混凝土收縮產生的原因是什麽

混凝土常見裂縫的成因與控製措施:1、收縮裂縫收縮裂縫是由濕度變化引起的,它占混凝土非結構性裂縫中的主要部分。我們知道,混凝土是以水泥為主要膠結材料,以天然砂、石為骨料加水拌合,經過澆築成型、凝結硬化形成的人工石材。在施工中,為保證其和易性,往往加入比水泥水化作用所需的水分多4~5倍的水。多出的這些水分以遊離態形式存在,並在硬化過程中逐步蒸發,從而在混凝土內部形成大量毛細孔、空隙甚至孔洞,造成混凝土體積收縮。此外,混凝土硬化過程中水化作用和碳化作用也會引起混凝土體積收縮。根據有關試驗測定,混凝土最終收縮量約為0·04%~0·06%。可見,收縮是混凝土固有的物理特性,一般來說,水灰比越大、水泥強度越高、骨料越少、環境溫度越高、表麵失水越大,則其收縮值越大,也越易產生收縮裂縫。根據收縮裂縫的形成機理與形成時間,工程中常見的收縮裂縫主要有塑性收縮裂縫、沉降收縮裂縫和幹燥收縮裂縫三類,此外,還有自身收縮(化學減縮)裂縫和碳化收縮裂縫。2、塑性收縮裂縫塑性收縮裂縫發生在混凝土塑性階段,終凝之前。其形成原因是混凝土漿體中水分流向表麵並迅速蒸發,隨著失水的增加,毛細負壓產生的收縮力使混凝土表麵產生急劇的體積收縮。而此時混凝土尚未形成強度,從而致使混凝土表麵開裂。這種裂縫多出現在幹熱與刮風天氣中,裂縫較淺,中間寬、兩端細,長短不一,且互不連貫。3、沉降收縮裂縫沉降收縮裂縫約在混凝土澆築後半小時發生,並在硬化時停止。其形成原因是漿體在澆搗後發生不均勻沉落,粗骨料下沉,水泥淨漿上浮,當沉降受抑製(如鋼筋或預埋件的阻擋)時，使混凝土因剪切而開裂。此外在表麵形成的浮漿層也會因泌水而開裂。這種裂縫多出現在混凝土表麵,且沿主筋或箍筋通長方向分布,中間寬兩端窄,是一種常見的早期裂縫,尤其在泵送施工中更常見。4、幹燥收縮裂縫幹燥收縮裂縫在混凝土養護完以後才出現。其形成原因主要是由於混凝土硬化後,水分蒸發引起混凝土表麵幹縮,當幹縮變形受到混凝土內部約束時,產生較大的拉應力使混凝土表麵被拉裂。幹縮裂縫一般產生在表麵很淺的位置,多沿構件短方向分布,呈平行線狀或網狀,嚴重時可貫穿整個構件截麵。5、自身收縮裂縫自身收縮裂縫與外界濕度變化無關,而是由於水泥熟料在水化反應的過程中,反應後生成物的平均密度變小而引起體係的體積收縮(稱為化學減縮)所致。主要是由於自由水轉化為水化產物的一部分,使它的比容降低1/4(即0·25cm3/g)。因此,化學減縮量的大小取決於水泥水化產物中化學結合水量的多少。6、碳化收縮裂縫碳化收縮裂縫是碳化作用所產生的遊離態水蒸發,引起漿體的收縮所致。碳化作用是指大氣中的CO2在有水的條件下與水化產物作用生成CaCO3、鋁膠、矽膠以及遊離態水,這部分水蒸發引起混凝土體積收縮(稱為碳化收縮),其實質是碳酸對水泥石的腐蝕作用。一般水泥水化產物的堿度與空氣中CO2濃度越高且濕度適中(50%左右)時,越易發生碳化作用。因此,這種裂縫易出現在幹濕交替的環境下,而幹燥或水飽和環境下不易出現;且由於裂縫處析出的碳化產物將形成凝膠,阻止CO2進入,故一般僅發生在表麵。對以上收縮裂縫的防治可采取以下措施(1)摻加高效減水劑、泵送劑以盡量降低用水量;施工時,下料不宜過快,並振搗密實。(2)對於早期收縮裂縫的防治,除加強早期養護外,宜在混凝土終凝前進行二次抹壓,在材料上可摻加促凝劑,且宜采用早期強度高、保水性好的普通矽酸鹽水泥;對於幹縮裂縫的防治,可以適當延長養護時間,材料上宜選用粉煤灰水泥或中低熱水泥等幹縮率小的品種。(3)盡可能降低水泥用量,增大粗骨料的含量,且宜選用石灰岩作為粗骨料,因為它對收縮的抗裂性優於安山岩和砂岩;應嚴格控製骨料的含泥量,砂率不宜過大,骨料應具有良好的級配。(4)降低自身收縮裂縫的有效方法是盡量使用C3A含量低的水泥,因為矽酸鹽水泥熟料中C3A的化學減縮量最大,是C2S的3倍,C4AF的5倍。(5)防止碳化收縮裂縫關鍵是降低生成物的堿度,對新澆混凝土做好濕水養護,而對使用當中的混凝土結構要盡量保持幹燥,在CO2等腐蝕性氣體含量高的環境下要做好防腐措施。(6)混凝土澆築抹光後要及時用潮濕的草墊或塑料薄膜覆蓋,風季施工時應設擋風設施。