大體混凝土裂縫成因及控制

內容簡介

　　混凝土是一種由多種材料所組成的人造石材，它具有抗壓強度高與耐久性良好等特性，但它同時也存在著抗拉強度低，受拉時變形能力小，容易開裂等特點。大體積混凝土裂縫的起因大致可以作以下分類：1、由外荷載（靜、動荷載）的直接應力引起的裂縫；2、由結構次應力引起的裂縫；3、由變形變化引起的裂縫：即主要由溫度、收縮、不均勻沉降或澎脹等變化產(chǎn)生應力而引起的裂縫；以下劃分并沒有嚴格的界限，因為許多工程裂縫的起因往往是綜合性的。重要的是必須區(qū)別和判斷是由于外荷載引起的，還是結構變化引起的。外荷載引起的裂縫寬度雖小，但鋼筋應力可能很高。大體積混凝土內出現(xiàn)的裂縫，按其深度不同，一般可分為貫穿裂縫、深層裂縫和表面裂縫。貫穿裂縫切斷了結構斷面，可能破壞結構的整體性和穩(wěn)定性，其危害性是較嚴重的；深層裂縫部分切斷結構斷面，可能破壞結構的整體性和穩(wěn)定性，其有一定的危害性；表面裂縫一般危害性小，但處于基礎或老混凝土約束范圍以內的表面裂縫，在內部混凝土降溫過程中，可能發(fā)展為貫穿裂縫?！　〈篌w積混凝土施工階級所產(chǎn)生的溫度裂縫是其內部矛盾發(fā)展的結果。一方面是混凝土由于內外溫差而產(chǎn)生應力和應變，另一方面是結構物的外部約束和混凝土各質點間的約束，阻止這種應變；一旦溫度應力超過混凝土所能承受的抗拉強度時，即會出現(xiàn)裂縫，這種裂縫一般雖不會影響結構的強度（裂縫寬度在規(guī)定范圍內），但對混凝土的耐久性有所影響，因此必須對此加強重視和控制?，F(xiàn)將產(chǎn)生裂縫的主要原因分述如下：　　2.3.1水泥水化熱是大體積混凝土中的主要因素，水泥在水化過程中要發(fā)出一定的能量。而大體積混凝土結構物一般斷面較厚，水泥發(fā)出的熱量聚集在結構內部不易散失。通過實測大體積混凝土在澆筑后3~5天混凝土內部溫度較高能達到70度左右。由于混凝土導熱性能較差，澆筑初期混凝土強度和彈性模量偏差，對水化熱引起的急劇溫升約束力不大，相應的溫度應力也就較小。隨著混凝土齡期的增長，混凝土的彈性模量增高，對混凝土內部降溫收縮的久束力也就就愈來愈大，以致產(chǎn)生很大的應力。當混凝土的抗拉強度不足以抵抗這種拉應力時，開始出現(xiàn)溫度裂縫?！　?.3.2外界氣溫變化的影響，大體積混凝土在施工階段，外界氣溫的變化影響是顯而易見的。外界氣溫愈高，混凝土的澆筑溫度也愈高；而如外界溫度下降，又增加混凝土的降溫幅度，特別是氣溫驟降，會大大增加外層混凝土與內部混凝土的溫度梯度，這對大體混凝土的極為不利的。混凝土內部的溫度是水化熱的絕熱溫度、澆筑溫度和結構物的散熱溫降等各種溫度的疊加，而溫度應力則是由溫差所引起的溫度變形造成的；溫差愈大，溫度應力就愈大。同時，在高溫條件下，大體積混凝土不易散熱，混凝土內部溫又較高并且有較大的延續(xù)時間，在這種情況下，研究合理的溫度控制措施，防止混凝土內外溫差引起的過大溫度應力，就顯得更為重要?！　?.3.3約束條件與溫度裂縫的關系，大體積混凝土由于溫度變化產(chǎn)生變形，而這種變形又受到約束，便產(chǎn)生應力，這就是溫度變化引起的應力狀態(tài)，而當應力超過某一數(shù)值，便引起裂縫。如在完全約束條件下混凝土結構物的溫度變形，是溫度與溫度膨脹系數(shù)的乘積，當其超過混凝土的極限拉伸值時便會出現(xiàn)裂縫?！　?.3.4混凝土的收縮變形,混凝土中大部分水分要蒸發(fā)的,少部分水分是水泥硬化所必須的?；炷了饔脮r產(chǎn)生的體積變形稱為自生體積變形。該變形主要取決于膠凝材料的性質，對于普通水泥混凝土來說大多數(shù)為收縮變形，少數(shù)為膨脹變形?；炷恋氖湛s機理比較復雜，其主要原因，可能是內部空隙水蒸發(fā)變化時引起的毛細管引力。收縮在很大程度上是有可逆現(xiàn)象的。如果混凝土收縮后，再處于水飽和狀態(tài)，還可以恢復澎脹并幾乎達原有的體積。干濕交替將引起混凝土體積交替變化，這對混凝土控制裂縫是很不利的。另外影響混凝土收縮的因素很多，主要是水泥品種和混合材、混凝土的配合成分、化學外加劑及施工工藝等。　　　　全文8千余字　　

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