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混凝土裂缝产生的原因


点击数:[480] 更新时间:[2019-5-28]  字体:[大] [中] [小]

混凝土裂缝产生的原因

    混凝土因其取材广泛、价格较低、抗压强度高及可塑性强成为当今建筑结构中使用最广泛的建筑材料之一。然而混凝土结构如果设计和施工不当, 就会产生裂缝, 混凝土裂缝一直是工程界难以解决的问题之一;炷亮逊斓男问绞嵌嘀侄嘌,产生的原因也非常复杂,而非结构性裂缝约占混凝土结构裂缝的80%左右,是混凝土结构中的主要裂缝和常见裂缝,下面对几种主要的非结构性裂缝的产生原因分析如下:
    1.收缩裂缝的产生原因分析
    收缩裂缝是由湿度变化引起的,它是混凝土非结构性裂缝中的主要部分;炷潦且运嗪涂笪锊艉狭衔耗牧,以砂、石为骨料,再加入减水剂加水拌合,经过浇筑、振捣成型、凝结硬化形成的人工石。在施工中,为保证其和易性,往往加入减水剂和比水泥水化作用所需的水分多几倍的水。多出的这些水分以游离态形式存在,并在硬化过程中逐步蒸发,从而在混凝土内部形成大量毛细孔等空隙,造成混凝土体积收缩。此外,混凝土硬化过程中水化作用和碳化作用也会引起混凝土体积收缩。根据试验测定,混凝土最终收缩量约为0.04%~0.06%。所以说收缩是混凝土固有的物理特性,一般来说,水灰比越大、水泥强度越高、骨料越少、环境温度越高、表面失水越大,则其收缩值越大,也越易产生收缩裂缝。根据收缩裂缝的形成机理与形成时间的不同,我们在工程中常见的收缩裂缝主要有塑性收缩裂缝、干燥收缩裂缝、自身收缩裂缝。
   (1)塑性收缩裂缝
    塑性收缩裂缝多产生于新浇混凝土表面,大多产生于混凝土初凝后、终凝前;炷帘砻嫠终舴⑺俣瘸淠诓砍、终凝硬化的速度,致使混凝土表面收缩,这种收缩受到结构构件和下层配筋约束会使混凝土产生表层开裂。裂缝多呈外宽内窄,常见为不规则的多边形或与钢筋方向相互平行,一般自表面开始,有些也可发展成贯穿裂缝。在环境气温高、风速大,气候干燥的情况下易于出现。我们目前使用的高性能混凝土特别容易产生这种裂缝。
主要原因分析:①混凝土浇筑后未及时覆盖,表面水分蒸发过快,产生急剧的体积收缩,而此时混凝土强度极低,不能抵抗这种变形应力而导致开裂;②水泥用量过多,或使用过量粉砂,或混凝土水灰比过大;③模板、垫层过于干燥,吸水大;④振捣不足。
    (2)干燥收缩裂缝
     这类裂缝一般在混凝土浇注一段时间后出现,裂缝多为表面性的,宽度较细,多在0.05~0.2mm。走向纵横交错,没有规律性。但薄壁混凝土结构中,多沿结构的短方向分布;此外在结构变截面处以及大体积混凝土的平面部位较多见。严重时裂缝会由表及里,由小到大逐步向深部发展,形成贯穿裂缝。
主要原因分析:①混凝土浇注后养护不当,表面水分散失快,体积收缩大,而内部湿度变化小,收缩也小,因而表面收缩变形受内部混凝土约束出现拉应力,引起混凝土表面开裂;②混凝土连续长度较长,整体收缩大;③混凝土级配中砂石含泥量大,收缩大,抗拉强度低;④混凝土过度振捣,表面形成水泥含量较多的砂浆层,收缩增大。
    (3)自身收缩裂缝
    在常温下混凝土构件与环境不发生任何水分交换时所产生的收缩裂缝,自收缩裂缝在大水灰比大于0.45的混凝土中较少,但当水灰比小于0.3时则很常见,其收缩量甚至达到总收缩量的50%。
主要原因分析:这与高粘结材料在水泥灰浆基体中产生较多细小的收缩孔有关,是由于持续的水化消耗了毛细孔的水造成自身收缩所致。
    2.温度裂缝的产生原因分析
    温度裂缝是由于混凝土内外温差或季节气温变化过大而形成的。表面温度裂缝走向无一定规律性,大面积结构温度裂缝常纵横交错。表面温度裂缝常发生在施工期间,宽度受温度变化影响较明显,冬季较宽,夏季较细。
主要原因分析:表面温度裂缝多由温差较大引起。特别是大体积混凝土基础浇注后,在硬化期间,水泥放出大量水化热,内部温度不断上升,使混凝土表面和内部温差较大,当温度产生非均匀的降温差时,将导致混凝土表面急剧的温度变化而产生较大的降温收缩,此时表面受到内部混凝土的约束,将产生较大的拉应力,而混凝土早期抗拉强度很低,因而出现裂缝。

■文/潘存国(金盾公司直属站)


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