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大體積混凝土裂縫控制與形成原因分析
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前言
近年來(lái),隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)和建筑技術(shù)的發(fā)展,建筑規(guī)模不斷擴(kuò)大,大型現(xiàn)代化技術(shù)設(shè)施或構(gòu)筑物不斷增多,而混凝土結(jié)構(gòu)以其材料廉價(jià)物美、施工方便、承載力大、可裝飾強(qiáng)的特點(diǎn),日益受到人們的歡迎,于是大體積混凝土逐漸成為構(gòu)成大型設(shè)施或構(gòu)筑物主體的重要組成部分。所謂大體積混凝土,一般理解為尺寸較大的混凝土,美國(guó)混凝土學(xué)會(huì)給出了大體積混凝土的定義:任何現(xiàn)澆混凝土,其尺寸達(dá)到必須解決水化熱及隨之引起的體積變形問(wèn)題,以最大限度的減少開(kāi)裂影響的,即稱為大體積混凝土。這就提出了大體積混凝土開(kāi)裂的問(wèn)題,開(kāi)裂問(wèn)題是在工程建設(shè)中帶有一定普遍性的技術(shù)問(wèn)題,裂縫一旦形成,特別是基礎(chǔ)貫穿裂縫出現(xiàn)在重要的結(jié)構(gòu)部位,危害極大,它會(huì)降低結(jié)構(gòu)的耐久性,削弱構(gòu)件的承載力,同時(shí)會(huì)可能危害到建筑物的安全使用。所以如何采取有效措施防止大體積混凝土的開(kāi)裂,是一個(gè)值得關(guān)注的問(wèn)題。
2大體積混凝土裂縫形成的原因
裂縫產(chǎn)生的原因可分為兩類:一是結(jié)構(gòu)型裂縫,是由外荷載引起的,包括常規(guī)結(jié)構(gòu)計(jì)算中的主要應(yīng)力以及其他的結(jié)構(gòu)次應(yīng)力造成的受力裂縫。二是材料型裂縫,是由非受力變形變化引起的,主要是由溫度應(yīng)力和混凝土的收縮引起的。本文主要探討材料型裂縫。其中具體原因如下。
2.1溫度應(yīng)力引起裂縫
目前溫度裂縫產(chǎn)生主要原因是由溫差造成的。溫差可分為以下三種:混凝土澆注初期,產(chǎn)生大量的水化熱,由于混凝土是熱的不良導(dǎo)體,水化熱積聚在混凝土內(nèi)部不易散發(fā),常使混凝土內(nèi)部溫度上升,而混凝土表面溫度為室外環(huán)境溫度,這就形成了內(nèi)外溫差,這種內(nèi)外溫差在混凝土凝結(jié)初期產(chǎn)生的拉應(yīng)力當(dāng)超過(guò)混凝土抗壓強(qiáng)度時(shí),就會(huì)導(dǎo)致混凝土裂縫;另外,在拆模前后,表面溫度降低很快,造成了溫度陡降,也會(huì)導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生;當(dāng)混凝土內(nèi)部達(dá)到最高溫度后,熱量逐最低溫度,它們與最高溫度的差值就是內(nèi)部溫差;這三種溫差都會(huì)產(chǎn)生溫度裂縫。在這三種溫差中,較為主要是由水化熱引起的內(nèi)外溫差。
2.2收縮引起裂縫
收縮有很多種,包括干燥收縮、塑性收縮、自身收縮、碳化收縮等等。這里主要介紹干燥收縮和塑性收縮。
2.2.1干燥收縮
混凝土硬化后,在干燥的環(huán)境下,混凝土內(nèi)部的水分不斷向外散失,引起混凝土由外向內(nèi)的干縮變形裂縫。
2.2.2塑性收縮
在水泥活性大、混凝土溫度較高,或在水灰比較低的條件下會(huì)加劇引起開(kāi)裂。因?yàn)檫@時(shí)混凝土的泌水明顯減少,表面蒸發(fā)的水分不能及時(shí)得到補(bǔ)充,這時(shí)混凝土尚處于塑性狀態(tài),稍微受到一點(diǎn)拉力,混凝土的表面就會(huì)出現(xiàn)分布不均勻的裂縫,出現(xiàn)裂縫以后,混凝土體內(nèi)的水分蒸發(fā)進(jìn)一步加大,于是裂縫進(jìn)一步擴(kuò)展。
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