大体混凝土裂缝成因及控制

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内容简介

　　混凝土是一种由多种材料所组成的人造石材，它具有抗压强度高与耐久性良好等特性，但它同时也存在着抗拉强度低，受拉时变形能力小，容易开裂等特点。大体积混凝土裂缝的起因大致可以作以下分类：1、由外荷载（静、动荷载）的直接应力引起的裂缝；2、由结构次应力引起的裂缝；3、由变形变化引起的裂缝：即主要由温度、收缩、不均匀沉降或澎胀等变化产生应力而引起的裂缝；以下划分并没有严格的界限，因为许多工程裂缝的起因往往是综合性的。重要的是必须区别和判断是由于外荷载引起的，还是结构变化引起的。外荷载引起的裂缝宽度虽小，但钢筋应力可能很高。大体积混凝土内出现的裂缝，按其深度不同，一般可分为贯穿裂缝、深层裂缝和表面裂缝。贯穿裂缝切断了结构断面，可能破坏结构的整体性和稳定性，其危害性是较严重的；深层裂缝部分切断结构断面，可能破坏结构的整体性和稳定性，其有一定的危害性；表面裂缝一般危害性小，但处于基础或老混凝土约束范围以内的表面裂缝，在内部混凝土降温过程中，可能发展为贯穿裂缝。　　大体积混凝土施工阶级所产生的温度裂缝是其内部矛盾发展的结果。一方面是混凝土由于内外温差而产生应力和应变，另一方面是结构物的外部约束和混凝土各质点间的约束，阻止这种应变；一旦温度应力超过混凝土所能承受的抗拉强度时，即会出现裂缝，这种裂缝一般虽不会影响结构的强度（裂缝宽度在规定范围内），但对混凝土的耐久性有所影响，因此必须对此加强重视和控制。现将产生裂缝的主要原因分述如下：　　2.3.1水泥水化热是大体积混凝土中的主要因素，水泥在水化过程中要发出一定的能量。而大体积混凝土结构物一般断面较厚，水泥发出的热量聚集在结构内部不易散失。通过实测大体积混凝土在浇筑后3~5天混凝土内部温度较高能达到70度左右。由于混凝土导热性能较差，浇筑初期混凝土强度和弹性模量偏差，对水化热引起的急剧温升约束力不大，相应的温度应力也就较小。随着混凝土龄期的增长，混凝土的弹性模量增高，对混凝土内部降温收缩的久束力也就就愈来愈大，以致产生很大的应力。当混凝土的抗拉强度不足以抵抗这种拉应力时，开始出现温度裂缝。　　2.3.2外界气温变化的影响，大体积混凝土在施工阶段，外界气温的变化影响是显而易见的。外界气温愈高，混凝土的浇筑温度也愈高；而如外界温度下降，又增加混凝土的降温幅度，特别是气温骤降，会大大增加外层混凝土与内部混凝土的温度梯度，这对大体混凝土的极为不利的。混凝土内部的温度是水化热的绝热温度、浇筑温度和结构物的散热温降等各种温度的叠加，而温度应力则是由温差所引起的温度变形造成的；温差愈大，温度应力就愈大。同时，在高温条件下，大体积混凝土不易散热，混凝土内部温又较高并且有较大的延续时间，在这种情况下，研究合理的温度控制措施，防止混凝土内外温差引起的过大温度应力，就显得更为重要。　　2.3.3约束条件与温度裂缝的关系，大体积混凝土由于温度变化产生变形，而这种变形又受到约束，便产生应力，这就是温度变化引起的应力状态，而当应力超过某一数值，便引起裂缝。如在完全约束条件下混凝土结构物的温度变形，是温度与温度膨胀系数的乘积，当其超过混凝土的极限拉伸值时便会出现裂缝。　　2.3.4混凝土的收缩变形,混凝土中大部分水分要蒸发的,少部分水分是水泥硬化所必须的。混凝土水化作用时产生的体积变形称为自生体积变形。该变形主要取决于胶凝材料的性质，对于普通水泥混凝土来说大多数为收缩变形，少数为膨胀变形。混凝土的收缩机理比较复杂，其主要原因，可能是内部空隙水蒸发变化时引起的毛细管引力。收缩在很大程度上是有可逆现象的。如果混凝土收缩后，再处于水饱和状态，还可以恢复澎胀并几乎达原有的体积。干湿交替将引起混凝土体积交替变化，这对混凝土控制裂缝是很不利的。另外影响混凝土收缩的因素很多，主要是水泥品种和混合材、混凝土的配合成分、化学外加剂及施工工艺等。　　　　全文8千余字　　

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