混凝土质量控制.ppt

2023年2月18日12时53分,混凝土的质量控制,周四行动学习,2023年2月18日12时53分,混凝土材料概述,混凝土的组成和结构混凝土的定义和组成:混凝土是由水硬性胶凝材料和粗细骨料、外加剂、掺合料和水按适当比例配合、拌制成拌合物，经成型硬化而成的人造石材；缩写砼。混凝土的结构:硬化混凝土是水泥石和骨料组成的颗粒状复合材料：基 相水泥石 增强相 骨料 过渡相 界面,2023年2月18日12时53分,混凝土质量控制的目的和方法,混凝土的质量通常是指能用数量指标表示出来的性能，如混凝土的强度、坍落度、含气量、抗冻性、抗裂性等。这些性能指标在正常稳定连续生产的情况下，可用随机变量描述。混凝土的质量控制的目的是及时发现和排除异常波动，使混凝土的质量处于正常波动状态，以保证结构的安全。混凝土的质量控制包括初步控制、生产控制和合格控制。,2023年2月18日12时53分,初步控制:初步控制包括组成材料的质量检验与控制和混凝土配合比的合理确定。生产控制：生产控制包括混凝土组成材料的计量、混凝土拌合物的搅拌、运输、浇筑和养护等工序的控制。合格控制：合格控制指对混凝土质量的指标按有关规范、规程进行验收评定。,2023年2月18日12时53分,混凝土质量的初步控制之原材料要求及质量控制,2023年2月18日12时53分,水泥粉体,水泥颗粒,水泥熟料,水 泥,2023年2月18日12时53分,水 泥,是不仅能在空气中硬化，而且能在水中硬化，保持或继续发展其强度的胶凝材料，通常称为水泥。混凝土结构工程中主要采用硅酸盐系列水泥。通过调整硅酸盐水泥熟料的矿物成分、混合材料的种类和掺量可以获得不同性能的硅酸盐水泥，按水泥分类方法，硅酸盐水泥分为通用硅酸盐水泥和特种硅酸盐水泥(包括专用水泥和特性水泥）,2023年2月18日12时53分,定义:以硅酸盐水泥熟料和适量的石膏及规定的混合材料制成的水硬性胶凝材料。分类:通用硅酸盐水泥包括硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥。,通用硅酸盐水泥(GB 175)：,2023年2月18日12时53分,通用水泥的技术要求(物理要求),凝结时间:硅酸盐水泥:初凝不小于45min，终凝不大于6h30min 普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥:初凝不小于45min，终凝不大于10h。安定性:沸煮法合格。细度（选择性指标):硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥以比表面积表示，不小于300m2/kg;矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥以筛余表示，80m方孔筛筛余不大于10%或45m方孔筛筛余不大于30%。,2023年2月18日12时53分,中热 硅酸盐水泥、低 热硅酸盐水泥低热矿渣硅酸盐水泥（GB 200),中热硅酸盐水泥定义与代号：以适当成分的硅酸盐水泥熟料，加入适量石膏，磨细制成的具有中等水化热的水硬性胶凝材料，称为中热硅酸盐水泥（简称中热水泥），代号PMH。低热硅酸盐水泥定义与代号：以适 当成 分的硅酸盐水泥熟料，加入适量石膏，磨细制成的具有低水化热的水硬性胶凝材料，称为低热硅酸盐水泥（简称低热水泥），代号PLH。低热矿渣硅酸盐水泥定义与代号：以 适 当 成分的硅酸盐水泥熟料，加入粒化高炉矿渣（20%-60%）、适量石膏，磨细制成的具有低水化热的水硬性胶凝材料，称为低热矿渣硅酸盐水泥（简称低热矿渣水泥），代号PSLH。,2023年2月18日12时53分,水泥品种选用：水泥品种与强度等级应根据设计、施工要求以及工程所处环境确定；对于一般建筑结构及预制构件的普通混凝土，宜采用通用硅酸盐水泥；对于高强混凝土和有抗冻要求的混凝土，宜选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥；有预防混凝土碱骨料反应要求的混凝土工程，宜采用低碱水泥。大体积混凝土宜采用中、低热硅酸盐水泥或低热矿渣硅酸盐水泥，也可采用通用硅酸盐水泥。,水泥的质量控制,2023年2月18日12时53分,粗、细 骨 料,2023年2月18日12时53分,骨料的作用和要求,骨料的作用:填充和骨架骨料对混凝土的影响:影响混凝土成本、强度、耐久性、尺寸稳定性、耐磨性、硬度和弹性模量等。骨料的要求:坚硬而耐磨具有物理和化学的稳定性具有适宜的粒度洁净、有害杂质少,2023年2月18日12时53分,粗骨料的技术要求,定义:公称粒径大于5mm（粒径大于4.75mm）的岩石颗粒称为粗骨料（俗称石）。技术要求：颗粒级配及最大粒径有害物质（有机物、硫化物及硫酸盐等）针、片状颗粒含量含泥量、泥块含量坚固性强度碱活性(碱骨料反应）,2023年2月18日12时53分,D-开裂,2023年2月18日12时53分,碱活性及其他有害物质,对于长期处于潮湿环境的重要结构混凝土，粗骨料应进行碱活性检验。岩相法：检验碱活性骨料的品种、类型和数量 活性二氧化硅：快速砂浆棒法或砂浆长度法 活性碳酸盐：岩石柱法骨料存在潜在碱-碳酸盐反应危害时，不宜用作混凝土骨料；骨料存在潜在碱-硅酸反应危害时，应控制混凝土中的碱含量不超过3kg/m3，或采用能抑制碱-骨料反应的有效措施。煅烧过的石灰石和白云石严禁用于混凝土,2023年2月18日12时53分,碱硅酸盐反应（国外实例，在中国很少发现案例）,2023年2月18日12时53分,细骨料的技术要求,定义:公称粒径小于5mm（粒径小于4.75mm)的岩石颗粒称为细骨料(俗称砂)。技术要求：颗粒级配及粗细程度含泥量、泥块含量及石粉含量坚固性人工砂的总压碎值指标有害物质（云母、轻物质、有机物、硫化物及硫酸盐等）碱活性氯离子含量,2023年2月18日12时53分,碱活性和氯离子含量,对于长期处于潮湿环境的重要混凝土结构用砂,应采用砂浆棒(快速法)或砂浆长度法进行骨料的碱活性检验。经上述检验判断为有潜在危害时，应控制混凝土中的碱含量不超过3kg/m3，或采用能抑制碱-骨料反应的有效措施。对于钢筋混凝土用砂，其氯离子含量不应超过0.06(以干砂重的百分率计)。对于预应力混凝土用砂，其氯离子含量不得大于0.02(以干砂重的百分率计)。,2023年2月18日12时53分,海砂混凝土应用技术规范（JGJ206）,海砂 指出产于海洋和入海口附近的砂，包括滩砂、海底砂和入海口附近的砂。用于配制混凝土的海砂应作净化处理；海砂不得用于预应力混凝土；配制海砂混凝土宜采用海底砂；海砂宜与人工砂和天然砂混合使用。,2023年2月18日12时53分,其他规定：泵送混凝土宜采用中砂，且300m筛孔的颗粒通过量不宜少于15%。对于有抗渗、抗冻或其它特殊要求的混凝土，砂中的含泥量和泥块含量应分别不大于3.0%和1.0%；坚固性检验的质量损失不应大于8%。对于高强混凝土，砂的细度模数宜控制在2.63.0范围之内，含泥量和泥块含量应分别不大于2.0%和0.5%。钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土用砂的氯离子含量应分别不大于0.06%和0.02%。混凝土用海砂必须经过净化处理。混凝土用海砂氯离子含量不应大于0.03%，贝壳含量应符合JGJ206的规定。海砂不得用于预应力钢筋混凝土。,2023年2月18日12时53分,从左至右：C类粉煤灰、烧高岭土、硅灰、F类粉煤灰、矿渣粉、烧页岩,混凝土矿物掺合料,2023年2月18日12时53分,混凝土矿物掺合料,在拌制混凝土过程中掺入的、具有一定细度和水硬性的、用以改善混凝土拌合物和硬化混凝土性能（特别是耐久性）的某些矿物类产品，称为矿物掺合料被誉为混凝土的第六组份。常用的矿物掺合料：粉煤灰或磨细粉煤灰 粒化高炉矿渣粉 硅灰 钢渣粉 磷渣粉 天然火山灰质材料 复合矿物掺合料,2023年2月18日12时53分,粉煤灰：是由燃烧煤粉的锅炉烟气中收集到的细粉末，其颗粒多呈球形，表面光滑。按煤种粉煤灰分为F类和C类：F类粉煤灰:由无烟煤或烟煤煅烧收集的粉煤灰C类粉煤灰:由褐煤或次烟煤煅烧收集的粉煤灰，其氧化钙含量一般大于10%。,2023年2月18日12时53分,粉煤灰：在混凝土中掺加粉煤灰节约了大量的水泥和细骨料，减少了用水量；改善了混凝土拌和物的和易性；增强混凝土的可泵性；减少了混凝土的徐变；减少水化热、热能膨胀性；提高混凝土抗渗能力；增加混凝土地修饰性。,2023年2月18日12时53分,硅灰 又称硅粉，是从生产硅铁或硅钢时排放的烟气中收集到的颗粒极细的烟尘。硅灰的颗粒极细，呈玻璃球体，主要成分为SiO2,其粒径为0.11.0m，是水泥粒径的l/501/100，比表面积为18.520m2/g。硅灰用作混凝土掺合料，具有很高的火山灰活性，可提高混凝土强度，改善混凝土的孔结构，提高混凝土抗渗性、抗冻性及抗腐蚀性，抑制碱骨料反应。,2023年2月18日12时53分,硅灰的粒形,2023年2月18日12时53分,其他：掺用矿物掺合料的混凝土，宜采用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥。在混凝土中掺用矿物掺合料时，矿物掺合料的种类和掺量应经试验确定，其混凝土性能应满足设计要求。矿物掺合料宜与高效减水剂同时使用。对于高强混凝土或有抗渗、抗冻、抗腐蚀、耐磨等其它特殊要求的混凝土，不宜采用低于级的粉煤灰。对于高强混凝土和有耐腐蚀要求的混凝土，当需要采用硅灰时，宜采用二氧化硅含量不小于90%的硅灰。,2023年2月18日12时53分,掺矿物掺合料混凝土的注意事项,掺粉煤灰的混凝土早期强度较低，不适宜于早期受荷的混凝土。掺磨细矿渣、粉煤灰的混凝土，施工中应避免过振，防止出现分层离析。矿物掺合料的掺量应符合有关规范的要求,如：混凝土结构耐久性设计规范(GB/T50476-2008)。掺矿物掺合料混凝土的泌水少，容易产生塑性收缩裂缝。掺硅灰会增加混凝土的水化热和自缩，掺磨细矿渣可能增加混凝土的水化热和自缩。掺矿物掺合料混凝土的质量对施工方法及养护方法和时间很敏感：对于适当的施工方法和养护方法和时间，掺矿物掺合料的混凝土的某些性能会更好！对于不适当的施工方法和养护方法和时间，会使差的混凝土（不适当的施工和养护所造成）的质量更差！,2023年2月18日12时53分,混凝土的离析,2023年2月18日12时53分,40%F级粉煤灰,滑模机摊铺,人工摊铺,2023年2月18日12时53分,混凝土外加剂,2023年2月18日12时53分,混凝土外加剂,定义 混凝土外加剂是指在拌制混凝土过程中掺入的，用以改善混凝土性能的物质。一般情况掺量不超过水泥质量的5%。分类（按主要使用功能分）：改善混凝土拌合物流变性能的外加剂 包括减水剂和泵送剂等。调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂 包括缓凝剂、早强剂、速凝剂等。改善混凝土耐久性的外加剂 包括引气剂、阻锈剂和矿物外加剂等。改善混凝土其他性能的外加剂 包括膨胀剂、防冻剂、着色剂等。,2023年2月18日12时53分,常用的混凝土外加剂,土木工程常用的外加剂有：高性能减水剂、高效减水剂及普通减水剂引气剂及引气减水剂缓凝剂及缓凝（高效）减水剂早强剂及早强减水剂泵送剂膨胀剂,2023年2月18日12时53分,减水剂作用机理,加减水剂之前,加减水剂之后,2023年2月18日12时53分,高性能减水剂、高效减水剂及普通减水剂的适用范围：可用于素混凝土、钢筋混凝土、预应力混凝土，并可制备高强高性能混凝土。普通减水剂宜用于日最低气温5以上施工的混凝土，不宜单独用于蒸养混凝土。高效减水剂宜用于日最低气温0以上施工的混凝土。,2023年2月18日12时53分,减水剂使用的注意事项,使用前，应先做水泥适应性试验，合格后方可使用。减水剂掺量应根据推荐掺量、气温高低、施工要求，通过试验确定。与其他外加剂复合使用时，减水剂掺量应根据试验确定。配制溶液时，如产生絮凝或沉淀等现象，应分别配制溶液并分别加入搅拌机内。某些减水剂会增加混凝土的早期自收缩和混凝土的干缩,2023年2月18日12时53分,引气剂及引气减水剂,引气剂是在搅拌混凝土过程中能引入大量均匀分布、稳定而封闭的微小气泡的外加剂。引气剂与减水剂复合而成的为引气减水剂。,2023年2月18日12时53分,引气的混凝土,2023年2月18日12时53分,混凝土工程中可采用的引气剂主要有：松香树脂类：松香热聚物、松香皂 烷基和烷基芳烃磺酸盐类：十二烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基苯 酚聚氧乙烯醚等 脂肪醇磺酸盐类：脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯磺酸 钠、脂肪醇硫酸钠等 皂甙：三萜皂甙（Dai)等,2023年2月18日12时53分,掺入引气剂对混凝土性能的主要影响：一、改善混凝土拌合物的和易性：引气剂使混凝土拌合物内形成大量微小、封闭的球状气泡，这些微气泡如同滚珠一样，使混凝土拌合物的流动性增加。同时，由于水分均匀分布在大量气泡的表面，使混凝土拌合物的泌水量减少，保水性、粘聚性提高。,2023年2月18日12时53分,二、提高混凝土抗渗性和抗冻性：引气剂引入的封闭微气泡能隔断毛细管通道，并减少混凝土拌合物的泌水，使泌水造成的渗水孔隙减少，改变了混凝土的孔结构，使混凝土抗渗性显著提高。同时，封闭微气泡对由水结冰所产生的膨胀有一定的缓冲作用，混凝土的抗冻性也显著提高。,2023年2月18日12时53分,引气混凝土,非引气混凝土,2023年2月18日12时53分,三、对混凝土强度影响：由于大量微气泡的存在，减少了混凝土的有效受力面积，使混凝土抗压强度有所降低；混凝土中含气量每增加1，抗压强度降低46。由于减少内泌水，含气量在一定范围（3%6%）时，抗折强度变化不大。同时，含气量增加，混凝土的弹性模量降低，对提高混凝土的抗裂有利。,2023年2月18日12时53分,引气剂及引气减水剂适用范围：可用于抗冻混凝土、抗渗混凝土、抗硫酸盐混凝土、泌水严重的混凝土、贫混凝土、轻骨料混凝土、人工骨料配制的普通混凝土、高性能混凝土以及有饰面要求的混凝土。抗冻性要求高的混凝土，必须掺引气剂或引气减水剂，其掺量应根据混凝土的含气量要求，通过试验确定。不宜用于蒸养混凝土及预应力混凝土。必要时，应经试验确定。,2023年2月18日12时53分,缓凝剂及缓凝（高效）减水剂,缓凝剂是能延长混凝土凝结时间，而不影响混凝土后期强度的外加剂。由缓凝剂与高效减水剂复合而成的为缓凝高效减水剂。,2023年2月18日12时53分,混凝土工程中可采用的缓凝剂主要有：糖类：糖钙、葡萄糖酸盐等;木质素磺酸盐类：木质素磺酸钙、木质素磺酸钠等；羟基羧酸及其盐类：柠檬酸、酒石酸钾钠等；无机盐：锌盐、磷酸盐、硼酸盐等；其他：胺盐及其衍生物、纤维素醚等。,2023年2月18日12时53分,缓凝剂的适用范围：可用于大体积混凝土、碾压混凝土、炎热气候条件下施工的混凝土、大面积浇筑的混凝土、避免冷缝产生的混凝土、需较长时间停放或长距离运输的混凝土、自流平免振混凝土、滑模施工或拉模施工的混凝土及其他需要延缓凝结时间的混凝土。缓凝高效减水剂可制备高强高性能混凝土。宜用于日最低气温5以上施工的混凝土，不宜单独用于有早强要求的混凝土及蒸养混凝土。,2023年2月18日12时53分,缓凝剂使用的注意事项,掺柠檬酸及酒石酸钾钠等缓凝剂的混凝土泌水较大，不宜单独用于水泥用量较低、水灰比较大的贫混凝土。掺用含有糖类及木质素磺酸盐类物质的外加剂时，应先做水泥适应性试验。缓凝剂宜根据温度选择品种并调整掺量。缓凝剂掺加时计量必须正确，难溶和不溶物较多的应采用干掺法并延长混凝土搅拌时间30s。掺加方法对缓凝效果有显著影响。,2023年2月18日12时53分,缓凝剂过量对混凝土性能的影响：当缓凝剂低于临界量时，引起混凝土凝结时间过长，但对后期强度影响很小。混凝土凝结时间过长，可能增加混凝土的塑性收缩开裂风险。当缓凝剂超过临界量时，将使混凝土后期强度大幅降低。缓凝剂过量的初步判断及处理：初步判断：加热养护观察混凝土凝结硬化情况。处理：当初步判断缓凝剂低于临界量时，等到适当龄期进行现场结构混凝土强度检测，确定处理方案。,2023年2月18日12时53分,早强剂及早强减水剂,能加速混凝土早期强度发展的外加剂，称为早强剂。由早强剂与减水剂复合而成的为早强减水剂。,2023年2月18日12时53分,混凝土工程中可采用的早强剂有：强电解质无机盐类早强剂：硫酸盐、硫酸复盐、硝酸盐、亚硝酸盐、氯盐等水溶性有机化合物：三乙醇胺，甲酸盐、乙酸盐、丙酸盐等其他：有机化合物、无机盐复合物。,2023年2月18日12时53分,早强剂的适用范围适用于蒸养混凝土及常温、低温和最低温不低于5环境中施工的有早强要求的混凝土工程。炎热环境条件下不宜使用早强剂、早强减水剂。,2023年2月18日12时53分,早强剂的使用范围（一）,掺入混凝土后对人体产生危害或对环境产生污染的化学物质严禁用作早强剂。含有六价铬盐、亚硝酸盐等有害成分的早强剂严禁用于饮水工程及与食品相接触的工程。硝铵类严禁用于办公、居住等建筑工程。,2023年2月18日12时53分,早强剂的使用范围（二）,下列结构中严禁采用含有氯盐配制的早强（减水）剂：预应力混凝土结构；相对湿度大于80环境中使用的结构、处于水位变化部位的结构、露天结构及经常受水淋、受水流冲刷的结构；大体积混凝土；直接接触酸、碱或其他侵蚀性介质的结构；经常处于温度为60以上的结构，需经蒸养的钢筋混凝土预制构件；有装饰要求的混凝土，特别是要求色彩一致的或是表面有金属装饰的混凝土；薄壁混凝土结构，中级和重级工作制吊车的梁、屋架、落锤及锻锤混凝土基础等结构；使用冷拉钢筋或冷拔低碳钢丝的结构；骨料具有碱活性的混凝土结构。,2023年2月18日12时53分,早强剂的使用范围（三）,下列混凝土结构中严禁采用含有强电解质无机盐类的早强（减水）剂：与镀锌钢材或铝铁相接触部位的结构，以及有外露钢筋预埋铁件而无防护措施的结构；使用直流电源的结构、以及距高压直流电源100m以内的结构。,2023年2月18日12时53分,早强剂使用的注意事项,含钾、钠离子的早强剂用于骨料具有碱活性的混凝土结构时，带入的碱含量（以当量氧化钠计）不宜超过1kg/m3混凝土。某些早强剂（如三乙醇胺）会显著增加混凝土的收缩。粉剂早强（减水）剂直接掺入混凝土干料中应延长搅拌时间30s。早强剂掺量限量应符合规范要求,2023年2月18日12时53分,泵送剂,混凝土泵送剂是能改善混凝土拌合物泵送性能的外加剂。混凝土泵送剂通常由普通（高效）减水剂、引气剂、缓凝剂和保塑剂等复合而成。,2023年2月18日12时53分,泵送剂的适用范围：泵送剂适用于工业与民用建筑及其他构筑物的泵送施工的混凝土；特别适用于大体积混凝土、高层建筑和超高层建筑；适用于滑模施工等；也适用于水下灌注桩混凝土。,膨 胀 剂,混凝土膨胀剂是与水泥、水拌和后经水化反应生成钙矾石、钙矾石和氢氧化钙或氢氧化钙，使混凝土产生膨胀的外加剂。常用的膨胀剂有：硫铝酸钙类：与水泥、水拌合后经水化反应生成钙矾石的混凝土膨胀剂；氧化钙类：与水泥、水拌合后经水化反应生成氢氧化钙的混凝土膨胀剂；硫铝酸钙氧化钙类：与水泥、水拌合后经水化反应生成钙矾石和氢氧化钙的混凝土膨胀剂。,膨胀剂的技术要求,化学成分氧化镁：5%碱含量（选择性指标）：0.75%（低碱）或供需双方协商确定。物理性能,膨胀剂的适用范围,2023年2月18日12时53分,水,混凝土用水 混凝土拌合用水和养护用水的总称。包括：饮用水、地表水、地下水、再生水、混凝土企业设备洗刷水和海水等。混凝土拌合用水的水质要求：,2023年2月18日12时53分,对于使用年限为100年的结构混凝土，氯离子含量不得超过500mg/L;对于使用钢丝或经热处理钢筋的预应力混凝土，氯离子含量不得超过350mg/L;地表水、地下水、再生水的放射性应符合现行国家标准生活饮用水卫生标准GB5749的规定。被检验水样与饮用水样的比对试验，初凝时间和终凝时间差不应大于30min;3d和28d水泥胶砂强度不应低于90%。,2023年2月18日12时53分,混凝土拌合用水不应有漂浮明显的油污和泡沫，不应有明显的颜色和气味。混凝土企业的设备洗刷水不宜用于预应力混凝土、装饰混凝土、加气混凝土和暴露于腐蚀环境的混凝土；不得用于使用碱活性或潜在碱活性骨料的混凝土。未经处理的海水严禁用于钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土。在无法获得水源的情况下，海水可用于素混凝土，但不宜用于装饰混凝土。,2023年2月18日12时53分,水的质量控制,混凝土用水应符合现行行业标准JGJ 63的规定。混凝土用水主要控制项目pH值、不溶物含量、可溶物含量、硫酸根离子含量、氯离子含量、水泥凝结时间差和水泥胶砂强度对比，当混凝土骨料为碱活性时，还应包括碱含量。其他未经处理的海水严禁用于钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土。不得采用混凝土企业设备洗刷水配制骨料为碱活性的混凝土。,2023年2月18日12时53分,硬化混凝土力学性能,混凝土的力学性能应满足设计和施工的要求。混凝土力学性能试验方法应符合现行国家标准GB/T 50081的规定。混凝土强度等级应按立方体抗压强度标准值（MPa）划分为：C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80、C85、C90、C95和C100。混凝土抗压强度应按现行国家标准GB/T50107的规定进行检验评定，并应合格。,2023年2月18日12时53分,混凝土抗冻性能、抗水渗透性能和抗硫酸盐侵蚀性能的等级划分,性能等级划分,2023年2月18日12时53分,混凝土早期裂缝与表面缺陷的原因与防止(万象城工程重点）,2023年2月18日12时53分,混凝土裂缝的分类,按发生时间和原因，混凝土的裂缝分为：硬化前的裂缝：位移引起的裂缝（模板位移、地基沉降）塑性阶段的裂缝（塑性收缩、沉缩、自缩）早期受冻引起的裂缝硬化后的裂缝（主要为沉降，超荷载引起）：体积变化引起的裂缝（干缩、热变形）荷载引起的裂缝 物理化学反应引起的裂缝（碱骨料反应、延迟形成钙矾石、钢筋锈蚀、冻融循环）,2023年2月18日12时53分,塑性收缩裂缝的原因与预防,2023年2月18日12时53分,特征：多发生在板一类的暴露面积大的混凝土，在混凝土凝结硬化前已产生，一般在浇注后几小时产生，裂缝长度在几十厘米至一米多，间距大多为几十厘米且分布不规则，开始深度一般为几厘米的表面裂缝；有约束的混凝土（如楼板）硬化后有可能继续发展。,塑性收缩裂缝的特征,2023年2月18日12时53分,典型的塑性收缩开裂,2023年2月18日12时53分,塑性收缩开裂,2023年2月18日12时53分,2023年2月18日12时53分,2023年2月18日12时53分,塑性收缩裂缝的原因和机理,原因：因大风、太阳照射等原因，在混凝土凝结前，表面过早（大量）失水。机理：毛细管张力。,2023年2月18日12时53分,混凝土表面水分蒸发量,相对湿度，%,混凝土温度，0C,空气温度，0C,风速，km/h,水分蒸发速度,kg/m2hr,2023年2月18日12时53分,预防措施：采取挡风和遮阳措施 及时喷雾养护或喷养护剂或覆盖养护 尽量夜间施工，避免阳光直射 降低混凝土入模温度 调整混凝土配合比，适当增加混凝土的泌水,采用早期抗裂性好的混凝土。二次抹面（很重要，掌握好时机不容易，对工人要求高）在混凝土中掺入合成纤维,2023年2月18日12时53分,喷雾养护,2023年2月18日12时53分,二次抹面,2023年2月18日12时53分,及时覆盖养护,2023年2月18日12时53分,合成纤维,2023年2月18日12时53分,塑性沉缩裂缝的特征、原因和预防,特征：在混凝土凝结前发生在钢筋位置（钢筋顶或边上）或钢筋底部或梁板交接处的裂缝。,2023年2月18日12时53分,塑性沉缩裂缝,2023年2月18日12时53分,塑性沉缩裂缝,2023年2月18日12时53分,塑性沉缩裂缝的形成,2023年2月18日12时53分,塑性沉降差引起的裂缝,2023年2月18日12时53分,塑性沉缩裂缝,2023年2月18日12时53分,2023年2月18日12时53分,原因：流动性大、离析泌水严重的混凝土在早期沉降时，受到钢筋的阻碍预防措施：充分润湿模板和底板。调整混凝土配合比，减小泌水。适当降低浇筑高度。二次振捣,2023年2月18日12时53分,早期温度裂缝的原因、特征,原因：在混凝土硬化早期过大的内外温差或过大的降温，多发生在混凝土浇筑后数天内。特征：裂缝在混凝土硬化后产生，裂缝间距通常为等间距，且分布规则。,2023年2月18日12时53分,早期温度裂缝的预防措施,优选原材料，优化配合比，减少混凝土水化热 降低混凝土入模温度 采取必要的保温措施减小内外温差和降温速率 增设必要的构造钢筋 埋设冷却水管用循环水冷却,2023年2月18日12时53分,降低混凝土入模温度,2023年2月18日12时53分,混凝土的保温,2023年2月18日12时53分,混凝土早期自缩开裂的特征和原因,特征：低水胶比的高强度混凝土，在混凝土凝结后产生，分布的规律性不强，且为贯通性的裂缝。原因：水泥水化引起的自干燥,2023年2月18日12时53分,工程结构早期温度裂缝控制实例,摘引自P.K.Mehta and P.J.M.Monteiro,Concrete:Microstructure,Properties,and Materials，2005,2023年2月18日12时53分,工程实例:热裂缝的防止,2023年2月18日12时53分,工 程 概 况,洛杉矶市中心的一教堂总投资：1.63亿美元、能住2800人，有一个能容纳6000人的广场。由西班牙建筑师、哈佛大学教授 Jose Rafael Moneo 设计。工程的特点：大体积装饰混凝土,2023年2月18日12时53分,工程的主要技术问题,色彩的控制（颜色和织构）裂缝的控制（温度测量和控制）,试施工的试验块,2023年2月18日12时53分,试验块的情况,开裂情况,2023年2月18日12时53分,混凝土配合比(Kg/m3),2023年2月18日12时53分,混凝土要达到的技术目标和采取的措施,目标：最 高 温 度:700C 最大温度梯度：250C措施：优化混凝土配合比 尽可能减少新拌混凝土的入模温度 确定混凝土热应力和拆模时间,2023年2月18日12时53分,采取的措施,混凝土配合比优化 减少混凝土的水泥用量 去掉烧偏高岭土 采用白水泥 使用粉煤灰 以90天混凝土强度为准减少新拌混凝土的入模温度 使用冰屑 使用冷水 采用有限元法分析确定混凝土热应力和拆模时间,2023年2月18日12时53分,混凝土配合比优化,2023年2月18日12时53分,2023年2月18日12时53分,试验工作,2023年2月18日12时53分,解决方案,低温时段浇筑，凌晨34点开始，上午9点前结束。采用低C3A含量的白水泥拌制的预拌混凝土采用15%的粉煤灰取代水泥，并严格控制颜色的均匀性采用冷水拌制混凝土，严格控制入模温度低于24oC采用冷水冷却骨料和搅拌运输车延迟脱模，浇筑后至少2.5天后脱模，气温低时，适当延长脱模时间，并用热电偶测温。,2023年2月18日12时53分,应用效果：避免了开裂,2023年2月18日12时53分,2023年2月18日12时53分,混凝土防撞栏的开裂分析,摘引自A.Bentur,RILEM Technical Committee TC181-EAS,Final ReportEarly Age Cracking in Cementitious Systems，2002,2023年2月18日12时53分,Vachon 桥的修复工程（防撞栏）,防撞栏修复后的横向开裂,2023年2月18日12时53分,工程概况,Vachon 桥为二十一跨34m简支梁桥所用混凝土坍落度为80mm,含气量为6.5%,28天抗压强度为45MPa.纵向钢筋为八根直径15mm的钢筋,横向为15mm的钢筋,间距为230mm.行车道向混凝土模板为钢模,外側为胶合板模.浇注后36小时检查发现有裂缝贯穿整个防撞墙,七个月以后,裂缝分布均匀,裂缝宽度为0.3mm以下,裂缝平均间距为0.75m。,2023年2月18日12时53分,开裂分析后的结论,防撞墙过大的温度梯度引起的热应力是早期开裂的主要原因。主要因素有：混凝土配合比中水泥用量大、水灰比低引起的水化热大；前后模板的热工性能不一致引起的温度梯度大；以及过早脱模引起的热冲击。行车引起的动力变形也可能对跨中的开裂有影响，特别是在凝结后几小时内混凝土仍然很弱。干燥收缩对早期的防撞墙几乎可以忽略。主要因为混凝土密实度好、厚度大。,2023年2月18日12时53分,混凝土表面缺陷的产生和预防,2023年2月18日12时53分,混凝土的表面缺陷,表面地图状裂纹表面剥离(Surface peeling)砂浆起皮(Mortar flake)起粉(Dusting)剥离(Pop-outs)起泡（Blistering）起鳞剥落（Scaling）,2023年2月18日12时53分,表面地图状裂纹,2023年2月18日12时53分,表面地图状裂纹的原因及预防,表面地图状裂纹的原因：表面层的收缩比底层大。通常，可能在以下情况下发生：采用过大流动性的混凝土；混凝土表面收光过早（如：混凝土仍在泌水时）；表面收光过度（细颗粒太多）；为消除泌水，在表面撒了干燥剂（如水泥）；早期养护不当（如终饰后几小时才养护或养护不够出现了干湿交替）,2023年2月18日12时53分,减少和防止表面地图状裂纹的措施：使用低坍落度的混凝土 采用泌水较低的混凝土 等泌水消失后（也可吸去泌水，不能用撒干水泥的办法吸收泌水）再进行收光终饰。避免表面过分收光 收光终饰后及时养护，保证表面连续潮湿养护37天，避免干湿交替。,2023年2月18日12时53分,表面剥离(Surface peeling),现象：在正常使用中出现表面薄层剥离。原因：与早期终饰收光有关，终饰收光过早，且过渡收光。,2023年2月18日12时53分,避免表面封闭,2023年2月18日12时53分,砂浆起皮(Mortar flake),现象：砂浆从表面光滑扁平的粗骨料上剥离原因和特点：通常发生于炎热大风天浇注混凝土表面，表层砂浆因干燥过快，与石子的粘结力差。表面终饰处理不当会加剧砂浆起皮。早期覆盖保护和养护有重要影响。,2023年2月18日12时53分,起粉(Dusting),现象：表面混凝土起灰原因：混凝土水灰比过大混凝土收光过早，混凝土泌水过多，导致表层混凝土水灰过大。表面振捣不密实。掺有掺合料的混凝土过振表面养护不当。,2023年2月18日12时53分,剥离(Pop-outs),现象：小块混凝土从表面剥离.原因：冰冻引起吸水的骨料膨胀 煅烧过的白云石或石灰石吸水膨胀,2023年2月18日12时53分,起泡（Blistering）,现象：表面出现局部鼓起原因：表面过早收光且收光过度,2023年2月18日12时53分,起鳞剥落（Scaling）,现象：表面成块剥离原因：过早收光混凝土凝结前缺少保护养护不当表面过早暴露,2023年2月18日12时53分,混凝土表面缺陷的防止,采用塌落度较低、泌水较少的混凝土，一般塌落度不大于150mm。正确的终饰收光，控制收光时间和程度，在泌水消失后收光，收光时注意不过分收压，防止细颗粒集中于表面形成不透水层。正确的养护，终饰收光后立即养护混凝土，一直保持表面潮湿，养护时间不少于七天。,2023年2月18日12时53分,一般规定,混凝土施工之前，应制订完整的技术方案，并应做好各项准备工作。混凝土拌合物在运输和浇筑成型过程中严禁加水。在生产过程中向混凝土拌合物加水会严重影响混凝土力学性能、长期性能和耐久性能，对工程危害极大，必须严格禁止。,2023年2月18日12时53分,养 护,生产和施工单位应根据结构、构件或制品情况、环境条件、原材料情况以及对混凝土性能的要求等，提出施工养护方案或生产养护制度，并应严格执行。混凝土施工可采用浇水、潮湿覆盖、喷涂养护剂、冬季蓄热养护等方法进行养护；混凝土构件或制品厂生产可采用蒸汽养护、湿热养护或潮湿自然养护等方法进行养护。选择的养护方法应满足施工养护方案或生产养护制度的要求。采用塑料薄膜覆盖养护时，混凝土全部表面应覆盖严密，并应保持膜内有凝结水；采用养护剂养护时，应通过试验检验养护剂的保湿效果。对于混凝土浇筑面，尤其是平面结构，宜边浇筑成型边采用塑料薄膜覆盖保湿。,2023年2月18日12时53分,混凝土施工养护时间应符合以下规定：对于采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥配制的混凝土，采用浇水和潮湿覆盖的养护时间不得少于7d。对于采用粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥配制的混凝土，或掺加缓凝剂的混凝土以及大掺量矿物掺合料混凝土，采用浇水和潮湿覆盖的养护时间不得少于14d。对于竖向混凝土结构，养护时间宜适当延长。,