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1、砼结构裂缝类型特点 和原因分析【摘要】1本讲座主要根据建设工程中,段结构经常出现的裂缝,按其性质、特点及规律进行了分类,并提出裂缝形成的原因,为在实际工程中,对砼结构裂缝进行科学正确的"诊断",进而提出有效的治理方法提供依据。【摘要】2砼与钢筋砼结构是一种耐久性较好的结构体系,但是由于砼的匀质性较差,抗拉强度较低,又有膨胀收缩、徐变等特性,因此在实际工程中,往往由于设计不周、施工粗糙、使用不当等原因,致使栓的构件与结构出现不同程度的裂缝,砼结构造成一定的损伤,影响建筑物的正常使用,有些裂缝则危及结构的安全,甚至造成建筑物的严重破坏和倒塌。为了防止和减轻砼裂缝
2、对建筑物的损害,正确"诊断"砼裂缝形成的原因,提出切实有效的"防治"方法,是至关重要的。【摘要】3砼的裂缝可分为"微观裂缝"和"宏观裂缝"两大类,这里主要探讨"宏观裂缝"问题,由于砼的组成材料、结构体系、结构构造和受力状态的不同,以及约束条件和所受外界影响的差异,致使砼产生裂缝的原因较为复杂,因而对砼结构性能的影响也各不相同,但归纳起来,根据砼裂缝的特点规律形成的原因大致可分为以下十七种类型1、塑性塌落裂缝(1)一般多在砼浇注过程中或浇注成型后,在砼初凝前发生,由于砼拌合物中的骨料在自重作用下缓慢下沉,水向上浮,即所谓的泌水,若是素砼,在全内部下沉是均匀,若
3、是钢筋砼,则砼沿钢筋下方继续下沉,钢筋上面的砼被钢筋支顶,使砼沿钢筋表面产生顺顶筋裂缝。这种塑性塌落裂缝,对于大流动性砼或水灰比较大的砼尤为严重。一般情况下,塑性塌落裂缝的深度多达钢筋的表面,裂缝宽度一般1～2mm,见图1。塑性塌落裂缝(2)另一种塑性塌落裂缝多发生在采用拉模生产工艺的空心板,一般多在拉抽钢管时发生,砼裂缝位置就在空心孔洞的上方,沿板面纵向分布,其原因是:砼水灰比较大;抽排管时,砼沿管塌落,加之在抽管时,管子有上下跳动现象,抽管速度不均匀或偏心受力等,见图2。2、塑性收缩裂缝一般多在砼浇注后,还处于塑性状态时,由于天气炎热、蒸发量大、大风或砼
4、本身水化热高等原因,而产生裂缝。实测结果表明,通常当砼拌合物表面水份蒸发率超过0.5kg/m2h时,砼将产生急剧收缩,特别是大流动性砼,其塑性收缩值为200×10-4;中等流动性砼,其塑性收缩值约为(60～100)×10-4;此时对于结构表面系数大,水灰比较大的薄壁构件,施工时未及时覆盖导致砼表层失水过快,砼初凝前又未做收水,及二次搓毛压平措施时,也易产生塑性收缩裂缝。塑性收缩裂缝宽度一般在0.5～2mm左右,见图3。3、干缩裂缝(1)一般多在在全硬化过程中,由于在全失水干燥,引起体积收缩变形,这种体积变形受到约束时,就可能产生干缩裂缝。砼因失水干燥,引起的
5、体积变形,主要是由于毛细管压力所造成的,在全中毛细管孔隙,在砼干燥过程中逐渐失水,毛细管也逐渐变形产生毛细压力,导致砼产生体积收缩,如果在全水灰比增大,毛细管孔隙也增多,砼体积收缩也相应增大。当砼周围有约束存在时,砼内部将产生拉应力和拉应变,当其拉应力超过在全抗拉强度极限值或其拉应变超过砼极限变形值时,砼就会产生干缩裂缝。试验表明:水泥用量和水灰比越大,其干燥收缩变形也越大,且收缩延续时间越长,在全保温养护不到位,则会使砼早期收缩加剧。根据国外20年的干燥试验资料,半个月仅完成20年干缩的20～25%;3个月完成50～60%;1年完成75～80%。干缩裂缝(
6、2)砼干缩裂缝,一般有两种形状:一种为不规则龟纹状或放射状裂缝;另一种为每隔一段距离出现一条裂缝;有时上述两类裂缝同时在砼构件上出现。砼干缩裂缝,因约束条件、配筋形式不同,裂缝形状也不相同,对于表面积较大的板类钢筋砼构件,多为上口大下口小的模形裂缝,对于厚度较薄的板(如厚度120mm以下的板),特别是采用泵送砼,严重者,裂缝则贯穿板厚;对于钢筋砼梁式构件,多为两头大中间小的枣核形裂缝,且在梁两侧面裂缝较重,梁底面和顶面裂缝较轻,裂缝高度多在梁高2/3以上,但裂缝深度较浅,轻者为砼保护层厚度,重者达到1～100mm,裂缝宽度一般在0.1～0.5mm之间,严重者
7、可达0.5～1.5mm,见图4～图11。干缩裂缝-图片干缩裂缝-图片干缩裂缝-图片4、温度裂缝(1)一般多在大体积或高强砼施工过程中,由于砼水化热很高,致使砼内部温度与砼表面温度以外部环境的温度相差较大,加之有约束的存在,就会产生水化热裂缝。通常情况下,大体积在全当砼内部与表面温度超过25℃,在全表面温度与环境温度超过15℃时,最高浇注温度大于28℃且在全断面温度变化梯度较大时,则易出现水化热裂缝。温度裂缝(2)一般是由于外界温度变化,使砼产生胀缩变形,这种变形即为温度变形,当砼构件受到约束时,将在砼构件内产生应力,当由此产生的砼内部的拉应力超过砼抗拉强度极
8、限值时,有全便产生温度裂缝。温度裂缝(3)对于一般工
