干缩裂隙的主要研究方法
浅谈混凝土表面干缩裂缝
气温剧 变两 方面考虑 。具体 办 法有 ：
化也 很 慢 ，但 表 面 湿度 变化 较 大而 剧 烈。 这主 要 是 因为 养 护不 到位 、时 干时 湿 ，表 面 干缩 变形 受
９ ２
（） １ 改善骨料级配。严禁使用单粒级配，采用 ２种甚至 ３种粒径段 的集料 （ 碎石 ） ，进行科学合
素 ，掺 加 减 水 剂 的 混凝 土 在 保 持 强度 不 变 的情 况
下 ，可减 少 １ ％左 右 的水泥 用 量。 ５ （） 加 减水 剂 还 可 以改善 水 泥 浆 的稠 度 ，减 ４掺 少混凝 土 的泌水 ，从 而减 少混凝 土 的沉缩 变 形。
（） ５ 由于 减 少 了用水 量 ，因此减 少 了水 分 蒸发
性 和 不均 匀 性 ；结 构 不合理 ；碱 骨料 反 应 ；模 板 变形 ；基础 不均匀沉 降 ：拆模 过早 ：结构性破 坏 ；
临 时 放 置位 置 不 当 （ 如箱 梁、 空 心梁 板 的支 座 不
在 永久支座 处 ） ：施加 预应 力时 混凝 土强 度不足 。
水灰比的不稳定性。 运输和浇筑过程的离析现象 ，
经 验 交 流
浅谈 混凝土表 面干缩裂缝
李 求军 （ 州 市新联 建筑工 程有 限公司 ，浙江嵊 州 ３ ０ ） 嵊 １４ ０ ２
摘 要 ：结合本人 的多年 实践 ， 针对混凝土表 面出现的干缩裂缝 ， 通过力学原理分析形成的原 因， 有针 对性地从 多层面、 多角度研 究防治的方法。通过理论和 实践的有机 结合 ，探求解决问题 的方法。 关键 词 ：混凝土 ：干缩裂缝 ；防治办法 中图分类号 ：Ｔ ５ ． ｕ７ ５ ７文献标识码 ：Ｂ文章编号 ：１０ － ９ ５（ ０ ０ ４ ０ ９ － ２ ０３ ８６ ２ １ ）０ — ０２ ０
国内外混凝土的收缩性能试验研究方法
国内外混凝土的收缩性能试验研究方法摘要：着重对国内外获得普遍认同的混凝土各种收缩性变形的机理及试验研究方法进行了总结和综述，对解决混凝土的收缩裂缝具有重要的意义。
关键词：化学收缩，干燥收缩，自收缩，温度收缩引言近年来混凝土技术有了突飞猛进的发展，然而混凝土的收缩裂缝仍然是一个普遍性的难题。
如何精确测得收缩及如何测得收缩机理成为解决收缩引起裂缝的关键所在。
混凝土的收缩是指混凝土中所含水分的变化、化学反应及温度变化等因素引起的体积缩小，均称为混凝土的收缩。
混凝土的收缩主要包括：化学收缩、干燥收缩、自收缩、温度收缩、碳化收缩及塑性收缩等。
每种收缩都是由不同原因引起的，也各有不同的特点，每种收缩的试验研究方法也各有不同。
国内外的水泥和混凝土学者都非常重视混凝土收缩性能的研究。
现就各收缩形式的不同试验研究方法综述如下。
1 试验设计1. 1 混凝土化学收缩的研究方法化学收缩即水化收缩。
所有的胶凝材料水化以后都存在这种减缩作用，这是由水化反应前后的平均密度不同造成的。
水泥水化反应的主要产物是水化硅酸钙凝胶，其体积小于水泥与水的体积之和，即固相体积增加，但水泥、水体系的绝对体积减小。
大部分硅酸盐水泥浆完全水化后，理论上的体积减缩7 %～9 %。
重庆建筑大学的严吴南教授等沿用了英国Gessner 的方法研究了不同品种水泥及不同硅灰取代量的水泥净浆的化学减缩。
具体方法为：将100 g 水泥和33 g 水混合均匀，装入长颈瓶中摇匀，赶走全部气泡后立刻加盖密封（目的是防止水分蒸发），把此瓶置于恒温恒湿的观察室中，记录长颈瓶中的液面高度作为原始体积，以后按不同水化龄期读取液面高度。
计算各龄期的体积减小值，用来表征该水泥的化学收缩。
1. 2 干燥收缩的试验研究方法干燥收缩指的是混凝土停止养护后，在不饱和的空气中失去内部毛细孔水，凝胶孔水及吸附水而发生的不可逆收缩，它不同于干湿交替引起的可逆收缩，随着相对湿度的降低，水泥浆体的干缩增大，且不同层次的水对干缩的影响大小也不同。
混凝土干缩试验方法
混凝土干缩试验方法一、简介混凝土干缩是指混凝土在干燥过程中由于水分的流失而发生的缩小过程。
混凝土干缩是混凝土耐久性的重要指标之一，也是衡量混凝土品质的重要指标之一。
本文将介绍混凝土干缩试验的方法。
二、试验设备1.长度计：测量混凝土试件的长度变化。
2.电子天平：称取混凝土试件的质量。
3.恒温恒湿箱：提供恒定的温度和湿度条件。
4.混凝土试件模具：用于制备混凝土试件。
5.压力机：用于制备混凝土试件。
三、试验步骤1.制备混凝土试件：根据需要制备不同尺寸的混凝土试件，试件的尺寸应符合相关标准。
2.混凝土试件养护：将混凝土试件放入恒温恒湿箱中，保持温度在20℃±2℃，湿度在60%±5%的条件下养护28天。
3.称取混凝土试件质量：使用电子天平称取混凝土试件的质量，并记录下来。
4.测量混凝土试件长度：使用长度计测量混凝土试件的长度，并记录下来。
5.记录试验数据：在试验过程中，应及时记录试验数据，包括试件的长度和质量。
6.放置试件：将试件放在恒温恒湿箱中，保持温度在20℃±2℃，湿度在60%±5%的条件下放置28天。
7.再次测量混凝土试件长度：在试验结束后，使用长度计再次测量混凝土试件的长度，并记录下来。
8.计算干缩率：根据测量数据，计算干缩率。
干缩率的计算公式如下：干缩率=(L2-L1)/L1×100%其中，L1为试验前混凝土试件的长度，L2为试验后混凝土试件的长度。
四、注意事项1.混凝土试件制备应符合相关标准，试件尺寸应符合设计要求。
2.混凝土试件养护应符合相关标准，保持温度和湿度恒定。
3.在试验过程中，应及时记录试验数据，保证数据的准确性。
4.使用试验设备时，应注意安全，避免发生意外事故。
五、总结混凝土干缩试验是衡量混凝土耐久性的重要指标之一，也是衡量混凝土品质的重要指标之一。
正确进行混凝土干缩试验可以为混凝土的设计和施工提供重要的参考依据。
在进行试验时，应注意试验设备的选择和试验步骤的正确执行，保证试验数据的准确性和可靠性。
土体干缩裂缝形成机理探讨
土体干缩裂缝形成机理探讨孟明1，2，3*，冯丹1（1.黄河勘测规划设计研究院有限公司，郑州450003；2.水利部黄河流域水治理与水安全重点实验室（筹），郑州450003；3.河南省城市水资源环境工程技术研究中心，郑州450003）摘要：土体在缺水环境下，随着土体内的水分完全蒸发散失，会产生收缩、裂缝，这是一种常见的自然现象。
但这种现象对于河湖边坡工程安全和生态环境治理有着重大不利影响，深入开展对土体干缩裂缝的研究将对生态环境和工程建设有较高的实用价值。
本文从土体干燥收缩及裂缝产生相关影响因素及力学机理方面对土体干缩、裂缝发展过程进行探讨。
关键词：土体；干缩裂缝；力学机理；形态特征；影响因素中图分类号：X43文献标志码：A文章编号：2096-2347（2023）03-0107-06收稿日期：2022-09-05作者简介：孟明，工程师，硕士，主要从事河湖生态综合治理的设计与研究。
E-mail:****************引用格式：孟明，冯丹.土体干缩裂缝形成机理探讨[J].三峡生态环境监测，2023，8（3）：107-112.Citation format:MENG M,FENG D.Formation mechanism of soil shrinkage cracks[J].Ecology and Environmental Monitoring of Three Gorges ，2023，8（3）：107-112.Formation Mechanism of Soil Shrinkage CracksMENG Ming 1,2,3*,FENG Dan 1（1.Yellow River Engineering Consulting Co.Ltd.,Zhengzhou 450003,China ;2.Key Laboratory of Water Management and Water Se⁃curity for Yellow River Basin ,Ministry of Water Resources (under construction ),Zhengzhou 450003,China;3.Henan Engineering Re⁃search Center of Urban water Resources and Environment ,Zhengzhou 450003,China ）Abstract:In a water deficient environment,soil will shrink and crack as the water inside the soil evaporates completely,which is a common natural phenomenon.However,this phenomenon leads to significant adverse effects on the safety of river and lake slope engineering and ecological environment governance.Further research on soil shrinkage cracks can provide great practical value for ecological environment and engineering construction.This article explores the development process of soil drying shrinkage andcracks from the perspectives of the relevant influencing factors and mechanical mechanisms of soil drying shrinkage and cracks.Key words:soil body;shrinkage crack;mechanics mechanism;morphological characteristic;influencing factor土体由于失水干缩而产生裂缝是一种十分常见的自然现象，裂缝产生的实质是土壤失水所引起的吸力超过了土体的抗拉强度，从而造成土体的开裂破坏，而吸力在不同含水率下是不同的，吸力分布的不均匀性则是裂缝发展的原动力。
混凝土的干缩与裂缝
混凝土的干缩与裂缝混凝土的收缩分为以下三种：塑性阶段由于表面蒸发或下层的干混凝土吸水产生的收缩称为塑性收缩，由于强度不高容易产生塑性开裂;在硬化阶段仍然会蒸发一部分水，造成干燥收缩，称为干收缩，干收缩一部分不可恢复，一部分由于吸水膨胀可以恢复;由于水泥水化作用失水产生的收缩称为自身收缩，这种收缩很小。
干收缩和自身收缩都会造成水泥石体积压缩。
1.产生干缩的原因当混凝土干燥时，首先是毛细管内的游离水被蒸发，然后引起水化硅酸钙表面的水被引至毛细管内接着蒸发，从而引起水泥石收缩。
但收缩的体积小于失去水的体积，因为先失去的游离水不产生收缩。
由于混凝土的干缩主要来自水泥石，因此减少水泥和水的用量就会减少干缩。
此外，增加骨料用量，增大骨料粒径可以减少干缩。
混凝土的收缩会延续很长的时间，但收缩速度会随着时间的延长而降低，收缩量会随着空气相对湿度的降低而增加，水胶比低、胶凝材料用量多的混凝土自身收缩大，混凝土中细粉粒含量多的自身收缩大，大流动度、自密实混凝土自身收缩大。
掺硅灰或矿渣粉的混凝土自身收缩较大;但掺加粉煤灰和石灰石粉的混凝土，由于减缓了水化，自身收缩则较小。
混凝土除了干缩外，在碳化时也产生收缩。
在水分存在的条件下，C02生成H2 C03，H, C03与Ca (OH)z反应生成CaC03，这种收缩称为碳化收缩。
碳化收缩自表至里，但速变缓慢。
2.裂缝混凝土的裂缝主要是干缩裂缝。
由于混凝土在干缩过程中不可避免地会受到约束，混凝土的抗拉强度又比较小，很容易产生收缩裂缝。
另外，集料中含有的活性氧化硅与水泥和外加剂中的碱反应而产生膨胀，以及碳化收缩、钢筋锈蚀物体积膨胀、温度变化、风化冻融等都会引起开裂。
3.防止开裂的措施通常可以根据裂缝产生的原因及影响开裂的因素，有针对性地采取一些措施，以减少司防止裂缝的产生。
在配合比设计和选材方面，可以做到尽量减少水泥和水的用量，减少细粉颗粒和黏土的含量，增大骨料粒径，增加骨料用量，掺加粉煤灰和某些外加剂等，以减少收缩量;在箍工中，应采取减小泌水、降低浇筑温度、加强养护和表面防护、加强模板支护、防止模嗄变形等措旄;设计上应充分考虑各种约束作用而采取合理配筋，合理布设收缩、膨胀缝蓑司距，适当地应用膨胀剂和钢纤维混凝土。
收缩引起的裂缝[工程类精品文档]
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收缩引起的裂缝[工程类精品文档]本文内容极具参考价值,如若有用,请打赏支持,谢谢!在实际工程中，混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。
在混凝土收缩种类中，塑性收缩和缩水收缩（干缩）是发生混凝土体积变形的主要原因，另外还有自生收缩和炭化收缩。
塑性收缩。
发生在施工过程中、混凝土浇筑后4~5小时左右，此时水泥水化反应激烈，分子链逐渐形成，出现泌水和水分急剧蒸发，混凝土失水收缩，同时骨料因自重下沉，因此时混凝土尚未硬化，称为塑性收缩。
塑性收缩所产生量级很大，可达1%左右。
在骨料下沉过程中若受到钢筋阻挡，便形成沿钢筋方向的裂缝。
在构件竖向变截面处如T梁、箱梁腹板与顶底板交接处，因硬化前沉实不均匀将发生表面的顺腹板方向裂缝。
为减小混凝土塑性收缩，施工时应控制水灰比，避免过长时间的搅拌，下料不宜太快，振捣要密实，竖向变截面处宜分层浇筑。
缩水收缩（干缩）。
混凝土结硬以后，随着表层水分逐步蒸发，湿度逐步降低，混凝土体积减小，称为缩水收缩（干缩）。
因混凝土表层水分损失快，内部损失慢，因此产生表面收缩大、内部收缩小的不均匀收缩，表面收缩变形受到内部混凝土的约束，致使表面混凝土承受拉力，当表面混凝土承受拉力超过其抗拉强度时，便产生收缩裂缝。
混凝土硬化后收缩主要就是缩水收缩。
如配筋率较大的构件（超过3%），钢筋对混凝土收缩的约束比较明显，混凝土表面容易出现龟裂裂纹。
自生收缩。
自生收缩是混凝土在硬化过程中，水泥与水发生水化反应，这种收缩与外界湿度无关，且可以是正的（即收缩，如普通硅酸盐水泥混凝土），也可以是负的（即膨胀，如矿渣水泥混凝土与粉煤灰水泥混凝土）。
炭化收缩。
大气中的二氧化碳与水泥的水化物发生化学反应引起的收缩变形。
炭化收缩只有在湿度50%左右才能发生，且随二氧化碳的浓度的增加而加快。
炭化收缩一般不做计算。
混凝土收缩裂缝的特点是大部分属表面裂缝，裂缝宽度较细，且纵横交错，成龟裂状，形状没有任何规律。
结语：借用拿破仑的一句名言：播下一个行动，你将收获一种习惯；播下一种习惯，你将收获一种性格；播下一种性格，你将收获一种命运。
干(温)缩裂缝成因的探究
干（温）缩裂缝成因的探究前言：水泥稳定碎石作为半刚性材料具有良好的结构整体性和水稳性，初期强度高，后期强度随龄期增长而增长，是一种适合多种工作环境的良好结构层，目前广泛地应用到高等级公路基层的建设中。
但是水泥稳定碎石基层的施工是一个综合的过程，随着道路的建成通车，也暴露出了许多缺陷，影响施工质量。
一、干（温）缩裂缝形成原因水泥稳定基层裂缝的产生主要是水泥稳定基层混合料水泥固化及水分散发后使基层表面产生的细微开裂现象，然后向深部和横向扩展，最后贯通整个基层。
裂缝的宽度大多数为1-3mm，严重者可达4-5mm，裂缝的产生在一定程度上破坏了基层的版块整体受力状态，而且裂缝的进一步发展会产生反射裂缝，使路面面层也相应产生裂缝或断板。
裂缝产生的原因主要有以下几点：混合料含水量过高，水泥稳定基层干缩应变随混合料的含水量增大而增大，施工碾压时含水量越大，结构层越容易产生干缩裂缝，且越严重（裂缝产生得早，裂缝宽和缝的间距小）；不同品种的水泥干缩性有所不同，选用合适的水泥在一定程度上能减少干缩裂缝；与各种粒料的含土量有关，当粘土量增加，混合料的温缩系数随温度降低的变化幅度越来越大。
温度越低，粘土量对温缩系数影响大；与细集料的含量有密切关系，细集料含量的多少对水泥稳定土的质量影响非常大，减少细集料的含量可降低水泥稳定粒料的收缩性和提高其抗冲刷性；与水稳基层碾压密实度有关系，水泥稳定基层碾压密实度的好坏不但影响水泥稳定土的干缩性，而且还影响水泥稳定土的耐冻性；水泥稳定基层的养生不及时，也会加快干缩裂缝现象的出现；与施工时间的选择有密切关系，基层施工时的温度与冬季温度之间的温度越大，基层就越容易产生温缩裂缝。
二、干（温）缩裂缝预防措施1、原材料的选择（1）由于基层施工时，需要水泥量较大，有时出现水泥供应困难，水泥生产后存放期不足，就直接投入混合料拌和，由于水泥在拌和和水化过程中产生大量的水化热，使其内部的高温与外部的温度形成温差，在一定条件下产生温度裂缝。
钢筋混凝土框架填充墙干缩裂缝机理定性分析
选用强度相 当的 材料 时 ， 采 取相 应措 施 ， 应 以避 免裂 缝 的产生 。
２ 砌体含水率的大小。框架填充墙所 用砌块多为 多孔 材料 ， 块 ） 砌
含水率越大 ， 砌块体积 越大 ， 收缩率也越 大。这是 因为当砌体 含 水率有变化时 ， 体积收缩 产生 干缩 ， 干缩产 生 的拉应 力能 达到砌 体沿齿缝抗拉强度 ， 这样在一定 约束下 在墙面上必然 产生水平裂
时 ， 因 干缩 变 形 量 差 异 较 大 产 生 裂缝 ， 砌 块 的抹 灰 面空 鼓 、 会 使 拉 裂 ， 基 层 和 面层 上 均 会 产 生 不 规 则 的 干 缩 裂 缝 。 因 此 ， 不 能 在 在
析因 墙 的 寸 件 以 足 板 要 ， ～ ≤ ≤ ，为 体 尺 条 可 满 薄 的 求（ ）詈
ｂ ＝ 一Ｊ ㈩ ３０ ｙｊ ｝ － 十
７０５ ３００
缝和竖直裂缝。为保证砌块质量 ， 在使 用前最好能 合理控制好含
水率 ； 另外 ， 同含水率 、 不 不同等级 、 同种类 的砌块混用时 ， 不 砌块
收稿 日期 ：０ ９１ 一１ ２０ —１Ｏ
作者简介 ： 赵永花 （９ ４ ， ， １ ７ 一）女 副教授 ， 兰州工业高等专科学校 ， 甘肃 兰州
文献标识码 ： Ａ
若干解决框架填充墙墙面干缩裂缝 的方法 ， 由于对裂缝原 因分 但 析不详 ， 填充墙 上的大量干缩裂缝依 旧不能很好控制 和预防。为
了有助于很好解决 框架填 充墙 干缩裂缝 ， 本文 针对 实际情况 ， 对
钢筋混凝土框架填充墙 上 的于缩裂缝 出现 的原 因进 行 了详细分
横向剪力 ：
』 ｄ＝ ｚ－
（
因此 干 缩 裂 缝 的 形 式 较 多 主 要 有 垂 直 裂 缝 、 平 裂 缝 、 梯 水 阶
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干缩裂隙的主要研究方法
对干缩裂隙的表面结构形态的研究，由于研究手段的限制，目前的定性研究较多，定量研究较少。
定量研究除了对现场的观察测量加以统计之外，还有一些间接地方式方法对干缩裂隙进行研究；在现阶段，部分学者开始运用数值模拟以及软件的方法来定量的对干缩裂隙的表面结构研究，而目前最典型的定量研究方法包括平面裂隙图像分析系统方法和离散元数值模拟方法。
1.1 平面裂隙图像分析系统
为了清晰地了解土体干缩裂隙的演化规律，以及获取土体土体干缩裂隙的形态参数。
大量学者都进行了很多的尝试，从最开始的主要依靠现场手工测量，但是现场手工测量有着效率低，误差较大等缺点；而后Vogel等借助于拓扑学的概念方法，建立了裂缝面密度、长度密度、欧拉数等指标体系，对裂缝的定量化做了相当有益的贡献但是却存在这过于简单和抽象的缺点。
为了实现对土体平面干缩裂隙图像的无损以及对干缩裂隙的表面形态参数分析，曹玲，王志俭等通过借助于数字图像处理技术，基于MATLAB软件，开发了裂隙网络图像分析系统。
通过该系统对粘性土裂隙的识别，可得到在土体在干缩裂隙形成过程中裂隙的裂隙率、裂隙长度、平均宽度，以及隙宽分布规律和分维等形态参数[10]。
平面裂隙图像分析系统主要是通过数值模拟软件对土体平面裂隙图像的识别，该程序主要包括：图像二值化处理程序、二值图像桥接去杂处理程序、骨架提取程序，二值图像特征参数提取程序以及图形用户界面设计处理程序。
通过了以上程序处理之后，便对土体的平面裂隙进行了读取识别，然后再经过干缩裂隙表面结构形态参数的提取程序，搞程序主要包括：MATLAB变量初始化，然后裂隙率提取，裂隙图像的骨架化，计算裂隙长度，从而获得裂隙平均宽度和裂隙分布率。
基于MATLAB软件开发的裂隙网络图像分析系统，实现了对土体表面裂隙图像的连续、无损、自动化识别，同时基于二值化图像，对土体平面裂隙形态参数进行提取统计，可以得到裂隙率、裂隙长度、平均宽度、裂隙分布率、裂隙分维等基本参数[10]。
该系统除了可以达到以上目标外，还可以对不同时间点的裂隙图片进行统一分析，为土体干缩裂隙的动态演化分析提供准确数据。
虽然平面裂隙图像分析系统有一以上显著优点，但是也存在着只能对平面裂隙形态参数进行
分析，对裂隙深度方向的发展演化分析却不能够适用！
1.2 离散元数值模拟
运用数值模拟来对干缩裂隙演化的研究是一种广泛并且重要的方法。
在近年来，国内外一些学者采用了有限单元法模拟了土体干缩开裂现象，去的了一定的进展和成果；但是，由于土体的干缩开裂破坏过程并不是连续的，而是非连续的过程，基于连续假定的有限元方法存在一定的局限性，比如初始开裂位置需要事先设定，裂缝扩展过程中单元参数需要不断调整等。
而离散单元法相比有限单元法有一定的优势。
由司马军、蒋明镜、周创兵等提出的三维离散元模型[11]，将粘性土简化为由若干收缩颗粒或者团粒胶结而成的集合体。
该三维离散元模型，模拟了薄层粘性土在粗糙边界条件下干缩裂缝的产生和扩展全过程，其三维模型包括颗粒收缩模型，颗粒接触模型，和干缩开裂过程模型。
颗粒收缩模式采用EI Youssoufi 等
[12]、Peron 等[13]提出的经验公式，即
⎪⎭⎫ ⎝⎛=τt a -ex p R R 0 R R τα-dt d = 由于粘土颗粒之间存在非常复杂的物理化学作用，在该模型中，将粘土颗粒之间的作用采用PFC 软件中的胶结接触模型。
离散元数值模拟方法在模拟土体干缩开裂过程中可以获得很多使用准确的成果，具体表现在模拟的开裂机制体现了拉应力和内部缺陷的共同作用；模拟的
裂缝扩展过程表现出三个阶段特征：第一阶段为数量较少的主裂缝起裂、扩展并
相互交叉，第二阶段为次生裂缝逐渐出现，随着裂缝数量、长度和宽度进一步增加，第三阶段为表面裂缝网络结构逐渐稳定，不再产生新的裂缝；土样底边界的粘结强度对裂缝形态具有明显影响，随着粘结强度的降低，裂缝数量减少，宽度增大[11]。
该三维离散元模型很好的模拟了粘性土表面干缩开裂过程，不仅为研究干缩开裂力学机制提供了一种好的新方法，而且为研究模拟土体干缩裂隙表面结构形态提供了好的思路与方法！。