混凝土收缩变形有哪些?

混凝土收缩变形有哪些?混凝土收缩变形分为哪些种类?

上述裂纹归根到底是由混凝土收缩变形而引起的,其收缩变形分类如下:

(1)混凝土塑性收缩塑性收缩发生在浇灌后的初期。

预拌混凝土为满足运输、泵送的要求,其单方水泥用量、砂率、坍落度均较常规现场搅拌非泵送混凝土大。混凝土拌制过程中因加入外加剂,引起其收缩,特别是早期收缩率的增大。因此,混凝土浇筑后,在塑性状态下会产生沉降和泌水,导致混凝土在塑性状态下的变形。这种收缩变形约是非泵送混凝土的30~60倍,而且混凝土坍落度越大,变形量也越大,导致混凝土产生裂纹。典型的塑性收缩是相互平行的,深度约为2.5~5cm,常见的是沿钢筋方向的有规则的早期裂纹。

(2)混凝土干缩

混凝土成形后,表面在风吹日晒情况下,由于水分蒸发而产生收缩。

由于混凝土表面和内部产生较大的湿度梯度,导致其内外部收缩不一致而产生裂纹。混凝土水胶比越大,其干缩也越大。

集料对混凝土的干缩起着抑制作用。在混凝土配合比设计中,对干缩的影响首先反映在集料的体积含量,当集料体积含量由71%增加到74%时,在水胶比相同的情况下,混凝土的收缩可降低约20%。

混凝土所处环境的相对湿度对干缩也有显著影响,环境相对湿度为100%时,混凝土不产生干缩;相对湿度为80%时,混凝土的干缩约为200微应变;相对湿度为45%时,其干缩可达400微应变。

(3)混凝土化学自收缩

混凝土在没有温度变化、没有与外界发生水分交换,且未受力情况下,由于水泥与水发生的化学反应,产生的胶凝材料浆体化学减缩称为化学自收缩。温度越高,水泥用量越大,水泥越细,其自收缩越大。

(4)混凝土温度收缩

混凝土由于温度变化引起变形,当变形受到来自内部或外部约束时,产生温度裂纹。混凝土温度变形主要体现在大体积混凝土,由于内部水化热引起其内外温差变形不一致,导致内约束裂纹或由于季节变化引起的外约束裂纹。

(5)混凝土炭化收缩

空气中的CO2含量虽只有0.03%(摩尔分数),但在有水汽的情况下,Ca(OH)2和CO2反应,生成CaCO3.混凝土孔溶液的碱度降低。在上述反应的与此同时,硬化浆体体积降低,发生不可逆的炭化收缩。炭化收缩变形是相对湿度的函数,相对湿度较高时,混凝土空隙中大部分被水充满,CO2难以扩散到混凝土中去,炭化难以进行;而相对湿度过低(25%)时,空隙中没有足够的水使CO2生成碳酸,炭化作用难以进行。相对湿度为30%~50%时,炭化速率最高,混凝土炭化收缩最大。混凝土在高浓度的CO2空气中经受干湿交替循环时,其炭化收缩变形也会加剧。

上述五种混凝土收缩变形,只有在受到阻缩约束之下才能引发裂纹。这种约束分外约束和内约束两种。外约束是指混凝土收缩变形受到来自体外的约束。如混凝土墙横向收缩受到其两端框架柱体的嵌固约束而产生的竖向、等距离、贯穿性裂纹。内约束是指混凝土截面内表面不同层次之间的相互约束。如大体积混凝土降温期间,表层降温快,内层降温慢,发生表里收缩差异产生不同层次间的约束应力,导致表层裂纹。

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