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讲师大咖面对面,有问有大收获多。大体积混凝土的破坏机理,现在国内外学者普遍认为是混凝土在浇筑、形成过程中不可避免存在着毛细孔、空隙及材料的裂隙缺陷,在外界因素作用下,这些缺陷部位将产生高度的应力集中,并逐渐扩展发展,形成大体积混凝土体中的微裂纹。另一方面,大体积混凝土体中各相的结合界面是最薄弱的环节,在外界因素作用下,将脱开而形成截面裂隙,并发展成微裂纹。若外界因素继续作用,混凝土体中的微裂纹经过汇集、贯通的过程而形成宏观裂缝。同时,宏观裂纹的端部又因应力集中而出现新的微裂纹,甚至出现微裂纹区,这又将发展成新的宏观裂缝或体现为原有宏观裂纹的延伸。如此反复交替,宏观裂缝必将沿着一条最薄弱的路径逐渐扩展,最后使混凝土完全断开而破坏。因此,大体积混凝土材料的破坏过程实际上是损伤、损伤积累、宏观裂纹出现、损伤继续积累、宏观裂缝扩展交织发生的过程。
不论外界因素作用引起的效应是拉、压、剪或扭,大体积混凝土体破坏的过程都是相类似的。如果引起的效应是拉,则微裂纹或微裂缝将沿与之正交的方向扩展;如为压,则沿与之平行的方向扩展;如为剪或扭,则将沿剪应力的方向滑动扩展。显然,在非均匀应力场的大体积混凝土体中上述微裂纹的萌生与扩展以及宏观裂纹的出现和扩展,都将首先在高应力区中发生,甚至只集中发生在高应力区,因为当高应力区中裂纹或裂缝扩展时,对相邻的低应力区产生卸载效应,因此,该区域内的裂纹和裂缝不可能再继续发育和发展,甚至会引起逆效应,如原来已张开的裂缝可能重新闭合。
大体积混凝土结构在施工期经历了升温和降温两个过程。由于水泥砂浆与钢筋热膨胀系数的不同,在升温过程中温度荷载作用下水泥砂浆与钢筋所形成的界面首先产生损伤,并随温度增加而发展,因此形成界面裂纹,当继续增加的温差达到某一数值后,界面裂纹便向水泥砂浆中延伸。在以后的降温过程中界面裂纹与水泥砂浆中的微裂纹继续发展,以致发展成宏观裂缝,并可能导致混凝土结构发生断裂破坏,由于损伤是不可恢复的,故在以后的降温过程中,所形成的界面裂缝不会消失,而且降温过程中不仅原有的微裂纹会发展,同时也会产生新的微裂纹。