及其他因素的影响,从而使得大体积混凝土不可避免的造成混凝土裂缝,为此本章从大体积混凝土裂缝产生的原因入手,对大体积混凝土裂缝产生的原因进行详细的论述,指出了水泥水化热、混凝土收缩、外界气温变化以及结构设计方面造成裂缝的原理。2.1水泥水化热水泥水化热是造成大体积混凝土裂缝的主要原因,水泥水化热在1~3天的时候最多,具体的水化温度及水化步骤如下描述。水泥在水化反应过程中产生大量的水化热,这成为大体积混凝土内部温升的主要热量来源,试验证明每克普通硅酸盐水泥放出的热量可达500J。由于大体积混凝土截面尺寸大及混凝土导热性能较差,水化热集聚在硅结构内部难以散失,所以会引起混凝土结构内部温度急骤攀升。实测资料显示,由水化热引发的温升值,在水利水电工程中大都集中于15℃~25℃,而在建筑工程中绝大多数在20℃~30℃之间。一般来说,水泥的水化过程从水化速率的角度来讲,可以分为三个阶段:第一阶段可以称为弹性阶段,在初始时刻,水泥颗粒和水接触并反应,放热率很快,但是由于石膏的存在,在水泥粒子的表面会形成一层钝化模,使放热率降低,第二阶段可以称为塑性临界阶段,这一阶段水泥水化热释放率最快,水泥颗粒也随之增长很快,第三阶段可以称为塑性阶段,水泥的水化产物在水泥粒子的表面堆积的厚度逐渐增厚,水泥的水化放热率逐渐降低,这个时候的反应由扩散控制。上面的一部分关于放热的,在水化的初期,水泥粒子之间为彼此分离的,水泥处于塑性状态,不存在强度,在水泥粒子不断水化增长的过程中,水泥粒子之间的接触面积逐渐增大,这一微观现象的宏观表现即为水泥强度的增长。粒子之间的接触面积越大,水泥的抗压强度,弹性模量也增大。2.2收缩裂缝混凝土由于外界气温以及混凝土内部水化热量造成内外温度的不同,容易在混凝土浇筑完毕之后产生收缩裂缝。混凝土收缩裂缝主要包括三个方面即:混凝土的沉缩变形、混凝土的干缩变形以及水泥的合缩等三个方面。
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