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浅析混凝土结构裂缝的成因及防治措施

信息来源:hunningtu.biz  时间:2009-12-25  浏览次数:97

  摘要:文章采用理论与工作实践相结合的形式,主要从外荷载、温度、混凝土内部结构、外界环境影响等方面对混凝土的裂缝进行分类,并就混凝土原材料、组成设计、养护条件、施工工艺等方面进行探讨,分析混凝土结构裂缝的影响因素及产生原因,从而提出混凝土裂缝的合理防治措施及治理方法,确保整个工程质量的安全、稳定。
  关键词:混凝土;裂缝;成因;防治措施
  近年来,我国基础建设得到迅猛发展,各地兴建了大量的混凝土建筑。在建筑物的建造和使用过程中,有关因出现裂缝而影响工程质量甚至导致结构垮塌的报道屡见不鲜。混凝土开裂可以说是“常发病”和“多发病”,经常困扰着工程技术人员。其实,如果采取一定的设计和施工措施,很多裂缝是可以克服和控制的。
  1、混凝土裂缝种类及成因分析
  实际上,混凝土结构裂缝的成因复杂而繁多,甚至多种因素相互影响,但每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要原因,比如:温度和湿度的变化,混凝土的脆性和不均匀性,以及结构不合理,原材料不合格(如碱骨料反应)等。混凝土结构裂缝的种类,就其产生的原因,大致可划分如下几种:
  1.1外荷载引起裂缝
  ①设计计算阶段,计算模型不合理;结构受力假设与实际受力不符;荷载少算或漏算;内力与配筋计算错误;结构安全系数不够。结构设计时不考虑施工的可能性;设计断面不足;钢筋设置偏少或布置错误;结构刚度不足;构造处理不当;设计图纸交代不清等。
  ②施工阶段,不加限制地堆放施工机具、材料;不了解预制构件受力特点,随意翻身、起吊、运输、安装;不按设计图纸施工,擅自更改结构施工顺序,改变结构受力模式;不对结构做机器振动下的疲劳强度验算等。
  1.2温度裂缝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,由于受到基础或原有混凝上的约束,又会在混凝土内部出现拉应力。有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力,当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时即会出现裂缝。温度裂缝区别其它裂缝最主要特征是将随温度变化而扩张或合拢。
  1.3收缩裂缝收缩是砼的一个主要特性,对砼的性能有很大影响。产生收缩裂缝的原因,一般认为在施工阶段因水泥水化热及外部气温的作用引起砼收缩而产生的裂缝。多为规则的条状,很少交叉。常发生在结构变截面处,往往与受力钢筋平行。收缩裂缝多发生在大体积砼中,梁、板、柱等小块体构件,砼收缩裂缝危害较大,尤其是暴露在大气中的构筑物,影响更大。
  1.4塑性裂缝塑性裂缝是混凝土硬化以前形成的裂缝,塑性裂缝根据成因的原理分为塑性沉降裂缝和塑性收缩裂缝。塑性沉降裂缝是混凝土硬化前因骨料等比重大的颗粒下沉,竖向体积缩小而产生的塑性变形裂缝,塑性收缩裂缝是指浇筑后还处于塑性状态的混凝土当表面受风吹日晒的影响发生剧烈的温度变化时,由于其内部的温度变化很小,内外形成了很大的温差,使结构产生较大的拉应力而产生裂缝。
  2、裂缝产生的影响因素
  2.1组成材料的影响
  2.1.1水泥的影响水泥的安定性、强度和含碱量的高低等会导致混凝土的裂缝产生。
  ①安定性不合格,水泥中游离的氧化钙含量超标,造成混凝土抗拉强度的下降。
  ②水泥的强度不够,水泥受潮或超期,使混凝土强度达不到设计值,从而导致混凝土开裂。
  ③当水泥含碱量较高(如超过0.6%),同时使用含碱活性的骨料,在混凝土拌和中产生碱离子,造成混凝土酥松、膨胀开裂。
  2.1.2砂、石骨料的影响
  ①砂石的粒径、级配、杂质含量。
  ②砂石粒径太小、级配不良、空隙率大,将导致水泥和拌和水用量加大,影响混凝土的强度,使混凝土收缩加大。砂石中云母的含量较高,将削弱水泥与骨料的粘结力,降低混凝土强度。砂石中含泥量高,造成水泥和拌和水用量加大,降低了混凝土强度和抗冻性、抗渗性。
  2.1.3外加剂、掺和料的影响首先,混凝土外加剂、掺和料选择不当或掺量不当,会严重增加混凝土收缩。其次,外加剂、掺和料的氯化物等杂质含量较高,可引起钢筋表面氧化膜破坏,钢筋中铁离子与侵入的氧气和水分发生锈蚀反应。
  2.2混凝土配合比设计的影响配合比设计不当直接影响砼的抗拉强度,是造成砼开裂不可忽视的原因。配合比不当指水泥用量过大,水灰比大,含砂率不适当,骨料种类不佳,选用外加剂不当等,这几个因素是互相关联的。有关试验资料显示:用水量不变时,水泥用量每增加10%,混凝土收缩增加5%;水泥用量不变时,用水量每增加10%,混凝土强度降低20%,混凝土与钢筋的粘结力降低10%.
  

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