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混凝土裂纹成因分析

混凝土裂纹成因分析

刘海丰(省建设技术发展中心)

摘要:混凝土在现代建设中广泛应,除其有较好的优点外,也存在着一些对工程不利的弊端。混凝土裂缝就是其中较普遍的不利因素,几乎无所不在,下面就混凝土结构裂纹产生的原因进行简要剖析。

关键词:混凝土裂纹成因

1 由荷载引起的裂缝

钢筋混凝土结构在常规静、动荷载及次应力作用下产生的裂缝称为荷载裂缝,归纳起来主要有直接应力裂缝及次应力作用下产生的裂缝。由其自重或在外力作用下,由于结构物的实际工作状态同常规计算有出入,从而在某些部位引起较大的次应力导致结构开裂。

2 砼收缩引起的裂缝

混凝土在终凝前是由气相、固相、液相三相组成的假固体,其中尚有未水化的水泥颗粒,还需吸收周围水分,液、固相间的胶凝体,因水分散失,体积会缩水,引起收缩裂缝。混凝土收缩主要有塑性收缩、缩水收缩两种。塑性收缩发生在施工过程中,混凝土浇筑后约4-5h,此时水泥水化反应激烈,分子链逐渐形成,出现沁水和水分急剧蒸发,混凝土失水收缩,同时骨料因自重下沉,而此时砼尚未硬化,称为塑性收缩。而其中水量的多少与混凝土流态有很大关系,且仅发生在混凝土浇筑初期。在骨料下沉过程中若受到钢筋阻挡,便会形成沿钢筋方向的裂缝。缩水收缩(也称干缩)混凝土硬结后,随着表面层水分逐步蒸发,湿度逐步降低,混凝土体积减小,称为缩水收缩。因混凝土表面水分损失快,内部水分损失慢,因此产生表面收缩大,内部收缩小,表面收缩变形受到内部砼的约束,致使表面混凝土承受拉力,当表面拉应力超过其抗拉极限强度时,便产生收缩裂缝。混凝土硬化后收缩主要就是缩水收缩。如配有钢筋,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。

3 温度变化引起的裂缝

混凝土具有热胀冷缩的性质,当外部环境或结构内部温度发生变化时,混凝土将发生变形,若变形遇到约束,则在结构内将产生应力,当应力超过混凝土抗拉强度时,即产生温度裂缝,引起温度裂缝的主要因素有:①水化热。混凝土浇筑之后由于水泥水化放热集中,致使内部温度很高,而由于体积大散热缓慢,施工中采取的其它散热技术措施又不得当,内外温差太大,致使表面出现裂缝。

②蒸气养护或冬季施工时措施不得当。采用蒸气养护或在冬季施工时所采取的技术措施不得当,升温降温速度过快,使混凝土骤冷骤热,结构内外温度不均,而出现裂缝。③施工时环境温度过高。高温下的混凝土强度随温度的升高而明显降低,钢筋与混凝土的粘结力也随之下降,由于受热,混凝土体内游离水大量蒸发也可产生急剧收缩而产生裂缝。④新旧混凝土接缝。新旧混凝土接缝处,沿接缝面中部易形成垂直方向开裂。新混凝土由于硬化时的水化热与已经硬化并冷却的旧混凝土之间有温差,另外由于旧混凝土龄期较长,收缩大部分已经完成,而新浇筑混凝土的收缩又受到旧混凝土的约束而产生裂缝,在浇筑混凝土时,其厚度较小面积较大部位尤为明显。

4 基础不均匀沉降引起的裂缝

由于基础坚向不均匀沉降或水平方向位移,使结构物中产生附加应力,超