苏华彬砼防裂论文

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1、混凝土工程防裂技术重庆市土木建筑学会舒华彬2006年9月16日17混凝土工程防裂技术一、混凝土结构物裂缝问题采用混凝土结构的建筑物和构筑物在建设过程和使用过程中常常出现不同程度、不同形式的裂缝。结构物的破坏和倒塌都是从裂缝的扩展开始的，如强地震后震区的建筑物上布满了裂缝，荷载试验的钢筋混凝土梁上出现大量裂缝等等，所以人们对裂缝往往产生一种破坏前兆的恐惧感。同时裂缝可以引起渗漏，有损观感因而影响建筑物的正常使用。此外裂缝可使结构物长期强度降低、保护层剥落、钢筋腐蚀、混凝土碳化从而对结构物的耐久性造成极其不利的负面影响。例如大体积混凝土和

2、大面积混凝土工程的出现，在施工过程中产生的早期裂缝的预防始终是困扰建筑工程技术人员的技术难题。因为这类早期裂缝，尤其是贯穿裂缝，常常在混凝土浇灌完毕几天之后出现，给混凝土造成“先天不足”，降低混凝土结构物的承载能力，造成渗漏，影响结构物的正常使用。而且，这类裂缝处理效果也不理想，因此必须预防这类裂缝的发生。工程界对混凝土结构物的裂缝问题十分重视。对裂缝问题的对策的基本思路：一是治理，二是预防和控制。笔者认为应强化预防和控制。对混凝土结构物已经发生裂缝往往采用系统分析裂缝原因，科学评估裂缝安全性（危害性），正确找出处理方案（治缝方案、混

3、凝土结构物加固方案或拆出重建方案）的方法来解决。对于待建结构物则应采取预防和控制裂缝的思路进行结构物施工前、施工中和施工后的工作。虽然混凝土17结构物的安全性首先是由结构设计来保证。而结构设计是建立在强度的极限承载能力基础上的，但大多数工程的使用标准却是由裂缝控制的，对混凝土结构物的某些部位不允许出现裂缝。二、混凝土结构物裂缝产生的原因大量研究表明，混凝土结构物有两类：一是荷载引起，二是变形变化引起，据有关专家统计，外荷载引起的裂缝约占20%，变形变化引起的约占80%。1、荷载作用引起的裂缝研究表明，混凝土的抗拉强度约为抗压强度的7～

4、14%，平均为10%，即混凝土的抗拉强度大大小于其抗压强度。当荷载引起的混凝土结构物的拉应力大于该结构物混凝土的抗拉强度时该混凝土结构物便发生裂缝。此类裂缝产生原因可分为以下几种情况：（1）使用荷载过超过设计荷载混凝土结构建成使用时发生裂缝，这类裂缝原因又可分为以下两种情形：1）设计错误设计荷载过小，不能满足实际使用荷载的要求。即结构物的设计承载能力小于结构物实际的使用要求。2）使用错误用户随意改变结构物用途，致实际使用荷载超过结构物的设计承载能力。（2）施工荷载超过设计荷载17施工过程中，由种种原因造成的施工荷载过大，超过结构物的设

5、计承载能力。此类裂缝原因也可以为以下两种情形：1）施工管理不善引起的施工荷载过大施工时随意性堆放建筑材料、机具、模具等于混凝土结构物之上，造成施工荷载超过混凝土结构物的设计承载能力。2）新浇混凝土结构物几何尺寸过大（如混凝土结构转换层），此时该混凝土结构物及其模具即为其下层结构物的施工荷载，当此荷载超过下层结构的设计承载能力时，下层结构便发生裂缝。2、变形作用引起的裂缝变形作用包括温度变形（水化热、气温、生产热、太阳辐射），温度变形（自生收缩、失水干缩、碳化收缩、塑性收缩等），地基变形（膨胀地基、湿陷地基、地基差异沉降等）。温度变形作

6、用引起的裂缝发生在混凝土已经硬化，但尚未达到设计强度的过程中，这是一个复杂的化学物理过程。混凝土拌合物一形成即发生水泥的水化反应。其产生的水化热不断释放与扩散，与外界取得热平衡。对于大体积混凝土来说，其中心部位的水氏热因散热缓慢则发生热量大量积聚而使混凝土温度升高，在升至最高温度后又开始降温至外界温度一致，这一热过程大约在14天左右。而升温阶段的终点与降温阶段的始点大约在5～7天左右。混凝土的力学性能在这一过程中也是逐步变化，由没有强度逐步发展到具有一定的强度。混凝土的温度变形性能在这一过程中也遵循“热账冷缩”的规律，而在升温阶段发生

7、膨胀，降温阶段发生收缩。同时，混凝土也发生自生收缩、塑性收缩。此外在干燥环境中还将发生因水分蒸发而产生的干缩现象。总之混凝土在硬化过程中将发生收缩变形。17假如没有约束（即限制条件）混凝土的变形是自由的，混凝土内将不会产生因变形所致的内应力。混凝土也不会发生裂缝。当约束条件与混凝土发生的收缩变形同时存在时，约束条件将阻止混凝土的收缩变形，而导致在混凝土中产生拉应力。约束越大，拉应力越大。混凝土收缩变形越大，拉应力也越大。当这种情况下混凝土所产生的拉应力大于其抗拉强度时混凝土就发生裂缝。虽有约束条件，假如混凝土不变形（即无收缩变形也无膨

8、胀变形时，混凝土不产生内应力（即内应力为0））。混凝土不产生裂缝。如虽存在约束条件但混凝土发生膨胀变形时，约束条件阻碍混凝土的膨胀变形而使混凝土产生压应力，工程实践表明这种压应力小于混凝土的抗压强度，混凝土不会发生裂缝。