混凝土裂缝的产生原因分析及预防措施 - 中国大坝协会
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混凝土裂缝产生机理与防控措施混凝土裂缝的产生机理与防控措施一、混凝土裂缝的产生机理混凝土结构中的裂缝是指混凝土在受力作用下发生的不连续性破坏现象。
混凝土裂缝的产生机理主要有以下几个方面:1. 施工阶段:混凝土在浇筑和养护过程中,由于温度变化、收缩、膨胀等因素导致体积变化,使混凝土内部产生应力,从而引发裂缝的产生。
2. 荷载作用:混凝土结构在受到荷载作用时,由于荷载的不均匀分布、变化或者超过了混凝土的承载能力,使混凝土产生应力集中,从而引发裂缝的产生。
3. 温度变化:混凝土材料受到温度变化的影响,会引起体积变化,进而产生温度应力,当应力超过混凝土的抗拉强度时,就会发生裂缝。
4. 湿度变化:混凝土的湿度变化会引起水分的膨胀和收缩,从而产生体积变化和应力集中,导致裂缝的产生。
5. 材料问题:混凝土中的杂质、空洞、骨料不均匀等问题会导致混凝土的强度和密实性不均匀,从而引发裂缝的产生。
二、混凝土裂缝的防控措施为了防止混凝土裂缝的产生,可以采取以下几种措施:1. 设计优化:在混凝土结构的设计中,可以通过合理的结构布置、选择适当的材料、合理的配筋等手段来减少应力集中,从而降低裂缝的产生概率。
2. 施工控制:在混凝土的施工过程中,可以通过控制混凝土的浇筑和养护方式,减少温度变化和湿度变化对混凝土的影响。
同时,要注意施工过程中的温度和湿度控制,避免引起不均匀收缩和膨胀,导致裂缝的产生。
3. 添加控制剂:在混凝土的配制中添加控制剂,如缩微剂、膨胀剂等,可以改善混凝土的内部结构,减少温度和湿度变化对混凝土的影响,从而降低裂缝的产生风险。
4. 加强养护:养护是混凝土施工过程中非常重要的环节,合理的养护可以提高混凝土的强度和密实性,减少裂缝的产生。
在养护过程中,应注意控制温度和湿度,避免迅速干燥或过度湿润。
5. 加强质量管理:在混凝土工程施工过程中,应加强质量管理,严格控制混凝土的配合比、浇筑质量、养护质量等,确保混凝土的强度和密实性符合设计要求,从而减少裂缝的产生。
混凝土工程中常见裂缝成因及预防
措施
随着建筑业的不断发展,混凝土工程的应用越来越广泛。
然而,在使用混凝土进行建造过程中,常常会出现各种各样的裂缝,这不仅影响了工程的美观度,还会影响其稳定性和使用寿命。
因此,了解混凝土工程中常见裂缝成因及预防措施,对于确保建筑质量和安全至关重要。
一.裂缝成因
1.混凝土结构均匀收缩不均-当混凝土表面和混凝土内部的收缩不同步时,会产生表面或内部的裂缝。
2.混凝土过早脱模-混凝土硬度不足时,过早脱模会使混凝土在硬化过程中结构破坏,从而形成裂缝。
3.混凝土表面冻胀-在寒冷的环境中,混凝土表面的温度和湿度很容易引起冻胀,从而导致裂缝的形成。
4.地震-地震是裂缝形成的另一个重要原因。
二.预防措施
1.在混凝土工程进行前,先对基础层进行抗渗处理,防止水分流入混凝土内部。
2.将混凝土结构进行分段施工,避免在一次浇筑中构件过大而导致结构不均匀收缩。
3.对于较大的混凝土结构,在浇筑之后及时进行增温和保养,以刺激混凝土高速硬化并减少其收缩时间。
4.对于在寒冷季节浇筑的混凝土结构,可以使用盖布或其
他覆盖物以稳定温度差异,避免冻胀发生。
5.使用具有良好抗震性能的混凝土材料。
6.在工程施工过程中,应严格按照工程标准和要求进行操作,避免施工不规范而导致结构强度不足,引发裂缝。
综上所述,混凝土工程中的裂缝成因往往是由于建筑结构本身的各种缺陷导致的。
因此,预防措施主要是通过对混凝土的材料和结构进行优化,以及确保施工过程中的规范性来达成。
只有深入了解混凝土工程中常见裂缝的成因,并采取有效的预防措施,才能确保建筑结构的稳定性和寿命。
混凝土裂缝产生的原因及预防措施混凝土裂缝产生的原因及预防措施混凝土是一种常用的建筑材料,具有强度高、韧性好、耐久性强等优点。
但是,在使用过程中,混凝土可能会出现裂缝问题,影响建筑物的使用寿命和安全性。
因此,了解混凝土裂缝产生的原因及预防措施对于建筑行业非常重要。
一、混凝土裂缝产生的原因1. 强度不足混凝土的强度是混凝土能够承受的外部压力大小的衡量标准。
混凝土强度不足是导致混凝土裂缝产生的一个主要原因,其原因包括混凝土配合比不合理、水泥种类或品质不合格、混凝土养护不到位等。
2. 伸缩变形混凝土的伸缩变形与温度变化有关。
当温度变化时,混凝土会发生伸缩变形,而构件的抗伸缩性能则决定了混凝土贯穿温度变化过程中的裂缝程度。
若混凝土的抗伸缩性能不足,则会引起混凝土表面产生裂缝。
3. 体积变形混凝土在干燥时会发生体积变化,这是由于混凝土中的水分逸出后体积缩小所致。
混凝土体积变形过大也会导致混凝土表面产生裂缝。
4. 外力作用外力作用是混凝土裂缝产生的主要原因之一。
包括地震、土壤沉降、风、水等各种外力作用都能导致混凝土表面产生裂缝。
二、混凝土裂缝的种类混凝土裂缝的种类较多,因其产生的原因不同而导致其种类也不同,其中较为常见的混凝土裂缝有以下几种:1. 垂直裂缝垂直裂缝是混凝土表面垂直于强度方向的裂缝,通常由外力作用、伸缩变形引起。
2. 水平裂缝水平裂缝是混凝土表面平行于强度方向的裂缝,通常由强度不足、体积变形、伸缩变形、地震等原因引起。
3. 斜裂缝斜裂缝是混凝土表面呈斜向的裂缝,通常由多种原因共同作用产生,如强度不足、体积变形、伸缩变形、地震、外力作用等。
4. 微裂缝微裂缝是混凝土表面裂缝的一种,与其他类型裂缝相比其宽度较小。
微裂缝通常由混凝土本身的收缩、干燥和温度变化引起。
三、混凝土裂缝的预防措施1. 慎选原材料混凝土质量的好坏与所选用的原材料有着密切的关系,因此,在混凝土制作前需要认真慎选原材料。
选用符合国家标准的水泥、砂、石等原材料,并确保不掺杂杂质,以提高混凝土的强度和密实度。
混凝土裂缝产生成因及防治一、混凝土裂缝产生成因混凝土裂缝是指混凝土结构中出现的裂缝,是混凝土结构的常见问题,严重时会引发结构损坏甚至倒塌。
混凝土裂缝的产生成因多种多样,主要包括以下几个方面:1. 施工质量问题:混凝土浇筑、养护和施工工艺不当是裂缝产生的常见原因。
例如浇筑时未能很好地震实,混凝土过早脱模或养护不到位等问题。
施工现场管理不善、工人技术不到位也容易导致混凝土裂缝的产生。
2. 温度变化:混凝土裂缝还会因温度变化而产生。
由于温度变化引起混凝土收缩或膨胀,从而产生裂缝。
特别是在极端温度条件下,如夏季高温或冬季低温,混凝土裂缝更容易出现。
3. 荷载作用:混凝土结构在使用过程中受到荷载的作用,包括静载荷和动载荷。
当荷载过大或是荷载作用不均匀时,都会引起混凝土结构产生裂缝。
4. 基础沉降:在土壤条件较差或基础设计不合理的情况下,基础会发生不均匀沉降,从而引起混凝土结构裂缝的产生。
5. 混凝土配合比问题:混凝土的配合比不合理、材料质量不达标也是混凝土裂缝产生的原因之一。
混凝土裂缝产生成因是多方面的,涉及到施工质量、温度变化、荷载作用、基础沉降、混凝土配合比等多个方面。
对混凝土裂缝的防治需要从多个方面入手。
二、混凝土裂缝的防治措施1. 加强施工质量管理:在混凝土结构施工过程中,要加强对浇筑、养护和施工工艺的管理,确保混凝土的质量和工艺的完备。
提高工人的技术水平,规范施工操作,防止因施工不当引起裂缝产生。
2. 控制温度变化:在设计和施工过程中,要根据当地的气候条件,采取合理的温度控制措施,防止温度变化引起混凝土收缩或膨胀而产生裂缝。
对于高温或低温条件下的混凝土施工,要注意采取相应的保温降温措施。
3. 合理设计荷载:在混凝土结构设计阶段,要根据实际荷载条件合理设计结构,避免荷载过大或荷载不均匀导致混凝土结构产生裂缝。
4. 加强基础处理:在基础设计和施工过程中,要根据地质条件选择合适的基础形式,采取加固处理措施,防止基础沉降过大而导致混凝土结构裂缝产生。
混凝土产生裂缝的主要原因及控制措施混凝土是一种常用的建筑材料,具有强度高、耐久性好等优点,但在使用过程中,经常会出现裂缝的问题。
混凝土产生裂缝的主要原因有很多,本文将从材料、施工、环境等方面进行分析,并提出相应的控制措施。
一、材料原因1. 水泥品种不合适水泥是混凝土的主要胶凝材料,不同品种的水泥具有不同的性能。
如果选用的水泥品种不合适,可能会导致混凝土强度不足、收缩率大等问题,从而引起裂缝。
因此,在选用水泥时,应根据工程要求和环境条件选择合适的品种。
2. 骨料质量不良骨料是混凝土的主要骨架材料,其质量直接影响混凝土的强度和耐久性。
如果选用的骨料质量不良,可能会导致混凝土强度不足、收缩率大等问题,从而引起裂缝。
因此,在选用骨料时,应选择质量良好、粒径分布合理的骨料。
3. 外加剂使用不当外加剂是混凝土中的一种辅助材料,可以改善混凝土的性能。
但如果使用不当,可能会导致混凝土强度不足、收缩率大等问题,从而引起裂缝。
因此,在使用外加剂时,应根据工程要求和环境条件选择合适的外加剂,并按照规定的用量和方法使用。
二、施工原因1. 浇筑不均匀混凝土浇筑不均匀,可能会导致混凝土内部应力不均匀,从而引起裂缝。
因此,在浇筑混凝土时,应采取适当的措施,保证混凝土浇筑均匀。
2. 振捣不充分振捣是混凝土施工中的重要工序,可以使混凝土内部的空气排出,从而提高混凝土的密实度和强度。
如果振捣不充分,可能会导致混凝土内部空气过多,从而引起裂缝。
因此,在振捣混凝土时,应采取适当的措施,保证振捣充分。
3. 养护不当混凝土在浇筑后需要进行养护,以保证混凝土的强度和耐久性。
如果养护不当,可能会导致混凝土内部干燥过快,从而引起裂缝。
因此,在养护混凝土时,应采取适当的措施,保证养护充分。
三、环境原因1. 温度变化混凝土在温度变化过程中,会发生收缩和膨胀,从而引起裂缝。
因此,在混凝土施工中,应根据环境温度和混凝土的性能,采取适当的措施,控制温度变化。
浅谈混凝土裂缝成因及防治措施
混凝土裂缝成因及防治措施
一、混凝土裂缝成因
1、采用不符合要求的混凝土或水泥:混凝土或水泥不符合设计要求,比如空隙率
太高,水泥质量不合格,含气量不足等,这也是混凝土裂缝的常见原因。
2、施工时混凝土温度太高:施工时混凝土温度应控制在25℃以内,只有在保证温度的前提下才能保证水泥水化,以防止施工后混凝土凝固速度太快引起裂缝。
3、冻融作用:当混凝土结构受环境因素影响时,它易受冻融作用,从而导致裂缝。
4、施工时出现弯曲受力:施工时,超越设计应力的弯曲或应力的作用过大,会影
响混凝土的性能,从而会使混凝土裂缝
二、混凝土裂缝防治措施
1、优化施工技术:使用合格的混凝土,更新混凝土的外观,不让混凝土的空洞太多,确保混凝土的品质,及时补充水泥,保持混凝土的表面温度25℃以下,并尽
可能减少弯曲受力,提高混凝土性能和施工效率。
2、及时维护和修补:尽可能采取积极有效的现场管理维护措施,保持现场施工质量,如及时进行补材、找平等工程,保持结构的稳定性。
3、使用抗裂混凝土:抗裂混凝土作为抗裂材料应运用于需求抗裂性能高的结构,
如拱形混凝土结构、超高性能混凝土、受气压等作用的混凝土结构等,可减少裂缝的出现。
4、植被防护:施工过后,现场应及时围墙,防止野生动物破坏,加固结构,及时
除草,以避免由于植被拔除后土壤渗水和湿度不均带来的裂缝。
混凝土中裂缝的形成原理及防治措施混凝土是一种常用的建筑材料,具有高强度、耐久性等优点,但是在使用过程中,由于各种原因,混凝土中常常会出现裂缝,影响建筑物的使用寿命和安全性。
本文将详细介绍混凝土中裂缝的形成原理和防治措施。
一、混凝土中裂缝的形成原理1.混凝土的内部应力分布不均混凝土是一种复杂的材料,其内部应力分布不均是导致裂缝形成的主要原因之一。
在混凝土的浇注和养护过程中,由于温度、水分、收缩等因素的影响,混凝土会产生内部应力。
当这些应力受到外部荷载的作用时,就容易导致混凝土的裂缝形成。
2.混凝土的收缩和膨胀混凝土中的水分会在混凝土的硬化过程中逐渐蒸发,导致混凝土的收缩。
同时,温度的变化也会影响混凝土的收缩和膨胀。
当混凝土发生收缩和膨胀时,容易导致混凝土的裂缝形成。
3.混凝土的材料质量和施工工艺混凝土的材料质量和施工工艺也是导致混凝土裂缝形成的重要原因。
如果混凝土的材料质量不好,或者施工工艺不当,就容易导致混凝土的裂缝形成。
例如,混凝土的配合比不合理、混凝土浇注不均匀、养护不当等都会导致混凝土的裂缝形成。
二、混凝土中裂缝的防治措施1.合理设计混凝土结构在混凝土结构的设计过程中应该考虑裂缝的形成机理,合理设计混凝土结构的尺寸、形状和布局,以减少混凝土的内部应力分布不均,从而减少裂缝的形成。
2.控制混凝土的收缩和膨胀为了减少混凝土的收缩和膨胀,可以采用以下措施:(1)合理控制混凝土的配合比,选择合适的掺合料,以减少混凝土的收缩和膨胀。
(2)在混凝土中加入适量的纤维材料,以增强混凝土的抗裂性能。
(3)在混凝土的养护过程中,保持适宜的湿度和温度,以减少混凝土的收缩和膨胀。
3.采用合适的施工工艺为了减少混凝土的裂缝形成,应该采用合适的施工工艺,例如:(1)混凝土的浇注应该均匀,避免出现空鼓、偏心等现象。
(2)混凝土的养护应该充分,避免出现龟裂、干裂等现象。
(3)在混凝土的施工过程中,应该避免混凝土的过度振捣或过度压实,以减少混凝土的内部应力。
混凝土裂缝的成因及防治措施1.基础沉降:如果建筑物的基础没有正确设计或施工不当,就可能导致基础沉降,压力不均匀分布,从而引起混凝土裂缝。
2.混凝土收缩:混凝土在硬化过程中会发生收缩,特别是在早期,因此,没有适当控制混凝土收缩,也会导致混凝土裂缝的发生。
3.温度变化:混凝土是一种热胀冷缩材料,在温度变化较为剧烈的地区,特别是在高温或低温环境下,由于混凝土膨胀和收缩不一致,容易导致混凝土裂缝的产生。
4.荷载承载能力不足:如果混凝土结构的设计不合理,或者承载荷载超过了混凝土的承载能力,都有可能导致混凝土裂缝的形成。
5.施工过程中的操作不当:例如混凝土的配制不正确、振捣不均匀、浇筑压力太大等等,都会导致混凝土内部的应力集中,从而引起混凝土的破坏和裂缝的产生。
针对混凝土裂缝的防治措施如下:1.合理设计和施工:在建筑物基础设计和施工过程中,应遵循相应的规范和标准,确保基础的均匀承载能力,减少基础沉降导致的裂缝。
2.控制混凝土收缩和膨胀:可以在混凝土中添加一些控制剂,如收缩剂和膨胀剂,来减少混凝土的收缩和膨胀。
此外,在混凝土浇筑后,还可以通过覆盖防潮膜或保湿措施来控制混凝土的收缩。
3.控制温度变化:可以对建筑物进行绝热设计,增加建筑物的保温性能,减少温度变化对混凝土的影响。
在混凝土浇筑后,可以使用遮阳和保湿措施来控制温度变化。
4.加强混凝土结构的支撑和加固:对于已经出现裂缝的混凝土结构,可以采取加固措施,如增加钢筋或其他支撑结构,以增加混凝土结构的承载能力和抗裂能力。
5.定期检查和维护:对于已经建成的混凝土结构,应定期进行检查和维护,以及及时修复已经出现的裂缝,避免裂缝扩大和进一步破坏混凝土结构。
总之,混凝土裂缝的成因很多,防治措施也需要综合考虑,从设计、施工、维护等方面着手,以保证混凝土结构的稳定性和耐久性。
同时,在日常使用中,也需要注意避免对混凝土结构施加过大的荷载,以减少可能的裂缝产生。
混凝土裂缝的成因及防治方法一、混凝土裂缝的成因混凝土是一种高强度、高耐久性的建筑材料,但在使用过程中难免会出现裂缝。
混凝土裂缝的成因主要有以下几个方面:1. 材料因素混凝土的成分、配合比、水胶比等因素都会影响混凝土的性能,其中水胶比是影响混凝土裂缝的主要因素。
水胶比过高会导致混凝土内部的孔隙率增加,使混凝土的强度和耐久性下降,同时也会增加混凝土的收缩变形,从而导致裂缝的产生。
2. 环境因素混凝土的使用环境也是影响混凝土裂缝的重要因素。
例如,温度的变化、潮湿的环境、酸碱环境等都会影响混凝土的性能,进而导致混凝土的裂缝。
3. 结构因素混凝土结构的设计和施工也是影响混凝土裂缝的关键因素。
如未考虑混凝土的收缩变形和热胀冷缩等因素,导致混凝土结构的内部应力过大,就会产生裂缝。
此外,混凝土的施工工艺、振捣方式、浇筑方式等也会直接影响混凝土的裂缝。
二、混凝土裂缝的防治方法为了避免混凝土裂缝对建筑物的结构和外观造成不良影响,需要采取措施进行防治。
下面介绍一些常见的混凝土裂缝防治方法。
1. 加强混凝土的强度和耐久性通过调整混凝土的配合比、水胶比等因素,提高混凝土的强度和耐久性,减少混凝土内部的孔隙率,从而减少混凝土的收缩变形和热胀冷缩等因素对混凝土的影响。
此外,可以采用添加剂等手段来改善混凝土的性能。
2. 加强混凝土的支撑和连接在混凝土的设计和施工中,要充分考虑混凝土的支撑和连接问题,避免混凝土在受力时出现过大的应力集中,从而导致混凝土的裂缝。
可以采用加强钢筋、增加混凝土的厚度等方式来加强混凝土的支撑和连接。
3. 控制混凝土的收缩变形和热胀冷缩混凝土的收缩变形和热胀冷缩是导致混凝土裂缝的主要因素之一。
为了避免混凝土裂缝的产生,可以采用控制混凝土收缩变形和热胀冷缩的方法。
例如,在混凝土的设计和施工中,可以采用减少混凝土的水胶比,添加纤维等方式来控制混凝土的收缩变形和热胀冷缩。
4. 加强混凝土的维护和保养对已经出现裂缝的混凝土,可以采取加强维护和保养的方式来防止裂缝的扩大和加剧。
混凝土产生裂缝的原因及预防措施混凝土产生裂缝的原因及预防措施工程结构出现裂缝是比较普遍的现象。
不过,结构裂缝大部分是能够通过设计手段、施工措施来避免的。
本文着重对混凝土结构裂缝的成因及预防措施作一粗浅的探讨。
一、钢筋混凝土结构常见裂缝原因分析混凝土抗压强度较高而抗拉强度很低,约为其抗压强度的十分之一。
当结构受力或温度、湿度发生变化时,导致混凝土产生拉应力,极易产生裂缝。
1.材料方面。
有些构件裂缝是由材料质量引发的,如水泥安定性差,两种水泥混用,砂、石含泥量大,骨料粒径过小,外加剂质量差或加入量过大等。
2.地基变形。
当地基发生不均匀下沉时,在结构内部必然产生极大的应力。
当应力超过构件抗力时,将不可避免地出现裂缝,裂缝的形状、方向、宽度决定于地基变形的情况。
3.设计方面。
构造处理不当,主次梁交合处主梁未设加强箍筋或附加吊筋;大截面梁未设腰筋;构件断面突变或因开洞、留槽引起应力集中等因素,均可导致构件裂缝的出现。
4.结构荷载方面。
结构因承受荷载而产生裂缝的原因很多,施工中或使用中都可能出现。
例如构件早期受到震伤,拆除承重模板过早,施工荷载过大,构件堆放、运输、吊装时,垫木或吊点位置不当,预应力张拉值过大或放张不规范等,均可能产生裂缝。
较为常见的是钢筋混凝土梁、板等受弯构件,在使用荷载作用下,出现不同程度的裂缝。
早期微裂一般不易发现,规范规定有些构件允许出现宽度不大于0.3毫米的裂缝。
但对裂缝宽度超过规范规定的,以及不允许出现裂缝的构件出现裂缝,则应属于有害裂缝,须加以认真分析,慎重处理。
5.温度应力裂缝。
混凝土与一般物质一样,具有热胀冷缩的物理性质,其线膨胀系数约为1×10-5/℃,当环境温度发生变化时,就会产生温度变形,在构件受到约束不能自由变形时,构件内就会产生附加应力,当温度应力超过混凝土的抗拉强度时,必将出现裂缝。
常见的如现浇屋面板垂直于肋梁方向的裂缝,大体积混凝土表面裂缝、烟囱外壁的竖向裂缝等。
混凝土裂缝的产生原因分析及预防措施
何兴锋
(中国水利水电第三工程局有限公司四川分局,成都,610045)
【摘要】通过对混凝土裂缝产生的原因分析,以及提出相对应的预防、控制措施,指出了用“整体”的观点去思考和解决混凝土裂缝问题,可供同类工程施工提供参考。
【关键词】混凝土裂缝预防措施
1 概述
混凝土体内存在微裂缝是绝对的,不可避免的;但表面出现可见裂缝是相对的,是可以避免的。
开裂是内应力不断地累积超过了混凝土抗拉强度(更确切地,是断裂能)的结果。
水泥混凝土易于开裂现象的本质,在于其粒子间的弱物理键作用,使其抗拉强度比抗压强度要小一个数量级甚至更多,而其微观结构的不均匀性,以及在硬化早期因多方面原因驱动形成的拉应力,则进一步使它更易于开裂,以及出现裂缝时间和部位的随机性。
2 混凝土裂缝产生的原因及应对措施2.1 混凝土拌合物沉降与泌水
易于出现沉降与泌水现象的其他因素:外加剂-水泥相容性;水泥可溶碱含量过低;拌合物的保水性不良;骨料级配差。
主要表现为:在厚度较大的构件中,由于混凝土的塑性塌落引起的裂缝。
预防与控制措施:
在配合比方面主要以调整和改善混凝土拌合物的和易性为主。
首先选用适当的水泥品种和与之相容性好的外加剂,其次要砂率适当,骨料级配合理,另外在条件容许的情况下优先考虑掺配部分矿物掺合料。
在施工方面应注意:一是在施工过程中,出现违章施工、不当施工造成混凝土裂缝。
如同一仓混凝土采用不同的浇筑方式或施工现场人为加水,致使混凝土的用水量或水灰比不同,造成不同配比混凝土的凝缩裂缝和干缩裂缝。
二是振捣方式不当引起裂缝。
不正确的振捣方式会造成混凝土分层离析、表面浮浆而使混凝土面层开裂,或造成混凝土砂浆大量向低处流淌,致使混凝土产生不均匀沉降收缩而在结构厚薄交界处出现裂缝。
施工中采用二次振捣法消除混凝土沉缩裂缝。
泵送混凝土特别需要二次振捣。
2.2 混凝土的体积变形
2.2.1塑性收缩
指新拌混凝土浇注后尚在塑性状态发生的收缩。
特点是当表面水分向外蒸发时引起局部产生应力,因此当蒸发速率大于泌水速率时,会发
生局部的塑性收缩开裂。
混凝土的力学性能和其工作性能是一个矛盾的两个对立面,其物理性能要求混凝土的水灰比越低越好,而其施工和易性需要较大的用水量才容易施工。
混凝土在实际施工中所需拌和水比水泥水化所需的水要多得多,水泥水化所需的水只占水泥质量的24%(即水灰比0.24)左右,而施工中常用的水胶比在0.5左右。
故实际使用拌和水中只有约不到一半的水是水泥水化所必需的,其余的都要被蒸发掉,而水蒸发所留下通道对混凝土性能有不利的影响。
水分蒸发之后,引起混凝土体积收缩,当收缩受到约束时,则产生收缩应力,当收缩应力大于当时混凝上的抗拉应力时,则裂缝随之产生。
混凝土在硬化的过程中,干缩裂缝的宽度有时会很大,甚至会贯穿整个构件。
预防与控制措施:
混凝土的配合比用水量不能过大,可以掺配减水剂等方式降低其单位用水量,同时胶凝材料用量相应也低,经济且合理。
同时严格控制粗、细骨料中的含泥量和碎石中针片状颗粒含量,砂料细度模数适中,控制原材料的质量不使混凝土产生收缩。
机制砂要特别注意其石粉含量和级配的控制,对于砂率较高的流态混凝土尤为重要。
选择良好级配的粗骨料并保证其足够的掺量,加强混凝土的振捣,提高混凝土密实度和抗拉强度,减小收缩变形。
2.2.2干湿变形
硬化混凝土与周围环境存在湿度梯度,引起水分向外蒸发或吸入,产生体积变形的现象。
在炎热的大风天气,混凝土表面水分蒸发过快,造成混凝土内部水化热过高,在混凝土浇筑数小时仍处于塑性状态,容易产生塑性收缩裂缝。
由于太阳暴晒产生裂缝也是工程中最常见的现象。
预防与控制措施:
混凝土存在空隙产生湿胀干缩,加强振捣使之密实,清除混凝土中的泌水,掺加优质粉煤灰,降低水灰比,可有效地控制混凝土湿胀干缩裂缝产生。
良好的养护可使混凝土保持或接近饱和状态,水化作用速度最大,也是控制混凝土裂缝发生的措施之一,一般保温、保湿养护不得少于14d。
另外,施工时二次压光消除混凝土塑性收缩裂缝。
2.2.3温度变形(热变形)
混凝土硬化期间由于水化放热产生温升而膨胀,到达温峰后降温时产生收缩变形。
升温期因混凝土模量还很低,只产生较小的压应力,且因徐变作用而松弛;降温期收缩变形因弹模增长,而松弛作用减小,受约束时形成大得多的拉应力,当超过抗拉强度(断裂能)时出现开裂。
预防与控制措施:
(1)降低混凝土水化热
使用低热水泥及高掺配粉煤灰等,能明显降低混凝土的最高温度,充分利用混凝土的后期强度,减少每立方米混凝土中水泥用量。
使用粗骨料,尽量选用粒径较大、级配良好的粗骨料;控制砂石含泥量;掺加粉煤灰等掺合料和相应的减水剂、缓凝剂,改善和易性、降低水灰比,以达到减少水泥用量、降低水花热的目的。
因此,在满足混凝土设计要求的前提下,尽量采用低水化热水泥。
其次是优化混凝土的配合比,以便在
保证混凝土强度及流动度条件下,尽量节省水泥、降低混凝土绝热温升。
按照高掺粉煤灰低用水量混凝土配合比优化设计准则对配合比进行优化设计。
(2)降低混凝土温升、温差
选择较适宜的气温浇筑大体积混凝土,尽量避开炎热天气浇筑混凝土,夏季可采用低温水或冰水搅拌混凝土,可对骨料喷冷水晒,运输工具如具备条件也应搭设遮阳设施,以降低混凝土拌合物的入仓温度。
采取分层或分块浇筑大体积混凝土,合理设置水平或垂直施工缝,或在适当的位置设置后浇带,减少每次浇筑长度的蓄热量,防止水化热的集聚,减少温度应力。
凝土浇筑施工期间,外界气温越高,混凝土的浇筑温度也越高,如果外界温度下降,会增加混凝土的降温幅度,特别是在外界温度骤降时,会增加外层混凝土与内部混凝土的温差,这时对混凝土抗裂极为不利。
加强测温和温度监测与管理,实行信息化控制,随时控制混凝土内的温度变化,内外温差控制在25℃以内,基面温差和基底面温差均控制在20℃以内,及时调整保温及养护措施,使混凝土地温度梯度和湿度不至过大,以有效控制有害裂缝的出现。
2.2.4自生变形
混凝土在没有温度变化,没有和外界发生水分交换,也不受力的条件下发生的表观体积变形称自生变形,自生变形时体积减小称自生收缩。
混凝土发生自生变形的原因,是由于化学减缩——水泥(及掺合料)和水发生水化反应绝对体积减小的现象。
预防与控制措施:
自生体积变形以控制水泥和骨料中有害物质成分含量为主:水泥自身的安定性必须合格外,严格控制含泥量或石粉含量,限制混凝土的最大水灰比和水泥(胶凝材料)最大用量。
此外,防止碱-碳酸盐反、应碱-硅反应发生,以免混凝土体积膨胀而开裂。
根据《水工混凝土试验规程》的有关规定,分别采用“岩石柱法”和“砂浆长度法”、“压蒸快速法”等方法来进行检验进行检验
2.3 混凝土的延伸性
收缩应变大小只是导致混凝土开裂的一方面原因,另一方面还有混凝土的延伸性:弹性模量和徐变。
弹性模量越小,产生一定量收缩引起的弹性拉应力越小;徐变越大,应力松弛越显著,残余拉应力就越小。
同时,徐变通常与强度相反——强度越高,徐变就越小。
水泥浆体强度越低,徐变能力越大。
抗拉强度越高,拉应力使材料开裂的危险越小。
预防与控制措施:
采取长时间的养护,规定合理的拆模时间,延缓降温时间和速度,发挥凝凝土的“应力松弛效应”。
在混凝土浇筑之后,做好混凝土地保温保湿养护,缓缓降温,充分发挥徐变特性,减低温度应力,夏季应注意避免暴晒,注意保湿,冬季应采取措施保温覆盖,以免发生急剧的温度梯度发生。
2.4约束
一种混凝土在实验室里成型的试件很密
实、强度高,可是用它浇注的钢筋混凝土构件开裂严重(外观和强度都受到影响);另一混凝土成型的试件开裂了,可是用它浇注的钢筋混凝土建筑物底板却完好不裂。
预防与控制措施:
混凝土约束裂缝的产生是混凝土内外温差过大或收缩引起的约束应力超过了混凝土的抗拉强度。
闸墩下部与底板同时浇筑或尽量缩短闸墩与闸底板之间浇筑的时间间隔,可有效控制闸墩裂缝发生。
在大体积混凝土基础内设置必要的温度配筋,在截面突变和转折处,增加斜向构造配筋,以改善应力集中,防止裂缝出现。
采取分层或分块浇筑大体积混凝土,合理设置水平或垂直施工缝,或在适当的位置设置后浇带,以放松约束程度,在基础与岩石地基,或基础与厚大的混凝土垫层之间设置滑动层。
3 结束语
综上所述,结构混凝土出现开裂现象,是多方面且相互存在显著交叉作用的原因所引起。
然而,混凝土开裂是内应力不断地累积超过了混凝土抗拉强度(更确切地,是断裂能)的结果。
在积累浇筑水工大坝这类大体积结构混凝土经验的基础上,建立的防止混凝土早期产生开裂的检测与评价方法,是通过测定水泥水化热、混凝土绝热温升等参数以选择原材料、确定配合比,并采取预冷拌合物和埋设冷却水管等措施来控制内外允许温差,总之是局限于尽量降低最大温升的办法预防开裂。
实际上并不是温度变化本身造成开裂,开裂是由于应力超过材料的强度所引起,因此除温度变化以外,所有影响应力和强度发展的因素,尤其是弹性模量、热膨胀系数以及松弛能力,包括它们在初期的变化都必须考虑在内。
为了有效地控制有害裂缝的出现和发展,必须从控制混凝土的水化升温、延缓降温速率、减少混凝土收缩、提高混凝土的极限拉伸强度、改善约束条件和设计结构,充分利用徐变等方面全面考虑,结合具体实际采取相应措施。