混凝土抗裂性的分析_评价与研究展望.kdh

混凝土抗裂性

２００７年第１０期（总第２１６期）

（ＴｏｔａｌＮｏ．２１６）Ｎｕｍｂｅｒ１０ｉｎ２００７

混凝土

理论研究

Ｃｏｎｃｒｅｔｅ

ＴＨＥＯＲＥＴＩＣＡＬＲＥＳＥＡＲＣＨ

混凝土抗裂性的分析、评价与研究展望

杨华全，周世华，董维佳

（长江科学院水利部水工程安全与病害防治工程技术研究中心，湖北武汉４３００１０）

摘要：对混凝土的抗裂性进行评价已成为当今混凝土研究领域的热点。通过分析了混凝土性能与其抗裂性之间的关系；然后对混凝土

的抗裂性能评价指标进行了综合论述，并指出了其中的缺陷与不足；得出预测混凝土内部拉应力的增长趋势是建立混凝土抗裂性评价模型的关键。关键词：

混凝土；抗裂性；评价模型；研究展望

中图分类号：

ＴＵ５２８．０１文献标志码：Ａ文章编号：１００２－３５５０－（２００７）１０－００４６－０３

Ａｎａｌｙｓｅ，ｅｖａｌｕａｔｉｏｎａｎｄｐｒｏｓｐｅｃｔｏｎｃｏｎｃｒｅｔｅｃｒａｃｋｉｎｇｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ

ＹＡＮＧＨｕａ－ｑｕａｎ，ＺＨＯＵＳｈｉ－ｈｕａ，ＤＯＮＧＷｅｉ－ｊｉａ

（ＲｅｓｅａｒｃｄｈＣｅｎｔｅｒｏｎＷａｔｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳａｆｅｔｙａｎｄＤｉｓａｓｔｅｒＰｒｅｖｅｎｔｉｏｎｏｆｔｈｅＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓ，ＣｈａｎｇｊｉａｎｇＲｉｖｅｒＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃ

ＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｗｕｈａｎ４３００１０，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：

Ｅｖａｌｕａｔｉｎｇｏｎｃｏｎｃｒｅｔｅｃｒａｃｋｉｎｇｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｉｓａｈｏｔｉｓｓｕｅｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｏｆｃｏｎｃｒｅｔｅｍａｔｅｒｉａｌｒｅｓｅａｒｃｈ．Ａｔｆｒｉｓｔ，ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｃｏｎｃｒｅｔｅ

ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｎｉｔｓｃｒａｃｋｉｎｇｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｉｓｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅｎ，ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｗｏｒｋｏｆｃｏｎｃｒｅｔｅｃｒａｃｋｉｎｇｒｅｓｉｓｔａｎｃｅａｒｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｄａｎｄａｎｎｌｙｚｅｄ，ａｎｄｐｏｉｎｔｅｄｏｕｔｓｏｍｅｅｘｉｓｔｉｎｇｉｎｓｕｆｆｉｃｉｅｎｃｉｅｓｏｆｉｔｓ．Ｉｔｃｏｍｅｓｔｏｔｈｅｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｔｈａｔｉｔｉｓｃｒｕｃｉａｌｐｒｏｂｌｅｍｉｎｅｖａｌｕａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｏｆｃｏｎｃｒｅｔｅｃｒａｃｋｉｎｇｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｔｏｐｒｅｄｉｃｔｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｒｅｎｄｏｆｃｏｎｃｒｅｔｅｉｎｔｅｒｎａｌｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｓｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：

ｃｏｎｃｒｅｔｅ；ｃｒａｃｋｉｎｇｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ；ｅｖａｌｕａｔｉｏｎｍｏｄｅｌ；ｐｒｏｓｐｅｃｔ

０引言

混凝土材料使用的普遍性以及混凝土结构物在工程中的

１混凝土性能与其抗裂性的关系

混凝土性能包括力学性能（抗压强度、抗拉强度、抗剪强

重要地位，迫切要求提高混凝土的耐久性。开裂是影响混凝土耐久性的重要因素，影响混凝土开裂的因素很复杂，当裂缝数量和尺寸达到一定程度时，混凝土会因环境中腐蚀性介质的侵入而逐渐加速劣化。研究者［１］证实，混凝土开裂后，渗透系数提高了几个等级。Ｇｅｒａｒｄ等［２］提出，在自然暴露条件下，开裂使混凝土抵抗离子侵入能力降低，是影响混凝土耐久性的主要因素。结合大量工程的调查报告，表明导致混凝土劣化而降低其耐久性的最主要因素是混凝土结构物在各种条件下的开裂及微裂缝的扩展，使有害介质侵入造成的。因此，如何防止混凝土结构物的开裂、提高混凝土的自身抗裂性是现代水泥混凝土工程技术中的一项重大课题。

混凝土结构设计中，通常裂缝控制的方法有两种，一是控制拉应力小于允许抗拉强度；二是控制混凝土的极限拉伸不超过允许值。实际上，混凝土的裂缝是由多种因素综合作用的结果，它包括外荷载所产生的拉应力；混凝土硬化时的干燥收缩及自缩受到约束产生的收缩应力；混凝土内水化热温升及环境温度变化所引起的不均匀温度变形等。混凝土抗裂性主要是指混凝土抵抗体积变形导致开裂的能力。只有对混凝土的抗裂性进行准确的评价，才能更好地避免或减少混凝土的开裂。

收稿日期：２００７－０５－１７

（极限拉伸、干缩、徐度、弹性模量，都以ＭＰａ为单位），变形性能变、自生体积变形，都以１０－６为单位），热学性能（绝热温升、比热、导温系数、导热系数、线膨胀系数，都与温度有关）和耐久性（抗渗、抗冻、抗冲磨、抗侵蚀性等）。混凝土性能对其抗裂性的影响可分为两大类，一类是与抗裂性正相关的因素，如混凝土（膨胀）、徐变变形等；另一极限拉伸、抗拉强度、自生体积变形类是与抗裂性负相关的因素，如温度变形α（α为线膨胀系!Ｔ干缩变形。很显然，这些因素对混凝土抗裂性数，"Ｔ为温升）、

的影响并不是简单的叠加关系，如何建立它们之间的关系模型是研究中的重点和难点。

（１）极限拉伸值!ｐ和轴心抗拉强度Ｒ

极限拉伸值!ｐ是指轴心拉伸时混凝土断裂前最大拉伸应变值。在其它条件相同的条件下，混凝土的极限拉伸值越大，其抗裂性能越强。但在通常情况下，要提高混凝土的极限拉伸值，就要增加水泥（或胶凝材料）的用量，这就会给混凝土内部带来更多的水化温升，反而对混凝土的抗裂性不利。所以仅用极限拉伸值来作为混凝土的抗裂指标不够全面。

混凝土的抗拉强度主要由水泥浆的抗拉能力及水泥浆与骨料的胶结能力组成。轴心抗拉强度Ｒ随龄期不断增大，与混凝土抗裂性成正比。混凝土的极限拉伸随轴心抗拉强度的提高

基金项目：国家自然科学基金重点项目“现代大体积水工混凝土裂缝机理与控制”（５０５３９０１０）

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