對(duì)混凝土裂縫的研究

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1、對(duì)混凝土裂縫的研究一、混凝土裂縫的類型及成因造成混凝土裂縫的原因是多方面的,一般而言,可分為混凝土自身原因和外部原因兩大類。在此,我們就按此分類談?wù)劤Ｒ娏芽p的成因。（一）混凝土因自身特性產(chǎn)生裂縫1.收縮裂縫12收縮裂縫顧名思義其產(chǎn)生原因就是混凝土硬化后水份蒸發(fā)體積收縮。從理論上講，當(dāng)混凝土在無任何約束而處于自由收縮時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生裂縫，而實(shí)際工程中，混凝土總是受到各種約束的，如兩端的約束、內(nèi)部配制鋼筋的約束等。由于混凝土收縮過程中受到約束，因而內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力大于混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生收縮裂縫。一般來講，混凝土受到的約束越大，其產(chǎn)生的收縮裂

2、縫越多或越寬。由于混凝土體積收縮是因?yàn)樗菡舭l(fā)、干燥導(dǎo)致的，因而收縮裂縫也通常稱為干縮裂縫。因?yàn)榛炷林械乃菡舭l(fā)通常情況下主要在混凝土澆搗后的硬化過程中和硬化早期一個(gè)月左右時(shí)間內(nèi)完成的，尤其在硬化過程中水份蒸發(fā)速率相對(duì)較大；因而，相應(yīng)地收縮裂縫出現(xiàn)的時(shí)間一般在混凝土澆搗后的硬化過程中和硬化早期一個(gè)月左右的時(shí)間內(nèi)，通常情況下，混凝土拆模時(shí)收縮裂縫就已基本形成，有時(shí)只是因?yàn)榱芽p太細(xì)、太窄不易被發(fā)覺，之后隨著混凝土水份的進(jìn)一步蒸發(fā)，其收縮裂縫逐漸變粗，或者由于產(chǎn)生滲漏等情況，才被發(fā)覺。一般情況下，幾個(gè)月以后，混凝土體內(nèi)多余水份蒸發(fā)已基本完成，混凝土內(nèi)濕度

3、與環(huán)境濕度基本趨于一致，因而收縮裂縫的寬度發(fā)展也趨于停止，處于相對(duì)穩(wěn)定狀況。當(dāng)然，之后還將隨著環(huán)境濕度和溫度的變化而略有變化，當(dāng)環(huán)境濕度變大時(shí)，混凝土將吸取空氣中的水份，而收縮裂縫變窄些，反之當(dāng)環(huán)境濕度變小時(shí)，混凝土收縮裂縫將變寬些。另外，還隨著環(huán)境溫度變化，混凝土也將產(chǎn)生熱脹冷縮現(xiàn)象，因而收縮裂縫也會(huì)隨著環(huán)境溫度的升高而變窄些，反之，隨著環(huán)境溫度的降低而變寬些。這種變化可分為：早期體積變化、硬化過程的體積變化、硬化后的體積變化。如果混凝土的體積變化受到束約,且混凝土自身抵抗這種變形的抗拉性能過低時(shí),就會(huì)產(chǎn)生開裂。可以說,混凝土自身收縮是其固有的物理

4、特性,而由此類原因產(chǎn)生的收縮裂縫,占常見裂縫的絕大多數(shù)。(1)干燥收縮由于水泥混凝土的脫水干燥,其長度或體積會(huì)有所減少,稱干燥收縮?；炷恋母稍锸湛s主要是由于水泥石的干縮引起的;水泥石的收縮比混凝土大,約為普通混凝土的1d的齡期為基準(zhǔn),相對(duì)濕度70%左右的環(huán)境下,最終的收縮變形為左右。影響其干縮變形的主要原因可分為內(nèi)外兩方面原因:內(nèi)因涉及單方水泥用量、用水量、水灰比、骨料(品種和單方用量)以及構(gòu)件大小(厚度);外因則涉及環(huán)境相對(duì)濕度、干燥時(shí)間等。(2)水化收縮水泥和水反應(yīng)后生成物體積,會(huì)比反應(yīng)前水泥和水的體積減小;水化反應(yīng)的同時(shí),絕對(duì)體積也會(huì)減少,即

5、產(chǎn)生水化收縮。(3)混凝土自身收縮12所謂自身收縮,是指在外部無水分供應(yīng)時(shí),水泥漿的骨架形成后,伴隨著水泥水化反應(yīng)的逐步完成,水泥漿中的水被消耗,會(huì)形成彎液面而發(fā)生負(fù)壓,出現(xiàn)的收縮現(xiàn)象。(4)干濕引發(fā)的體積變化硬化后混凝土結(jié)構(gòu)雖然是穩(wěn)定的,但在水中或者高濕度的地方,會(huì)由于吸水而產(chǎn)生膨脹,稱之為潤濕膨脹。影響其膨脹率的主要原因有:混凝土中單方用水量、水泥用量、水灰比、骨料以及構(gòu)件的大小(厚度)、混凝土浸水前的干燥狀態(tài)以及水中存放期限等。2．溫度裂縫溫差裂縫主要是由于溫度差或由于溫度的變化通過混凝土熱脹冷縮效應(yīng)而引起混凝土開裂的。但這其中可分為二類。一類

6、為由于混凝土內(nèi)部存在一個(gè)溫度差，從而內(nèi)部產(chǎn)生溫度應(yīng)力而導(dǎo)致混凝土開裂的。這一般發(fā)生在厚度≥12lm的大體積混凝土中，出現(xiàn)時(shí)間一般在混凝土硬化過程中和硬化早期，其溫度變化來源于水泥水化反應(yīng)過程中所釋放的水化熱，在混凝土表面由于熱量散發(fā)較混凝土內(nèi)部快，因而在混凝土表面和內(nèi)部形成一個(gè)溫度梯度，產(chǎn)生溫差，從而產(chǎn)生溫度應(yīng)力，當(dāng)溫度應(yīng)力大于混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)，混凝土就會(huì)產(chǎn)生裂縫，此類裂縫寬度一般情況下不會(huì)超過0．3mm，但若施工過程中控制不當(dāng)，溫差過大，有時(shí)局部也會(huì)超過0．3mm。此類裂縫有貫穿的，也有不貫穿的。對(duì)于對(duì)大體積混凝土,溫升引起的膨脹是極其危險(xiǎn)的。由于

7、混凝土體積大,聚積在內(nèi)部的熱量不易散發(fā),導(dǎo)致混凝土內(nèi)部溫度就顯著升高;而混凝土表面散熱較快,這樣便形成較大的內(nèi)表溫差,使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力,表面產(chǎn)生拉應(yīng)力。當(dāng)表面拉應(yīng)力超過此時(shí)混凝土的極限抗拉強(qiáng)度時(shí),就會(huì)在混凝土表面產(chǎn)生表面裂縫。同時(shí),隨著水化反應(yīng)的減弱,混凝土將逐漸降溫,這個(gè)降溫過程則會(huì)引起混凝土的收縮變形;加上混凝土多余水分蒸發(fā)也會(huì)引起的體積變形,當(dāng)它們受到地基和結(jié)構(gòu)邊界的約束,會(huì)產(chǎn)生較大的收縮應(yīng)力(拉應(yīng)力),當(dāng)該收縮應(yīng)力超過混凝土抗拉應(yīng)力時(shí),混凝土?xí)a(chǎn)生貫穿整個(gè)截面的裂縫。另一類溫差裂縫并不是開裂混凝土本身內(nèi)部有溫度差引起的，而是出于整個(gè)混凝

8、土結(jié)構(gòu)中局部混凝土構(gòu)件受環(huán)境溫度的變化，通過熱脹冷縮效應(yīng)，對(duì)與其相關(guān)的構(gòu)件產(chǎn)生拉應(yīng)力。當(dāng)這個(gè)來自外部的拉應(yīng)力