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1、浅谈混凝土裂缝的成因与措施中国分类号:TV543+.6:A :分析混凝土裂缝产生的机理和原理,通过查阅中外有关混凝土裂缝方面的专著,结合现场实际情况,对混凝土裂缝的预防措施进行阐述。 关键词:混凝土裂缝控制措施 一、引言 随着社会经济的发展,目前建筑工程的体量在不断增大,因此混凝土成为工程材料中使用最广泛之一。然而,混凝土裂缝也成为当今建筑行业研究和解决的问题。 混凝土裂缝不仅影响建筑物的美观性,而且还影响稳定性、安全性以及耐久性。混凝土裂缝绝大多数是表面裂缝,深层裂缝和贯穿性裂缝也多由表面裂缝发展而成,因此
2、为了检查是否有裂缝,主要还是对混凝土表面进行检查。对于宽度在0.05mm以上的(发丝)裂缝,肉眼即可看到;为了发现更细的裂缝,可在混凝土表面先洒上水,在用风吹干,裂缝被水浸入,干的慢,容易发现。对于高处裂缝,可用望远镜检查。对于裂缝宽度,可用读数放大镜读出,也可用厚薄规(塞尺)插入裂缝量测。对于重要的裂缝,应在裂缝上安装仪器量测裂缝宽度随时间而变化的情况而定【1】。 二、混凝土裂缝的成因 1、温度原因 混凝土硬化期间水泥放出大量水化热,内部温度不断上升,在表面引起拉应力。后期在降温过程中,由于受到基础或老混凝上的
3、约束,又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时,即会出现裂缝。一般设计中均要求不出现拉应力或者只出现很小的拉应力。但是在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度,往往在混凝土内部引起相当大的拉应力。有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力,因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要 根据温度应力的形成过程可分为以下三个阶段:1)早期:自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束,一般约30天。这个阶段的两个特征,一是水泥放出大量的水化热,二是混
4、凝上弹性模量的急剧变化。由于弹性模量的变化,这一时期在混凝土内形成残余应力。2)中期:自水泥放热作用基本结束时起至混凝土冷却到稳定温度时止,这个时期中,温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起,这些应力与早期形成的残余应力相叠加,在此期间混凝上的弹性模量变化不大。3)晚期:混凝土完全冷却以后的运转时期。温度应力主要是外界气温变化所引起,这些应力与前两种的残余应力相迭加。根据温度应力引起的原因可分为两类:1)自生应力:边界上没有任何约束或完全静止的结构,如果内部温度是非线性分布的,由于结构本身互相约束而出现的温度应力。
5、例如,桥梁墩身,结构尺寸相对较大,混凝土冷却时表面温度低,内部温度高,在表面出现拉应力,在中间出现压应力。2)约束应力:结构的全部或部分边界受到外界的约束,不能自由变形而引起的应力。如箱梁顶板混凝土和护栏混凝土。这两种温度应力往往和混凝土的干缩所引起的应力共同作用[2]。 2、设计不合理 1)为了追求建筑物造型的新、奇、特,结构的平立面出现过多凸凹面,使结构断面产生应力集中,因而产生混凝土裂缝。 2)在设计中构造钢筋不合理,特别是在楼面、墙板等薄壁构件极易发生混凝土裂缝。 3)在设计中混凝土材料设计等级过高,造成水灰比
6、过大,对收缩不利,易产生混凝土裂缝。 3、地基沉降的原因 地基不均匀沉降或荷载不均匀造成不同部位构件沉降的差异,从而在结构内部引起拉应力而出现裂缝,且这种由于地基变形产生的应力相对较大,因而这种裂缝一般都是贯通的。 4、材料配合的原因 1)水泥的品种及用量的不当; 2)材料配合比中的水灰比过大; 3)配合比中砂率、水灰比选择不当造成混凝土的和易性偏差,导致混凝土离析、泌水、保水性不良,赠机收缩性; 5、现场施工的原因 1)现场浇筑混凝土时,振捣不当,出现漏振、过振或振捣棒抽撤过快,均会影响混凝土的密实性和均匀性
7、,导致裂缝的产生; 2)对于大体积混凝土工程,缺少两次抹面,易产生表面收缩裂缝; 3)现场养护措施不到位,混凝土早期脱水,引起收缩裂缝; 4)现场模板拆除不当,引起拆模裂缝或者拆模过早; 5)大体积混凝土浇筑,对水化计算不准,现场混凝土降温或保温工作不到位,引起混凝土内部温度过高或内外温差过大,混凝土产生温度裂缝。 三、混凝土裂缝预防的措施 1、设计方面 设计中应尽量避免结构断面突变带来的应力集中,如结构或造型方面的要求,应充分考虑采用加强措施; 2、材料配合及品种选择方面 1)选用收缩量较小、早期强
8、度较高的水泥,一般采用中低热水泥、粉煤灰水泥以及普通硅酸盐水泥; 2)严格控制水灰比,掺加高效减水剂来增加混凝土的坍落度和和易性,减少水和水泥的用量; 3)减少水泥的用量,将水泥的用量尽量控制在450kg/m3以下; 4)在混凝土中掺加一定量的具有减水、增塑、缓凝等作用
