論論與與建建議議水泥泥混混凝凝土土：：生產(chǎn)產(chǎn)能能耗耗低低，，工工藝藝簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單，，成成本本小小較耐耐久久，，防防火火，，適適應(yīng)應(yīng)性性強(qiáng)強(qiáng)，，使使用用方方便便產(chǎn)量量：：10億m3/年，，較較1995年增增長(zhǎng)長(zhǎng)2倍以以上上21世紀(jì)紀(jì)內(nèi)內(nèi)，，水水泥泥混混凝凝土土仍仍然然將將是是現(xiàn)現(xiàn)代代建建設(shè)設(shè)無(wú)法法替替代代的主主要要建建筑筑材材料料。。前言言混凝凝土土因因這這一一““先先天天””缺缺陷陷而而影影響響其其抗抗?jié)B滲、、抗抗凍凍、、抗抗化化學(xué)學(xué)介介質(zhì)質(zhì)侵侵蝕蝕、、抗抗鋼鋼筋筋銹銹蝕蝕等等性性能能，，造造成成混混凝凝土土使使用用壽壽命命大大大大縮縮短短，，維維護(hù)護(hù)修修復(fù)復(fù)費(fèi)費(fèi)用用大大量量上上升升??！據(jù)有有關(guān)關(guān)資資料料，，美美國(guó)國(guó)每每年年用用于于混混凝凝土土修修復(fù)復(fù)費(fèi)費(fèi)用用高高達(dá)達(dá)上上千千億億美美元元，，我我國(guó)國(guó)也也將將在在數(shù)數(shù)千千億億元元脆性性大大抗拉拉強(qiáng)強(qiáng)度度低低特別易開(kāi)裂裂抗沖沖擊擊抗彎全國(guó)國(guó)的的鐵鐵路路、、公公路路及及市市政政建建設(shè)設(shè)速速度度在在近近十十年年來(lái)來(lái)非非常?？炜臁?。與與此此同同時(shí)時(shí)，，也也建建設(shè)設(shè)了了大大量量鋼鋼筋筋混混凝凝土土橋橋梁梁。。這這些些公公路路橋橋或或鐵鐵路路橋橋有有些些處處于于沿沿海海地地域域，，投投入入使使用用10年左左右右就就出出現(xiàn)現(xiàn)了了嚴(yán)嚴(yán)重重的的損損傷傷破破壞壞。。我我們們調(diào)調(diào)查查了了xx、山山東東、、浙浙江江寧寧波波等等地地的的公公路路系系統(tǒng)統(tǒng)和和鐵鐵路路系系統(tǒng)統(tǒng)新新建建和和服服務(wù)務(wù)十十幾幾年年的的鋼鋼筋筋混混凝凝土土橋橋梁梁。。這這些些橋橋梁梁均均有有不不同同程程度度裂裂縫縫和和開(kāi)開(kāi)裂裂，，具具體體破破壞壞情情況況見(jiàn)見(jiàn)圖圖。?；炷镣灵_(kāi)開(kāi)裂裂調(diào)調(diào)查查及及原原因因分分析析xx市市市政政工工程程研研究究院院混凝凝土土橋橋梁梁破破壞壞狀狀況況Thebreakageofsteelreinforcedconcretebridgexx市市市政政工工程程研研究究院院xx市市市政政工工程程研研究究院院xx市市市政政工工程程研研究究院院橋面面鋪鋪裝裝層層開(kāi)開(kāi)裂裂狀狀況況xx市市市政政工工程程研研究究院院xx市市市政政工工程程研研究究院院xx大學(xué)學(xué)土土木木工工程程系系橋面面鋪鋪裝裝層層開(kāi)開(kāi)裂裂狀狀況況橋墩墩開(kāi)開(kāi)裂裂狀狀況況xx市市市政政工工程程研研究究院院橋墩墩開(kāi)開(kāi)裂裂狀狀況況xx市市市政政工工程程研研究究院院橋梁梁的的裂裂縫縫特特征征：：橋墩墩、、主主梁梁、、蓋蓋梁梁、、橋橋面面板板和和護(hù)護(hù)欄欄都都有有開(kāi)開(kāi)裂裂現(xiàn)現(xiàn)象象，，裂裂縫縫形形式式包包括括塑塑性性收收縮縮裂裂縫縫和和硬硬化化收收縮縮裂裂縫縫。。以上上調(diào)調(diào)查查及及測(cè)測(cè)試試結(jié)結(jié)果果表表明明：：受調(diào)調(diào)查查的的這這幾幾座座橋橋梁梁的的混混凝凝土土均均有有相相當(dāng)當(dāng)嚴(yán)嚴(yán)重重開(kāi)開(kāi)裂裂現(xiàn)現(xiàn)象象。。照照此此推推算算若若干干年年后后，，有有害害離離子子經(jīng)經(jīng)裂裂縫縫進(jìn)進(jìn)入入混混凝凝土土內(nèi)內(nèi)部部，，造造成成鋼鋼筋筋銹銹蝕蝕。。盡盡管管以以上上數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)只只來(lái)來(lái)自自幾幾座座橋橋梁梁，，但但其其反反映映出出的的問(wèn)問(wèn)題題卻卻帶帶有有普普遍遍性性。。如如果果不不設(shè)設(shè)法法進(jìn)進(jìn)行行防防治治，，會(huì)會(huì)對(duì)對(duì)橋橋梁梁使使用用安安全全性性和和人人民民生生命命財(cái)財(cái)產(chǎn)產(chǎn)安安全全帶帶來(lái)來(lái)重重大大影影響響。。因因此此，，對(duì)對(duì)鋼鋼筋筋混混凝凝土土橋橋梁梁提提供供有有效效的的抗抗裂裂措措施施，，延延緩緩或或阻阻止止混混凝凝土土裂裂縫縫形形成成已已成成為為一一個(gè)個(gè)迫迫在在眉眉睫睫的的重重大大課課題題。。xx市市政政工程程研究究院水泥基基混凝凝土材材料特特點(diǎn)：自重大大、抗拉強(qiáng)強(qiáng)度低低、易于干干縮開(kāi)開(kāi)裂?；炷镣灵_(kāi)裂裂原因因：1.塑性收收縮，，2.干縮收收縮，，3.碳化收收縮，，4.自身收收縮，，5.溫度收收縮。混凝土土耐久久性的的影響響：抗?jié)B性性、抗抗凍性性、抗抗化學(xué)學(xué)介質(zhì)質(zhì)侵蝕蝕、抗抗鋼筋筋銹蝕蝕等性性能。。本文就就是針針對(duì)混混凝土土開(kāi)裂裂原因因，提提出相相對(duì)應(yīng)應(yīng)的抗抗裂措措施。。xx市市政政工程程研究究院混凝土種類(lèi)塑性收縮開(kāi)裂總權(quán)重值/mm2塑性開(kāi)裂相對(duì)權(quán)重值/%基準(zhǔn)混凝土141.8100摻10%SF混凝土719.2507摻20%礦渣混凝土461.8325摻30%FA混凝土148.9105xx市市政政工程程研究究院混凝土種類(lèi)水灰比w/c塑性收縮開(kāi)裂總權(quán)重值/mm2塑性開(kāi)裂相對(duì)權(quán)重值%基準(zhǔn)混凝土0.40227.81001#混凝土0.50321.51402#混凝土0.55543.62383#混凝土0.30378.4166xx市市政政工程程研究究院混凝土種類(lèi)水泥400kg塑性收縮開(kāi)裂總權(quán)重值/mm2相對(duì)開(kāi)裂權(quán)重（%）1#混凝土P.O.32.5711.51002#混凝土P.O.42.5863.5121.43#混凝土P.Ⅱ52.51067.0150.1xx市市政政工程程研究究院混凝土種類(lèi)水泥用量塑性收縮開(kāi)裂總權(quán)重值/mm2相對(duì)開(kāi)裂權(quán)重（%）1#混凝土380437.5100.02#混凝土360320.573.03#混凝土320189.843.0xx市市政政工程程研究究院混凝土種類(lèi)砂率（%）相對(duì)收縮開(kāi)裂總權(quán)重（%）1#混凝土38100.02#混凝土40125.83#混凝土45143.74#混凝土48205.0xx市市政政工程程研究究院塑性收收縮開(kāi)開(kāi)裂機(jī)機(jī)理經(jīng)過(guò)分分析探探討，，認(rèn)為為水泥泥基材材料澆澆注成成型后后，由由于水水與水水泥基基材料料的親親潤(rùn)性性，水水分蒸蒸發(fā)時(shí)時(shí)表層層材料料毛細(xì)細(xì)管中中形成成凹液液面，，其凹凹液面面上表表面張張力的的垂直直分量量形成成了對(duì)對(duì)管壁壁間材材料的的拉應(yīng)應(yīng)力,此時(shí)材材料處處于塑塑性階階段，，材料料自身身的塑塑性抗抗拉強(qiáng)強(qiáng)度較較低，，若材材料表表層毛毛細(xì)管管失水水收縮縮產(chǎn)生生的拉拉應(yīng)力力σ毛細(xì)管管與材材料塑塑性抗抗拉強(qiáng)強(qiáng)度f(wàn)塑滿(mǎn)足足下式式：σ毛細(xì)管管>f塑則材料料表層層將會(huì)會(huì)出現(xiàn)現(xiàn)開(kāi)裂裂現(xiàn)象象。xx市市政政工程程研究究院塑性收收縮開(kāi)開(kāi)裂機(jī)機(jī)理若改變變水泥泥基材材料組組成及及其所所處環(huán)環(huán)境條條件，，一方方面可可使材材料抵抵抗開(kāi)開(kāi)裂的的塑性性抗拉拉強(qiáng)度度發(fā)生生變化化，另另一方方面也也可使使毛細(xì)細(xì)管失失水收收縮形形成的的毛細(xì)細(xì)管張張力發(fā)發(fā)生改改變，，從而而使σ毛細(xì)管管與f塑滿(mǎn)足足下式式：σ毛細(xì)管管≤f塑則材料料表層層的開(kāi)開(kāi)裂狀狀況可可得以以減輕輕，甚甚至消消失。。xx市市政政工程程研究究院混凝土土塑性性收縮縮的解解決之之道---提高塑塑性抗抗拉強(qiáng)強(qiáng)度減小毛毛細(xì)管管張力力xx市市政政工程程研究究院擬采用用的抗抗裂措措施盡可能能采用用優(yōu)質(zhì)質(zhì)粉煤煤灰選擇合合適水水泥在滿(mǎn)足足混凝凝土工工作性性能和和物理理力學(xué)學(xué)性能能前提提下盡盡可能能降低低砂率率摻加一一定量量纖維維摻加一一定量量膨脹脹劑等等xx市市政政工程程研究究院纖維對(duì)對(duì)混凝凝土抗抗裂能能力影影響xx市市政政工程程研究究院各種纖纖維對(duì)對(duì)收縮縮力變變化的的影響響由圖中中實(shí)驗(yàn)驗(yàn)結(jié)果果可見(jiàn)見(jiàn)，摻摻加纖纖維不不僅可可以降降低塑塑性收收縮應(yīng)應(yīng)力，，而且且可以以使達(dá)達(dá)到最最大塑塑性收收縮應(yīng)應(yīng)力時(shí)時(shí)間延延長(zhǎng)。。摻加加聚丙丙烯腈腈纖維維12mm、聚丙丙烯纖纖維、、聚丙丙烯腈腈纖維維6mm后，水水泥砂砂漿總總的最最大塑塑性收收縮應(yīng)應(yīng)力分分別為為1000N/m2；1600N/m2；和1450N/m2，較不不摻纖纖維的的1710N/m2均有不不同程程度的的下降降，其其中聚聚丙烯烯腈纖纖維12mm可在推推遲達(dá)達(dá)到塑塑性收收縮應(yīng)應(yīng)力時(shí)時(shí)間的的同時(shí)時(shí)，使使塑性性收縮縮應(yīng)力力降低低最明明顯。。水泥砂砂漿、、混凝凝土的的塑性性應(yīng)力力降低低和達(dá)達(dá)到最最大塑塑性收收縮應(yīng)應(yīng)力時(shí)時(shí)間推推遲可可以使使水泥泥砂漿漿、混混凝土土通過(guò)過(guò)提高高其相相對(duì)塑塑性抗抗拉強(qiáng)強(qiáng)度來(lái)來(lái)達(dá)到到抗裂裂的目目的。。xx市市政政工程程研究究院在提高高其抗抗裂能能力前前提下下大幅幅度提提高混混凝土土的抗抗氯離離子滲滲透能能力xx市市政政工程程研究究院xx市市政政工程程研究究院xx市市政政工程程研究究院xx市市政政工程程研究究院各類(lèi)纖纖維對(duì)對(duì)塑性性收縮縮開(kāi)裂裂的影影響Influenceoffibersonplasticshrinkageandcracking砂

漿

種

類(lèi)塑性收縮開(kāi)裂總權(quán)重值/cm塑性開(kāi)裂相對(duì)權(quán)重值/%基準(zhǔn)混凝土161.5100聚丙烯腈纖維6mm100.7562.38聚丙烯纖維12mm56.336.86改性聚丙烯纖維7.254.49博凱超纖維UF5009.756.00xx市市政政工程程研究究院由表中中實(shí)驗(yàn)驗(yàn)結(jié)果果可知知，各各種纖纖維對(duì)對(duì)混凝凝土抗抗裂效效果是是不一一樣的的，聚聚丙烯烯腈纖纖維對(duì)對(duì)混凝凝土的的塑性性減裂裂效果果為36.6％；未改改性聚聚丙烯烯纖維維塑性性減裂裂效果果為63.1％；而改改性聚聚丙烯烯纖維維對(duì)混混凝土土塑性性減裂裂效果果為95.5％、博凱凱超纖纖維對(duì)對(duì)混凝凝土塑塑性減減裂效效果為為94.0％，因此可可以認(rèn)為改改性聚丙烯烯纖維和博博凱超纖維維對(duì)抵抗混混凝土塑性性開(kāi)裂十分分有效。xx市市政工程程研究院改性聚丙烯烯纖維降低低混凝土開(kāi)開(kāi)裂風(fēng)險(xiǎn)的的機(jī)理在于于提高混凝凝土塑性抗抗拉強(qiáng)度；；而博凱超超纖維同時(shí)時(shí)具有減小小混凝土毛毛細(xì)管張力力和提高混混凝土塑性性抗拉程度度。xx市市政工程程研究院膨脹劑對(duì)混混凝土抗裂裂能力影響響xx市市政工程程研究院由表中數(shù)據(jù)據(jù)可見(jiàn)，隨隨著濕度的的增大，裂裂縫數(shù)量明明顯減少，，當(dāng)養(yǎng)護(hù)濕濕度為100%時(shí)，無(wú)裂縫縫產(chǎn)生，而而當(dāng)濕度為為20%時(shí)，開(kāi)裂總總權(quán)重值達(dá)達(dá)403.65cm，該值大于于基準(zhǔn)混凝凝土在同等等條件下的的開(kāi)裂總權(quán)權(quán)重值。從從表中數(shù)據(jù)據(jù)還可以看看出，當(dāng)濕濕度增加時(shí)時(shí)，裂縫寬寬大于2mm的有害裂縫縫長(zhǎng)度逐漸漸減少。不同濕度條條件下塑性性收縮力隨隨時(shí)間的變變化曲線(xiàn)xx市市政工程程研究院上圖為濕度度對(duì)塑性階階段收縮力力的影響，，此次試驗(yàn)驗(yàn)中我們選選擇了20%，60%和100%三個(gè)濕度條條件，圖中中曲線(xiàn)可以以反映出，，濕度越小小，砂漿產(chǎn)產(chǎn)生應(yīng)力的的時(shí)間越早早，而當(dāng)濕濕度足夠大大時(shí)，可以以延緩產(chǎn)生生收縮應(yīng)力力的時(shí)間，，使砂漿本本身有足夠夠的時(shí)間增增加強(qiáng)度以以此來(lái)抵抗抗由于收縮縮而產(chǎn)生的的收縮力；；另外一方方面，濕度度為20%時(shí)，產(chǎn)生的的收縮力較較大，且濕濕度20%和60%時(shí)，均出現(xiàn)現(xiàn)由于裂縫縫貫穿現(xiàn)象象。這是由由于環(huán)境相相對(duì)濕度越越低，孔中中實(shí)際蒸汽汽壓力越小小，這使小小孔中的水水蒸發(fā)，產(chǎn)