混凝土初現(xiàn)裂紋的時間可以作為判斷裂紋原因的參考:塑性收縮裂紋大約在澆筑后幾小時到十幾小時出現(xiàn);溫度收縮裂紋大約在澆筑后2到10d出現(xiàn);自收縮主要發(fā)生在混凝土凝結硬化后的幾天到幾十天;干燥收縮裂紋出現(xiàn)在接近1年齡期內(nèi)。
1、干燥收縮
當混凝土在不飽和空氣中失去內(nèi)部毛細孔和凝膠孔的吸附水時,就會產(chǎn)生干縮,高性能混凝土的孔隙率比普通混凝土低,故干縮率也低。
2、塑性收縮
塑性收縮發(fā)生在混凝土硬化前的塑性階段。高強混凝土的水膠比低,自由水分少,礦物細摻合料對水有更高的敏感性,高強混凝土基本不泌水,表面失水更快,所以高強混凝土塑性收縮比普通混凝土更容易產(chǎn)生。
3、自收縮
密閉的混凝土內(nèi)部相對濕度隨水泥水化的進展而降低,稱為自干燥。自干燥造成毛細孔中的水分不飽和而產(chǎn)生負壓,因而引起混凝土的自收縮。高強混凝土由于水膠比低,早期強度較快的發(fā)展,會使自由水消耗快,致使孔體系中相對濕度低于80%,而高強混凝土結構較密實,外界水很難滲入補充,導致混凝土產(chǎn)生自收縮。
高強混凝土的總收縮中,干縮和自收縮幾乎相等,水膠比越低,自收縮所占比例越大。與普通混凝土完全不同,普通混凝土以干縮為主,而高強混凝土以自收縮為主。
4、溫度收縮
對于強度要求較高的混凝土,水泥用量相對較多,水化熱大,溫升速率也較大,一般可達35~40℃,加上初始溫度可使最高溫度超過70~80℃。一般混凝土的熱膨脹系數(shù)為10×10-6/℃,當溫度下降20~25℃時造成的冷縮量為2~2.5×10-4,而混凝土的極限拉伸值只有1~1.5×10-4,因而冷縮常引起混凝土開裂。
5、化學收縮
水泥水化后,固相體積增加,但水泥-水體系的絕對體積則減小,形成許多毛細孔縫,高強混凝土水膠比小,外摻礦物細摻合料,水化程度受到制約,故高強混凝土的化學收縮量小于普通混凝土。
當混凝土發(fā)生收縮并受到外部或內(nèi)部約束時,就會產(chǎn)生拉應力,并有可能引起開裂。對于高強混凝土雖然有較高的抗拉強度,可是彈性模量也高,在相同收縮變形下,會引起較高的拉應力,而由于高強混凝土的徐變能力低,應力松弛量較小,所以抗裂性能差。