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混凝土裂缝成因及检测方法【混凝土裂缝的类型及成因】

时间:2019-02-07 来源:东星资源网 本文已影响 手机版

  摘要:在工程建设过程中,混凝土开裂是"常发病"和"多发病",困扰着工程技术人员。笔者结合工作的实际检测经验,综合近几年国内外对混凝土裂缝的研究,对不同类别的混凝土裂缝产生的原因做出了较为全面的分析和归纳,便于在设计、施工中找出控制裂缝的可行性措施。
  关键词:混凝土裂缝成因类型
  Abstract: in the process of project construction, concrete cracking is "often come on" and "frequently-occurring disease", disturbing the engineering and technical personnel. The author of the work of actual testing experience, the comprehensive at home and abroad in recent years to the concrete cracks, different types of concrete cracking reason to make a comprehensive analysis and induction, and it is advantageous to the design, construction and find the feasibility of crack control measures.
  Key words: genetic types of concrete cracks
  
  
  中图分类号:TU528文献标识码:A 文章编号:
  造成混凝土裂缝的原因是多方面的,一般而言,可分为混凝土自身原因和外部原因两大类。在此,我们就按此分类谈谈常见裂缝的成因。
  一、混凝土因自身特性产生裂缝
  1、收缩裂缝。收缩裂缝顾名思义其产生原因就是混凝土硬化后水份蒸发体积收缩。从理论上讲,当混凝土在无任何约束而处于自由收缩时,不会产生裂缝,而实际工程中,混凝土总是受到各种约束的,如果混凝土的体积变化受到束约,且混凝土自身抵抗这种变形的抗拉性能过低时,就会产生开裂。可以说,混凝土自身收缩是其固有的物理特性,而由此类原因产生的收缩裂缝,占常见裂缝的绝大多数。
  (1)干燥收缩。由于水泥混凝土的脱水干燥,其长度或体积会有所减少,称干燥收缩。混凝土的干燥收缩主要是由于水泥石的干缩引起的。水泥石的收缩比混凝土大,约为普通混凝土的1d的龄期为基准,相对湿度70%左右的环境下,最终的收缩变形为左右。影响其干缩变形的主要原因可分为内外两方面原因:内因涉及单方水泥用量、用水量、水灰比、骨料(品种和单方用量) 以及构件大小(厚度);外因则涉及环境相对湿度、干燥时间等。
  (2)水化收缩。水泥和水反应后生成物体积,会比反应前水泥和水的体积减小;水化反应的同时,绝对体积也会减少,即产生水化收缩。
  (3)混凝土自身收缩。所谓自身收缩,是指在外部无水分供应时,水泥浆的骨架形成后,伴随着水泥水化反应的逐步完成,水泥浆中的水被消耗,会形成弯液面而发生负压,出现的收缩现象。
  (4)干湿引发的体积变化。硬化后混凝土结构虽然是稳定的,但在水中或者高湿度的地方,会由于吸水而产生膨胀,称之为润湿膨胀。影响其膨胀率的主要原因有:混凝土中单方用水量、水泥用量、水灰比、骨料以及构件的大小(厚度)、混凝土浸水前的干燥状态以及水中存放期限等。
  2、温度裂缝。温差裂缝主要是由于温度差或由于温度的变化通过混凝土热胀冷缩效应而引起混凝土开裂的。但这其中可分为二类。
  一类为由于混凝土内部存在一个温度差,从而内部产生温度应力而导致混凝土开裂的。这一般发生在厚度≥lm的大体积混凝土中,出现时间一般在混凝土硬化过程中和硬化早期,其温度变化来源于水泥水化反应过程中所释放的水化热,在混凝土表面由于热量散发较混凝土内部快,因而在混凝土表面和内部形成一个温度梯度,产生温差,从而产生温度应力,当温度应力大于混凝土抗拉强度时,混凝土就会产生裂缝,此类裂缝宽度一般情况下不会超过0.3mm,但若施工过程中控制不当,温差过大,有时局部也会超过0.3mm。
  另一类温差裂缝并不是开裂混凝土本身内部有温度差引起的,而是出于整个混凝土结构中局部混凝土构件受环境温度的变化,通过热胀冷缩效应,对与其相关的构件产生拉应力。当这个来自外部的拉应力大于混凝土抗拉强度时,混凝土就开裂。此类裂缝出现的时间较晚,一般在混凝土硬化后1~2年出现,一旦出现通常是贯穿的,宽度一般≤0.3mm,但个别局位也会超过0.3mm。
  影响温度裂缝的主要因素有:水泥品种、水泥浆量、构件形状、断面尺寸、混凝土浇注时温度及外界气温等。
  3、沉陷(塑性)收缩裂缝的成因。塑性收缩是指混凝土在凝结之前,表面因失水较快而产生的收缩。塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现,裂缝多呈中间宽两端细且长短不一、互不连贯状态。其产生的主要原因为:混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小,或者混摄土刚刚终凝而强度度小时。受高温或较大风力的影响,混凝土表面失水过快。造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩,而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩,因此产生龟裂。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间、环境温度、风速、相对湿度等等。沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软,或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致;或者因为模板厚度不足模扳支撑间距过大或支撑底部松动所致,特别是在冬季,摸板支撑在冻土上.冻土化冻后产生不均匀沉障,致使混凝土结构产生裂缝 此类裂缝多为深进或贯穿性裂缝,其走向与沉陷情况有关。一般沿与地面垂直或呈3Oº-45º方向发展,较大的沉陷裂缝,往往有一定的错位,裂缝宽度往往与沉降量成正比关系。裂缝宽度受温度变化的影响较小。地基变形稳定之后,沉陷裂缝也基本趋于稳定。
  二、施工工艺及流程造成的裂缝
  1、施工不当造成的裂缝。混凝土施工过程中由于施工不当、模板支撑下沉,或过早除梁板底模和支撑等形成的裂缝;施工控制不严,由于施工荷载过大而导致出现裂缝。
  2、在施工中,不规范的浇捣过程对裂缝产生也有直接影响。振捣时间过短,或振捣不到位,混凝土都无法达到密实状态;而如果振捣时间过长,石子下沉上面砂浆偏多,该处水泥较多,干缩变形也就较大,收缩不均匀也容易产生裂缝。
  3、模板、垫层过于干燥。模板、垫层在浇筑混凝上之间洒水不够,过于干燥,则模板吸水过大,引起混凝土的塑性收缩,产生裂缝。
  4、抹干压光造成的裂缝。过度的抹平压光会使混凝土的细骨料过多地浮到表面,形成含水量很大的水泥浆层,水泥浆中的氢氧化钙与空气中二氧化碳作用生成碳酸钙,引起表面体积碳水化收缩,导致混凝土板表面龟裂。
  5、养护不当造成的裂缝。过早养护会影响混凝土的胶结能力;过迟养护,如干燥过快,则通常在表面上产生宽度小且不规则的收缩裂缝。开始养护的时间应该考虑气温、湿度、风速等等因素,一般情况下,在混凝土初凝时,需开始养护。养护措施要合理,应该采用麻袋覆盖浇水养护,以保证混凝土表面能够充分的湿润,养护时间应在7天以上。养护不好则对混凝土整体质量影响特别显著,将直接影响到混凝土的抗裂能力。特别是在冬季和夏季施工期间,更要注意混凝土内外温差和湿度的控制。
  6、后浇带施工不慎而造成的裂缝。为了解决钢筋混凝土收缩变形和温度应力,规范要求采用施工后浇带法,有些施工后浇带不完全按设计要求施工,例如施工未留企口缝:板的后浇带不支模板,造成斜坡槎;疏松混凝土未彻底凿除等都可能造成板面的裂缝。
  7、砼的弹性变形及支座处的负弯矩。施工中在混凝土未达到规定强度,过早拆模,或者在混凝土未达到终凝时间就上荷载等。这些因素都叮直接造成混凝上的弹性变形,致使砼早期强度低或无强度时,承受弯、压、拉应力,导致产生内伤或断裂。施工中不注意钢筋的保护,将会造成支座的负弯矩,导致板面出现裂缝。此外,大梁两侧的楼板不均匀沉降也会使支座产生负弯矩造成横向裂缝。
  
  参考文献:
  [1] 陶登帅,朱云霞.建筑工程混凝土结构裂缝的防治[A]. 土木建筑学术文库(第15卷)[C]. 2011
  
  

标签:成因 裂缝 混凝土 类型