浅谈预应力混凝土非结构性裂纹

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1、浅谈预应力混凝土非结构性裂纹　　摘要：预应力混凝土结构中裂纹现象很普遍，裂纹的产生将直接影响结构的抗渗性、耐久性等，本文就预应力混凝土非结构性裂纹的产生原因进行探讨。关键词：预应力；混凝土；非结构性裂纹；分析；防治Abstract:prestressedconcretestructurecrackphenomenonisverycommon,crackswilldirectlyaffectthestructureoftheseepageresistance,durability,etc.,inthispaper,thecausesofnonprestressedconcretestruc

2、turalcracksarediscussed.Keywords:prestressed;Concrete;Non-structuralcracks;Analysis;Thepreventionandcontrol中图分类号：TU528.571文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)8裂逢是混凝土结构普遍存在的现象，究其产生原因，一类是由外加荷载引起的裂纹，也称结构性裂纹或受力裂纹，这类裂纹的产生原因（1）结构设计本身的缺陷；（2）外加荷载大于设计允许荷载；（3）结构老化。另一类裂纹是由变形引起的，也称非结构性裂纹，指变形得不到满足，在构件内部产生自应力，当该自应力超过混凝

3、土允许应力时，引起混凝土开裂。引起该类裂纹的原因主要有：（1）混凝土凝固过程中因收缩而产生裂纹，称为收缩裂纹；（2）当外界温度变化时，结构随着温度变化产生热胀冷缩变形，当这种温度变化受到约束时，在混凝土内部产生应力，当此应力超过混凝土抗裂强度，混凝土便开裂，即产生温度裂纹，大体积混凝土内水泥水化热的温度集中也会产生温度裂纹；（3）钢筋锈蚀引起的裂纹。（4）预应力产生的裂纹。（5）冻胀引起的裂缝。1.收缩引起的裂纹在实际工程中，混凝土因收缩所引起的裂纹是最常见的。在混凝土收缩种类中，塑性收缩和缩水收缩（干缩）是发生混凝土体积变形的主要原因，另外还有自生收缩和炭化收缩。塑性收缩。发生在施工过

4、程中、混凝土浇筑后4~5小时左右，此时水泥水化反应激烈，分子链逐渐形成，出现泌水和水分急剧蒸发，混凝土失水收缩，同时骨料因自重下沉，因此时混凝土尚未硬化，称为塑性收缩。在骨料下沉过程中若受到钢筋阻挡，便形成沿钢筋方向的裂纹。在构件竖向变截面处如T梁、箱梁腹板与顶底板交接处，因硬化前沉实不均匀将发生表面的顺腹板方向裂纹。为减小混凝土塑性收缩，施工时应控制水灰比，避免过长时间的搅拌，下料不宜太快，振捣要密实，竖向变截面处宜分层浇筑。1.1缩水收缩（干缩）8混凝土结硬以后，随着表层水分逐步蒸发，湿度逐步降低，混凝土体积减小，称为缩水收缩（干缩）。因混凝土表层水分损失快，内部损失慢，因此产生表面

5、收缩大、内部收缩小的不均匀收缩，表面收缩变形受到内部混凝土的约束，致使表面混凝土承受拉力，当表面混凝土承受拉力超过其抗拉强度时，便产生收缩裂纹。混凝土硬化后收缩主要就是缩水收缩。如配筋率较大的构件（超过3%），钢筋对混凝土收缩的约束比较明显，混凝土表面容易出现龟裂裂纹。1.2自生收缩自生收缩是混凝土在硬化过程中，水泥与水发生水化反应，这种收缩与外界湿度无关，且可以是正的（即收缩，如普通硅酸盐水泥混凝土），也可以是负的（即膨胀，如矿渣水泥混凝土与粉煤灰水泥混凝土）。1.3炭化收缩大气中的二氧化碳与水泥的水化物发生化学反应引起的收缩变形。炭化收缩只有在湿度50%左右才能发生，且随二氧化碳的浓

6、度的增加而加快。炭化收缩一般不做计算。1.4产生收缩裂纹的主要原因混凝土收缩裂纹的特点是大部分属表面裂纹，裂纹宽度较细，且纵横交错，成龟裂状，形状没有任何规律。研究表明，影响混凝土收缩裂纹的主要因素有：1.4.1水泥品种、标号及用量8矿渣水泥、快硬水泥、低热水泥混凝土收缩性较高，普通水泥、火山灰水泥、矾土水泥混凝土收缩性较低。另外水泥标号越低、单位体积用量越大、磨细度越大，则混凝土收缩越大，且发生收缩时间越长。例如，为了提高混凝土的强度，施工时经常采用强行增加水泥用量的做法，结果收缩应力明显加大。1.4.2骨料品种骨料中石英、石灰岩、白云岩、花岗岩、长石等吸水率较小、收缩性较低；而砂岩、

7、板岩、角闪岩等吸水率较大、收缩性较高。另外骨料粒径大收缩小，含水量大收缩越大。1.4.3水灰比用水量越大，水灰比越高，混凝土收缩越大。1.4.4外掺剂外掺剂保水性越好，则混凝土收缩越小。1.4.5养护方法良好的养护可加速混凝土的水化反应，获得较高的混凝土强度。养护时保持湿度越高、气温越低、养护时间越长，则混凝土收缩越小。蒸汽养护方式比自然养护方式混凝土收缩要小。1.4.6外界环境大气中湿度小、空气干燥、温度高、风速大，则混凝土水分蒸