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2011-09-17    来源:    作者:佚名

混凝土在现代工程中占重要地位,其裂缝是个颇具现实意义、备受关注的质量问题。

混凝土中产生裂缝有多种原因,主要是温度和湿度的变化、混凝土的脆性和不均匀性以及结构不合理、原材料不合格(如碱骨料反应)、模板变形、基础不均匀沉降等。

混凝土硬化期间水泥放出大量水化热,内部温度不断上升,在表面引起拉应力。后期在降温过程中,由于受到基础或老混凝土的约束,又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时,即会出现裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢,但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。如养护不周、时干时湿,表面干缩形变受到内部混凝土的约束,也往往导致裂缝。混凝土是一种脆性材料,抗拉强度是抗压强度的110左右,短期加荷时的极限拉伸变形只有(0.61.0×104,长期加荷时的极限位伸变形也只有(1.22.0×104。由于原材料不均匀、水灰比不稳定及运输和浇筑过程中的离析现象,在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的,存在着许多抗拉能力很低,易于出现裂缝的薄弱部位。在钢筋混凝土中,拉应力主要是由钢筋承担,混凝土只是承受压应力。在素混凝土内或钢筋混凝上的边缘部位如果结构内出现了拉应力,则须依靠混凝土自身承担。一般设计中均要求不出现拉应力或者只出现很小的拉应力。但是在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度,往往在混凝土内部引起相当大的拉应力。有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力,因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。

对其产生裂缝成因进行分析并预防控制处理,不仅能确保工程的质量,还能够节约社会资源。

一、混凝土常见裂缝类型

现今,混凝土在各种工程中应用普遍,其质量的好坏对结构物的安全、造价及美观有很大影响。但混凝土在工程中会因为各种原因产生不同类型裂缝:

1、干缩裂缝:混凝土在硬化过程中由于水分蒸发、体积逐渐缩小而产生收缩裂缝;有时施工水灰比掌握不恰当,造成水灰比偏大混凝土过稀,混凝土振捣后局部分析及预防、控制、处理,并多角度对其表面集中了较多水分、砂浆遇天晴日晒、现场风速较大等情况,使混凝土表面水分蒸发较快,产生干缩裂缝。在新混凝土表面没有很好地养生或养生时间欠合适均匀以及养生不全面,局部失水过多过快也都会造成干缩裂缝。

2、温度裂缝:内部温度裂缝:混凝土硬化期间水泥释放出大量的水化热,内部温度不断上升,在表面产生拉应力,后期在降温过程中未及时得到水分补充,又受到基础或老混凝土等等其它约束,不能自由伸展,在混凝土内部产生拉应力。外部温度裂缝:气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当混凝土拉应力引起板的约束力超过一定程度时,必然引起混凝土的开裂。虽然部分混凝土内部温度变化很小或变化很慢,但表面温度可能变化较大或发生剧烈变化,如养护不周、时干时湿、表面干缩变形受到内部混凝土的约束也导致裂缝产生。

3、基础裂缝:勘察设计时对基础地质情况认识不清,或者施工时对基础的处理不恰当,造成施工后超载或地基下沉引起的应力超过混凝土的抗拉强度或结构受力不均匀而局部产生沉降出现裂缝房屋或挡土墙、混凝土路面长度过长而未考虑设置伸缩缝、沉降缝、膨胀缝,或者是虽有考虑但设计的长度间距不合理,当混凝土的自由伸缩达到应该设置仲缩缝、膨胀缝、沉降缝所需要的间距的时候就要引起裂缝的产生。

4、施工裂缝:施工时活性砂石料配合比不当,造成混凝土水灰比偏大,振捣时过振等使混凝土离析,造成局部过稀过湿,拆模和起吊及加载过早都容易使混凝土出现裂缝。房屋建筑施工过程中由于施工工艺不合理,使现浇板支座处负筋下陷、保护层过大,固定支座变成塑性铰支座,使现浇板上部沿梁支座处钢筋正上方与其周围发生不同的收缩沉陷而产生裂缝。另外,道路施工、桥梁铺装层中钢筋网摆放位置靠下也容易使铺装层产生裂缝。

5、原材料裂缝:活性砂石料的含泥量超过规定标准以及水泥安定性不良降低了混凝土强度而产生裂缝。混凝土和水泥中含碱量过高,集料发生碱集料反应等化学腐蚀,以及钢筋锈蚀都可导致钢筋内部膨胀引起开裂。

二、混凝土温度裂缝、收缩裂缝的成因

混凝土是一种脆性材料,抗拉强度是抗压强度的110左右。实践证明,裂缝形成的原因主要来自变形、荷载以及材料性质等几个方面。荷载等造成的裂缝约为15,绝大多数由温差\收缩、不均匀沉降引起。混凝土的基础、施工、原材料裂缝只要对施I过程进行严格的质量控制都可以得到避免,而混凝土的温度、干缩裂缝则要在工程质量的基础上加之技术含量较高的工艺控制,才能获得良好的效果,所以有必要重点注意。

1、温差裂缝成因。混凝土温度裂缝多出现于大体积中,温度应力的形成过程可分为早期、中期、晚期三个阶段。早期一般为30天,自混凝土浇筑开始至水泥放热基本结束为止。水泥水化热大量积聚,造成混凝土内部温度升高,表面温度降低,形成内外温差(在没有拆模时,正确的内外温差值是混凝土的中心温度与拆模前混凝土的表面温度之差);中期自水泥放热基本结束时开始至混凝土冷却到稳定温度时为止;晚期是混凝土完全冷却后的运转时期,混凝土在拆模前后或受寒潮袭击,使表面温度降低很快,造成了温度陡降(骤冷)。由温度所引起混凝土的应力又可分为自生应力和约束应力两种,这两种温度应力往往和混凝土的干缩应力共同产生作用。施工中混凝土最高温度冷却到运转时期的稳定温度往往内部产生相当大的应力,有时温度应力可超过其它荷载所引起的应力产生裂缝(全部裂开时内部温差仅为1219℃)。

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