混凝土裂缝形成机理探究

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1、混凝土裂缝形成机理探究摘要：混凝土的主要缺点是抗拉强度低，难以独立承担拉应力，易于开裂。而本文正是针对混凝土裂缝形成机理的研究。关键词：混凝土;裂缝;形成机理Abstract:Themaindrawbackofconcretewaslowtensilestrength,difficulttobearthepullingstress,iseasytocrack.Andthisispreciselyforconcretecrackformingmechanismresearch.Keywords:concrete;crack;formationmechanism中图分类

2、号：TU377文献标识码：A文章编号：1.混凝土裂缝形成机理1.1混凝土裂缝的分类情况混凝土裂缝可按产生原因、有害程度、深度与结构截面尺寸关系等因素进行分类，不同的分类标准表征着不同的意义。1.1.1按产生原因分类(l)荷载作用引发的裂缝(结构性裂缝约占10%);(2)变形作用引发的裂缝(非结构性裂缝约占80%);(3)混合作用(荷载与变形共同作用)所致的裂缝(约占5%一10%);7(4)碱骨料反应造成的裂缝(AAR、ASR碱硅酸反应、碱碳酸盐反应，超量CaO，MgO膨胀应力引起的裂缝所占比例小于1%);(5)惯性力引起的裂缝。1.1.2按裂缝的有害程度分类(1)有

3、害裂缝(轻度，其宽度略超规定20%;中度。超规定50%;重度，超规定100%)指贯穿结构截面的裂缝及浅层裂缝(抵达受力钢筋部位)，对有抗渗、防腐、防辐射有特殊要求的有害裂缝宽度应根据具体要求专门规定;(2)无害裂缝(微观裂缝，表面裂缝，一定程度宏观裂缝)，微观裂缝属于混凝土这种脆性材料的固有缺陷，它的宽度只有2月m一5月m，主要有粘着裂缝、水泥石裂缝和骨料裂缝三种，以上三种微观裂缝，以粘着裂缝和水泥石裂缝居多，而骨料裂缝较少。微观裂缝在混凝土中的分布是不规则的，沿截面是不贯穿的。因此，有微观裂缝的混凝土可以承受拉力，但结构物的某些受拉力较大的薄弱环节，微观裂缝在拉力

4、作用下，很容易申连贯穿全截面，最终导致较早的断裂。当表面裂缝超过允许宽度，长度较短，断断续续，对使用功能有影响时，仍按有害裂缝处理。1.1.3按裂缝深度(h)与截面厚度(H)关系分类7(l)表面裂缝(h三0.IH)，混凝上内部温度高、表面温度低，则形成温度梯度，使混凝土内部产生压应力，而表面产生拉应力，当拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时，混凝土表面就会产生裂缝。(2)浅层裂缝(h<0.5H)，此类裂缝并不会危及结构的安全，但因其有进一步发展的可能性，必须适当加以控制。(3)深层裂缝(0.SH三h

5、的。若能对混凝土内外温差控制适当，则基本上可避免出现深层裂缝。(4)贯穿裂缝(h=H)，混凝土浇筑一定时间后，水泥水化热基本已释放，混凝土从最高温度开始逐渐降温，降温的结果引起混凝土收缩，再加上混凝土中多余水分蒸发等引起的体积收缩变形，受到地基和结构边界条件的约束，不能自由变形，导致产生拉应力，当该拉应力超过混凝土即时极限抗拉强度时，混凝土整个截面就会产生贯穿性裂缝。贯穿裂缝是危害最大的一种裂缝，它切断了结构的全断面，破坏了结构的整体性、耐久性、防水性等，影响结构的正常使用[27l。所以，应当采取一切措施，坚决控制贯穿裂缝的产生。2.大体积混凝土温度裂缝成因分析大体

6、积混凝土早期温度裂缝的产生与多种因素相关联，主要涉及水泥水化热、内外约束情况、外界气温走势、硷收缩变形等方面3.水泥水化热的影响7水泥在水化反应过程中产生大量的水化热，这成为大体积混凝土内部温升的主要热量来源，试验证明每克普通硅酸盐水泥放出的热量可达500J。由于大体积混凝土截面尺寸大及混凝土导热性能较差，水化热集聚在硅结构内部难以散失，所以会引起混凝土结构内部温度急骤攀升。实测资料显示l29]，由水化热引发的温升值，在水利水电工程中大都集中于15℃一25℃，而在建筑工程中绝大多数在20℃一30℃之间。水泥水化热引起的混凝土温升与所采用的水泥品种和水泥用量有关。一般

7、来说，当水泥中的硅酸三钙和铝酸三钙的含量高时，水化热就会较大，而且集中在早期;混凝土中水泥用量大，水化热也会随之增大。大体积混凝土测温试验研究表明，水泥水化热在1一3d内放出的热量最多，大约占总水化热量的50%左右，而且在此期间温升梯度最大;混凝土内部温度极值一般出现在浇筑完成后的3~5d内。4.内外约束条件的影响混凝土内外温度的升降与必然引起体积变化，在收与缩的变形过程中，限制其自由变形的阻力即来自于约束作用，按照约束因素在混凝土体内与体外的不同，可以将其分为内约束与外约束。大体积混凝土结构与其体外结构之间的约束作用称为外约束。混凝土内部各单元之间的相互约束称