房屋檢測鑒定|混凝土收縮|房屋安全隱患
商品混凝土的收縮如果是不受限制的均勻收縮，稱(chēng)自由收縮。自由收縮產(chǎn)生的只是壓應力，結果只是使商品混凝土體積縮小而已，所以自由收縮不會(huì )引起商品混凝土的開(kāi)裂。但是，實(shí)際工程中，從單一構件到各種結構物，自由收縮的情況是不存在的，商品混凝土收縮變形總會(huì )受某些方面的限制。商品混凝土中干縮裂縫的存在，將影響商品混凝土承受荷載的能力，嚴重時(shí)還會(huì )損害商品混凝土的耐久性?，F階段有大量的商品混凝土工程出現了干縮破壞現象，造成了巨大的財產(chǎn)損失。
影響商品混凝土干縮的因素主要有水泥和混合材品種、商品混凝土的配合比、骨料種類(lèi)及含量、外加劑種類(lèi)及含量、商品混凝土周?chē)鷹l件、結構特征因素、纖維種類(lèi)及含量。
3.1水泥及混合材品種
水泥品種對商品混凝土干縮的影響主要取決于水泥的礦物組成和需水量。一般認為，水泥中含較多的硫鋁酸鹽會(huì )產(chǎn)生較大的收縮，適當的石膏摻量可減小收縮。在水泥中摻入需水量較小的混合材，可以降低商品混凝土的干縮；而在水泥中摻入需水量較大的混合材則使商品混凝土的干縮值增大。水泥中微細顆粒越多，商品混凝土早期的收縮大，而最終干縮值小。在商品混凝土中摻入不同的混合材對商品混凝土的干縮值有不同的影響，這主要與混合材的相對需水量有關(guān)。若混合材具有較小的內比表面積和吸附水的能力，摻入商品混凝土中使商品混凝土需水量減小，水泥石中毛細管減少，干縮減小。
3.2骨料的影響
骨料對商品混凝土干縮的影響主要有兩個(gè)方面。第一是骨料用量的影響，由于漿體是商品混凝土干縮的主要來(lái)源，加入自身無(wú)干縮變化的、需水量較小的骨料就相當于減少了水泥漿體，從而降低了商品混凝土的收縮。第二是骨料硬度的影響，在商品混凝土中加入比漿體堅硬、不收縮的骨料可以抑制漿體的干縮運動(dòng)，有效的減小收縮量。骨料自身的尺寸、形狀和級配不影響商品混凝土干縮值，但骨料含量對商品混凝土干縮影響很大，商品混凝土干縮值隨骨料含量的增大幾乎直線(xiàn)下降。骨料的彈性模量決定了它所能抑制漿體收縮的程度，商品混凝土干縮隨骨料彈性模量的增加而明顯減小。
3.3礦物摻合料的影響
已有大量研究資料表明，超細粉煤灰由于其優(yōu)良的減水性能、密實(shí)填充、微集料效應等，可以較好地抑制商品混凝土的干縮。采用粉煤灰等量取代水泥時(shí)，同齡期下，商品混凝土干縮先隨粉煤灰摻量的增大而減小，但到某個(gè)摻量后，干縮又隨粉煤灰摻量的增大而增大，即粉煤灰摻量存在一個(gè)最佳值。
3.4外加劑的影響
在商品混凝土中摻加外加劑，由于外加劑的種類(lèi)和摻量的不同，對商品混凝土的干縮有不同的影響。有試驗表明，商品混凝土中摻入減水劑(普通減水劑和高效減水劑)、引氣劑以及引氣減水劑時(shí)，商品混凝土的干縮值基本不變或略有增大。在商品混凝土中摻加適量膨脹劑，可以使商品混凝土在養護期產(chǎn)生適度的體積膨脹。在鋼筋和鄰位約束存在的情況下，在商品混凝土中將產(chǎn)生一定的化學(xué)預應力，這種化學(xué)預應力能大致抵消因干縮而產(chǎn)生的拉應力，從而達到補償收縮、降低干縮的作用。
3.5周?chē)鷹l件的影響
相對濕度對商品混凝土干縮的影響很大，商品混凝土干縮值隨空氣相對濕度的增加而減小，在相對濕度為100%時(shí)表現為膨脹。在早期對商品混凝土進(jìn)行濕養護，并不能降低商品混凝土的最終干縮值，但可以推遲商品混凝土產(chǎn)生干縮的時(shí)間，從而減少干縮裂縫。溫度升高使商品混凝土干縮增大，這是因為溫度越高，商品混凝土中毛細孔水及C-S-H凝膠的層間水越容易失去，從而產(chǎn)生毛細管作用，引起商品混凝土收縮。因此，在較高溫度下灌注商品混凝土，尤其是面積大、厚度薄的商品混凝土構件，極易出現大量的表面干縮裂縫。商品混凝土表面使用各種覆蓋物或涂料，均可減小商品混凝土中的溫度濕度梯度，從而降低收縮應力，干縮相應也較小。
3.6結構特征因素
結構特征因素是指結構物的形狀、尺寸及配筋率。在一定結構物體積的情況下，商品混凝土干縮隨結構物的表面積增大而增大，即商品混凝土干縮隨體積與表面積比值的增加而直線(xiàn)下降。有資料表明：原始構件的表面積越大，最初的收縮速率越快，但后期的收縮值較低；構件表面積越低，早期收縮速率較低，而后期的收縮值大。試件尺寸對商品混凝土干縮的影響的規律是：小試件的干縮值比大試件的干縮值大，其差值隨齡期的增大而減小。商品混凝土構件的配筋率對干縮有很大影響，這是因為鋼筋對商品混凝土干縮有抑制作用，商品混凝土干縮隨配筋率的增加而減小。
3.7纖維的影響
在商品混凝土中加人纖維可提高商品混凝土的抗開(kāi)裂能力，某些種類(lèi)的纖維還可以降低商品混凝土的干縮值，如鋼纖維和碳纖維。有文獻報道，加入1%的鋼纖維使48天齡期的商品混凝土干縮值降低了6%；在商品混凝土中加入短的碳纖維(0.19%體積含量)，在潮濕條件下養護14天，其干縮值降低了84%。目前，也有人在商品混凝土中摻加某些種類(lèi)的有機纖維(如聚丙烯纖維、維綸纖維)的試驗研究，并取得了一定的成果。
4.防止干縮的有效措施
一是選用收縮量較小的水泥，一般采用中低熱水泥和粉煤灰水泥，降低水泥的用量。二是商品混凝土的干縮受水灰比的影響較大，水灰比越大，干縮越大，因此在商品混凝土配合比設計中應盡量控制好水灰比的選用，用時(shí)摻入合適的減水劑。三是嚴格控制商品混凝土攪拌和施工中的配合比，商品混凝土的用水量絕對不能大于配合比設計所給定的用水量，必要時(shí)請有資質(zhì)的技術(shù)人員進(jìn)行現場(chǎng)配比。四是加強商品混凝土的早期養護，并適當延長(cháng)商品混凝土的養護時(shí)間。冬季施工時(shí)要適當延長(cháng)商品混凝土保溫覆蓋時(shí)間，并涂刷養護劑養護。五是在商品混凝土結構中設置合適的收縮縫。
所以說(shuō)，干縮是使商品混凝土開(kāi)裂的最常見(jiàn)的原因，尤其要注意保濕，以防止商品混凝土發(fā)生干燥而出現干縮裂紋。
影響商品混凝土干縮的因素主要有水泥和混合材品種、商品混凝土的配合比、骨料種類(lèi)及含量、外加劑種類(lèi)及含量、商品混凝土周?chē)鷹l件、結構特征因素、纖維種類(lèi)及含量。
3.1水泥及混合材品種
水泥品種對商品混凝土干縮的影響主要取決于水泥的礦物組成和需水量。一般認為，水泥中含較多的硫鋁酸鹽會(huì )產(chǎn)生較大的收縮，適當的石膏摻量可減小收縮。在水泥中摻入需水量較小的混合材，可以降低商品混凝土的干縮；而在水泥中摻入需水量較大的混合材則使商品混凝土的干縮值增大。水泥中微細顆粒越多，商品混凝土早期的收縮大，而最終干縮值小。在商品混凝土中摻入不同的混合材對商品混凝土的干縮值有不同的影響，這主要與混合材的相對需水量有關(guān)。若混合材具有較小的內比表面積和吸附水的能力，摻入商品混凝土中使商品混凝土需水量減小，水泥石中毛細管減少，干縮減小。
3.2骨料的影響
骨料對商品混凝土干縮的影響主要有兩個(gè)方面。第一是骨料用量的影響，由于漿體是商品混凝土干縮的主要來(lái)源，加入自身無(wú)干縮變化的、需水量較小的骨料就相當于減少了水泥漿體，從而降低了商品混凝土的收縮。第二是骨料硬度的影響，在商品混凝土中加入比漿體堅硬、不收縮的骨料可以抑制漿體的干縮運動(dòng)，有效的減小收縮量。骨料自身的尺寸、形狀和級配不影響商品混凝土干縮值，但骨料含量對商品混凝土干縮影響很大，商品混凝土干縮值隨骨料含量的增大幾乎直線(xiàn)下降。骨料的彈性模量決定了它所能抑制漿體收縮的程度，商品混凝土干縮隨骨料彈性模量的增加而明顯減小。
3.3礦物摻合料的影響
已有大量研究資料表明，超細粉煤灰由于其優(yōu)良的減水性能、密實(shí)填充、微集料效應等，可以較好地抑制商品混凝土的干縮。采用粉煤灰等量取代水泥時(shí)，同齡期下，商品混凝土干縮先隨粉煤灰摻量的增大而減小，但到某個(gè)摻量后，干縮又隨粉煤灰摻量的增大而增大，即粉煤灰摻量存在一個(gè)最佳值。
3.4外加劑的影響
在商品混凝土中摻加外加劑，由于外加劑的種類(lèi)和摻量的不同，對商品混凝土的干縮有不同的影響。有試驗表明，商品混凝土中摻入減水劑(普通減水劑和高效減水劑)、引氣劑以及引氣減水劑時(shí)，商品混凝土的干縮值基本不變或略有增大。在商品混凝土中摻加適量膨脹劑，可以使商品混凝土在養護期產(chǎn)生適度的體積膨脹。在鋼筋和鄰位約束存在的情況下，在商品混凝土中將產(chǎn)生一定的化學(xué)預應力，這種化學(xué)預應力能大致抵消因干縮而產(chǎn)生的拉應力，從而達到補償收縮、降低干縮的作用。
3.5周?chē)鷹l件的影響
相對濕度對商品混凝土干縮的影響很大，商品混凝土干縮值隨空氣相對濕度的增加而減小，在相對濕度為100%時(shí)表現為膨脹。在早期對商品混凝土進(jìn)行濕養護，并不能降低商品混凝土的最終干縮值，但可以推遲商品混凝土產(chǎn)生干縮的時(shí)間，從而減少干縮裂縫。溫度升高使商品混凝土干縮增大，這是因為溫度越高，商品混凝土中毛細孔水及C-S-H凝膠的層間水越容易失去，從而產(chǎn)生毛細管作用，引起商品混凝土收縮。因此，在較高溫度下灌注商品混凝土，尤其是面積大、厚度薄的商品混凝土構件，極易出現大量的表面干縮裂縫。商品混凝土表面使用各種覆蓋物或涂料，均可減小商品混凝土中的溫度濕度梯度，從而降低收縮應力，干縮相應也較小。
3.6結構特征因素
結構特征因素是指結構物的形狀、尺寸及配筋率。在一定結構物體積的情況下，商品混凝土干縮隨結構物的表面積增大而增大，即商品混凝土干縮隨體積與表面積比值的增加而直線(xiàn)下降。有資料表明：原始構件的表面積越大，最初的收縮速率越快，但后期的收縮值較低；構件表面積越低，早期收縮速率較低，而后期的收縮值大。試件尺寸對商品混凝土干縮的影響的規律是：小試件的干縮值比大試件的干縮值大，其差值隨齡期的增大而減小。商品混凝土構件的配筋率對干縮有很大影響，這是因為鋼筋對商品混凝土干縮有抑制作用，商品混凝土干縮隨配筋率的增加而減小。
3.7纖維的影響
在商品混凝土中加人纖維可提高商品混凝土的抗開(kāi)裂能力，某些種類(lèi)的纖維還可以降低商品混凝土的干縮值，如鋼纖維和碳纖維。有文獻報道，加入1%的鋼纖維使48天齡期的商品混凝土干縮值降低了6%；在商品混凝土中加入短的碳纖維(0.19%體積含量)，在潮濕條件下養護14天，其干縮值降低了84%。目前，也有人在商品混凝土中摻加某些種類(lèi)的有機纖維(如聚丙烯纖維、維綸纖維)的試驗研究，并取得了一定的成果。
4.防止干縮的有效措施
一是選用收縮量較小的水泥，一般采用中低熱水泥和粉煤灰水泥，降低水泥的用量。二是商品混凝土的干縮受水灰比的影響較大，水灰比越大，干縮越大，因此在商品混凝土配合比設計中應盡量控制好水灰比的選用，用時(shí)摻入合適的減水劑。三是嚴格控制商品混凝土攪拌和施工中的配合比，商品混凝土的用水量絕對不能大于配合比設計所給定的用水量，必要時(shí)請有資質(zhì)的技術(shù)人員進(jìn)行現場(chǎng)配比。四是加強商品混凝土的早期養護，并適當延長(cháng)商品混凝土的養護時(shí)間。冬季施工時(shí)要適當延長(cháng)商品混凝土保溫覆蓋時(shí)間，并涂刷養護劑養護。五是在商品混凝土結構中設置合適的收縮縫。
所以說(shuō)，干縮是使商品混凝土開(kāi)裂的最常見(jiàn)的原因，尤其要注意保濕，以防止商品混凝土發(fā)生干燥而出現干縮裂紋。
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