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1、混凝土裂缝成因及防治--> 摘 要:介绍了混凝土裂缝的形式、产生原因以及混凝土裂缝的防治及处理 1 概述滨海路为辽宁省五点一线重要项目,它的设计标准较高、途经的地理环境较复杂。为确保工程质量及进度目标,就要求我们全线桥涵施工中加强科学的组织和管理,改进和提高施工工艺。在大体积混凝土施工中,我部承担监理的滨海公路马家屯至卧龙山段的工程中,有万家河大桥和盐场大桥等大体积混凝土工程项目。混凝土内出现的裂缝,按其深度一般分为表面裂缝、深层裂缝、贯穿性裂缝三种。贯穿性裂缝切断了结构断面,破坏结构整体性、稳定性和耐久性等,影响结构的效用,危害严重。深层
2、裂缝部分切断了结构的断面也有一定的危害性。表面裂缝虽然不属于结构性裂缝,但在混凝土收缩时,由于表面裂缝处断面削弱且易产生应力集中,能促使裂缝进一步发展,是潜伏的隐患。2 裂缝产生的原因(1)有外荷载的直接应力(如风力等)引起的裂缝。(2)由结构的次应力引起的裂缝。(3)由变形变化引起的裂缝,即由温度、收缩、不均匀沉降、膨胀等变形变化产生应力而引起的。下面主要说说由变形变化引起的裂缝:种裂缝产生是由于结构要求变形,当变形受到约束得不到满足时产生应力,当应力超过混凝土抗压强度时引起的。因此,这种裂缝的产生既与变形大小有关,又与约束的强弱有关。结构
3、产生变化变形时,不同结构之间和结构内部各质点之间都会产生约束,前者称为“外约束”,后者称为“内约束。只要有约束存在就会产生应力,当应力超过混凝土抗拉强度时,就引起裂缝。2.1 水泥水化热引起的温度应力和温度变形混凝土中的水泥在水化热过程中产生大量的热量,从而使混凝土内部温度升高。由于混凝土的导热性能较差,所以造成混凝土内部和表面的温差较大,当温差过大时,就会产生温度应力和温度变形。在浇注初期,混凝土的弹性模量和强度都很低,对水化热急剧上升引起的变形约束不大,温度应力就转小。随着混凝土龄期的增长,弹性模量和强度相应的提高对混凝土降温收缩变形的约
4、束越来越强,即产生很大的温度应力,当混凝土的抗拉强度不足以抵抗该温度应力时,便开始产生裂缝。2.2 内外约束条件的影响各种结构在变形变化中,必然受到一定的约束或抑制而阻碍变形,这就产生了约束力。混凝土在早期温度上升时,产生的膨胀变形受到外约束而形成压应力。当温度下降时,产生的收缩变形受外约束则产生拉应力。压应力较小,拉应力却较大,若拉应力超过混凝土的抗拉强度,必然产生裂缝。混凝土内部由于水泥的水化热而形成中心温度较高,热膨胀大,因而在中心产生压应力,在表面产生拉应力。当拉应力超过混凝土的抗拉强度值和钢筋的约束作用时,同样会产生裂缝。2.3 外
5、界气温变化的影响混凝土在施工期间,其内部温度是浇注温度、水泥水化热的绝对温度和混凝土的散热降温等各种温度的叠加之和。外界气温越高,浇注温度也就越高,如外界气温下降,会增加混凝土降温幅度,特别是在外界气温骤降时会大大增加外层混凝土与混凝土内部的温度梯度,因而造成温差和温度应力,使混凝土出现裂缝。2.4 混凝土的收缩变形(1)混凝土的塑性收缩变形塑性收缩裂缝发生在混凝土硬化之前,混凝土仍处于塑性状态。它的产生主要是上部混凝土的均匀沉降受到了限制,遇有钢筋或大的混凝土骨料,或者平面面积较大的混凝土,水平方向的减缩比垂直方向的更难时,就会形成裂缝。(
6、2)混凝土的体积变形混凝土终凝后会发生体积变化,即可能收缩也可能膨胀,如存在约束则产生应力引起裂缝。(3)干燥收缩混凝土的拌和水中,只有约20%的水份是水泥所必须的,其余的80%都要蒸发。而最初失去的80%自由水份几乎不引起收缩,随着混凝土的继续干燥而使20%的吸附水逸出,就会出现干燥收缩。而表面收缩快,中心干燥收缩慢。由于表面的干缩受到中心部位混凝土的约束,因而在表面产生拉应力而出现裂缝。(4)混凝土匀质性的影响混凝土拌和或浇注时,由于坍落度不同,或采用的外加剂不同,石子粒径与品种不同,以及震捣的密实度不同,都会影响混凝土的匀质性,造成混凝
7、土的弹性模量不均匀,因而收缩变形过程中导致应力集中,引起裂缝。(5)设计造型的影响造型复杂的工程,列如结构上留有预留洞、槽的混凝土工程,会造成应力集中,在薄弱部位形成裂缝。3 防止混凝土裂缝的措施根据混凝土结构施工经验,为防止产生温度裂缝,应着重在控制混凝土温升、延缓混凝土降温速率、减少混凝土收缩、提高混凝土极限拉伸值、改善约束和完善结构设计等方面采取措施。另外,在混凝土结构施工过程中,要随时进行温度监测,及时了解混凝土结构内部温度变化情况,必要时可临时采取事先考虑好的有效措施,以防止混凝土结构产生温度裂缝。具体措施有:(1)合理选择混凝土的
8、配合比,尽量选用水化热低和安全性好的水泥,并在满足设计强度要求的前提下,尽可能减少水泥用量,以减少水泥的水化热。(2)控制石子、沙子的含泥量。(3)根据施工季节的不
