淺析混凝土結構裂縫成因
發布時間:2014-07-15
混凝土結構裂縫的成因複雜繁多,甚至多種因素相互影響,但每一條裂縫均有其產生的一種或幾種主要原因,主要與施工、設計、材料、環境等有關。據有關資料統計,由施工因素造成的混凝土早期裂縫占80%左右,因混凝土材料方麵的原因造成的的裂縫占15%左右,因設計不當造成的裂縫占5%左右。本文就以上所說的幾個方麵分別討論。
1.
施工工藝因素
在
混凝土結構澆築、構件製作、起模、運輸、堆放、拚裝及吊裝的過程中,若
施工工藝不合理、施工質量低劣,容易產生縱、橫、豎、斜,水平的、表麵的、貫穿的等各種裂縫,特別是細長薄壁結構更容易出現。裂縫出現的部位與走向、裂縫寬度因產生的原因而異,通常有:
1.1 違章施工、不當施工造成混凝土裂縫
混凝土攪拌、運輸時間過長,使水分蒸發過多,導致混凝土坍損較大,使得在混凝土體積上出現不規則的收縮裂縫。
主要結構部位模板剛度不足,或施工時拆模過早,混凝土強度明顯不足,使得構件在自重或施工荷載作用下產生裂縫。
混凝土初期養護工作管理不嚴,造成混凝土早期強度增長時失水,收縮量大,使得混凝土與大氣接觸的表麵上出現不規則的收縮裂縫。
種種原因造成混凝土運輸車不能及時到達及時供料,現場澆築停歇時間超過混凝土終凝時間,而又沒有按施工縫處理好接頭部位等。
1.2 振搗方式不當引起裂縫
不正確的振搗方式會造成混凝土分層離析、表麵浮漿而使混凝土麵層開裂,或造成混凝土砂漿大量向低處流淌致使混凝土產生不均勻沉降收縮而在結構厚薄交界處出現裂縫。
商品混凝土由於采用攪拌車運輸、泵送澆築,坍落度比較大,凝結時間較長。一般混凝土初凝時間都在10h以上甚至更長,即使在炎熱的夏天,在摻了高效緩凝減水劑後,澆搗好的混凝土表麵被太陽暴曬,水分蒸發很快,形成一層幾毫米厚的“被子”,kanshangquhunningtusihuyiningjie,shijineibuhaiyuanweidadaochuning,shenzhihainengliudong。zheyangdehunningturuobujinxingercizhendaoheduocimomian,biaomianbukebimianhuichuxianliefeng。kaishishiqianbiaoxingde、窄zhai細xi的de,若ruo不bu及ji時shi處chu理li,裂lie縫feng就jiu會hui擴kuo展zhan。由you於yu應ying力li集ji中zhong,最zui終zhong的de裂lie縫feng很hen可ke能neng是shi貫guan穿chuan性xing的de。采cai用yong二er次ci振zhen搗dao可ke以yi消xiao除chu因yin塑su性xing沉chen降jiang引yin起qi的de混hun凝ning土tu內nei分fen層ceng,阻zu斷duan因yin泌mi水shui而er留liu下xia的de連lian貫guan通tong道dao,改gai善shan骨gu料liao界jie麵mian結jie構gou,提ti高gao混hun凝ning土tu強qiang度du和he抗kang滲shen能neng力li;采用二次以上抹麵,可有效提高因泌水而削弱的混凝土表麵強度,消除“被子”現象,使混凝土因水分蒸發而引起的塑性裂縫及時得到愈合。
1.3 養護不當引起混凝土開裂
現(xian)場(chang)養(yang)護(hu)不(bu)當(dang)是(shi)造(zao)成(cheng)混(hun)凝(ning)土(tu)收(shou)縮(suo)開(kai)裂(lie)最(zui)主(zhu)要(yao)的(de)原(yuan)因(yin)。混(hun)凝(ning)土(tu)澆(jiao)築(zhu)後(hou),若(ruo)表(biao)麵(mian)不(bu)及(ji)時(shi)覆(fu)蓋(gai)進(jin)行(xing)潮(chao)濕(shi)養(yang)護(hu),表(biao)麵(mian)水(shui)分(fen)迅(xun)速(su)蒸(zheng)發(fa),很(hen)容(rong)易(yi)產(chan)生(sheng)收(shou)縮(suo)裂(lie)縫(feng)、特別是在氣溫高、相對濕度低、風速大的情況下,幹縮更容易發生。有資料表明,當風速為16m/s時,混凝土中的水分蒸發速度是無風時的四倍。
muqian,xuduoshigongxianchangzaijiaozhuhunningtushidoubunengzuodaojishifugaibaowenyanghu,yibanzongyaodengdaozuihouyibianmoguangjieshuhoucaifugai,haiyouhenduogongdigenbenjiubuyufugai,jieguobiaomiankailie。zhengquedezuofayinggaishizaidiyicimopinghoujiulijiyongsuliaobomofugai,burangshuifenzhengfa,yikaohunningtuzishendeshuifenjinxingbaoshiyanghu。xujinxingdiercimoguangshi,jiekaibomo,mowanlezaijishigaishang。
2.外界環境因素
2.1 溫度
水shui泥ni水shui化hua過guo程cheng是shi大da體ti積ji混hun凝ning土tu中zhong的de主zhu要yao溫wen度du因yin素su。混hun凝ning土tu在zai硬ying結jie過guo程cheng中zhong,由you於yu水shui泥ni的de水shui化hua作zuo用yong,在zai初chu始shi幾ji天tian產chan生sheng大da量liang的de水shui化hua熱re,混hun凝ning土tu溫wen度du升sheng高gao。而er大da體ti積ji
混凝土結構一般較厚,導熱不良,相對散熱小,所以大量的熱量聚集在結構內部。內部水化熱不易散失,外部混凝土散熱較快,水化熱溫升隨壁(板)厚(hou)度(du)增(zeng)加(jia)而(er)加(jia)大(da),混(hun)凝(ning)土(tu)形(xing)成(cheng)一(yi)定(ding)的(de)溫(wen)度(du)梯(ti)度(du)。無(wu)論(lun)溫(wen)升(sheng)階(jie)段(duan),還(hai)是(shi)溫(wen)降(jiang)階(jie)段(duan),混(hun)凝(ning)土(tu)中(zhong)心(xin)溫(wen)度(du)總(zong)是(shi)高(gao)於(yu)混(hun)凝(ning)土(tu)表(biao)麵(mian)溫(wen)度(du)。根(gen)據(ju)熱(re)脹(zhang)冷(leng)縮(suo)的(de)原(yuan)理(li),中(zhong)心(xin)部(bu)分(fen)混(hun)凝(ning)土(tu)膨(peng)脹(zhang)速(su)率(lv)要(yao)比(bi)表(biao)麵(mian)混(hun)凝(ning)土(tu)大(da)。因(yin)此(ci),混(hun)凝(ning)土(tu)中(zhong)心(xin)與(yu)表(biao)麵(mian)各(ge)質(zhi)點(dian)間(jian)的(de)內(nei)約(yue)束(shu)以(yi)及(ji)來(lai)自(zi)地(di)基(ji)及(ji)其(qi)它(ta)外(wai)部(bu)邊(bian)界(jie)約(yue)束(shu)的(de)共(gong)同(tong)作(zuo)用(yong),使(shi)混(hun)凝(ning)土(tu)內(nei)部(bu)產(chan)生(sheng)壓(ya)應(ying)力(li),混(hun)凝(ning)土(tu)表(biao)麵(mian)產(chan)生(sheng)拉(la)應(ying)力(li)。當(dang)溫(wen)度(du)梯(ti)度(du)大(da)到(dao)一(yi)定(ding)程(cheng)度(du)時(shi),表(biao)麵(mian)拉(la)應(ying)力(li)超(chao)過(guo)混(hun)凝(ning)土(tu)的(de)極(ji)限(xian)抗(kang)拉(la)強(qiang)度(du)時(shi),混(hun)凝(ning)土(tu)表(biao)麵(mian)產(chan)生(sheng)裂(lie)縫(feng)。在(zai)升(sheng)溫(wen)階(jie)段(duan),混(hun)凝(ning)土(tu)未(wei)充(chong)分(fen)硬(ying)化(hua),彈(dan)性(xing)模(mo)量(liang)小(xiao),因(yin)此(ci)拉(la)應(ying)力(li)較(jiao)小(xiao),隻(zhi)引(yin)起(qi)混(hun)凝(ning)土(tu)表(biao)麵(mian)裂(lie)縫(feng)。隨(sui)著(zhe)水(shui)泥(ni)水(shui)化(hua)反(fan)應(ying)的(de)結(jie)束(shu)及(ji)混(hun)凝(ning)土(tu)的(de)不(bu)斷(duan)散(san)熱(re),大(da)體(ti)積(ji)混(hun)凝(ning)土(tu)由(you)升(sheng)溫(wen)階(jie)段(duan)過(guo)渡(du)到(dao)降(jiang)溫(wen)階(jie)段(duan)。溫(wen)度(du)降(jiang)低(di),混(hun)凝(ning)土(tu)體(ti)積(ji)收(shou)縮(suo)。由(you)於(yu)混(hun)凝(ning)土(tu)內(nei)部(bu)熱(re)量(liang)是(shi)通(tong)過(guo)表(biao)麵(mian)向(xiang)外(wai)散(san)發(fa),降(jiang)溫(wen)階(jie)段(duan)混(hun)凝(ning)土(tu)中(zhong)心(xin)部(bu)分(fen)與(yu)表(biao)麵(mian)部(bu)分(fen)的(de)冷(leng)縮(suo)程(cheng)度(du)不(bu)同(tong),在(zai)混(hun)凝(ning)土(tu)內(nei)部(bu)產(chan)生(sheng)較(jiao)大(da)的(de)內(nei)約(yue)束(shu),同(tong)時(shi)地(di)基(ji)與(yu)邊(bian)界(jie)條(tiao)件(jian)也(ye)對(dui)收(shou)縮(suo)的(de)混(hun)凝(ning)土(tu)產(chan)生(sheng)較(jiao)大(da)的(de)外(wai)約(yue)束(shu)。內(nei)外(wai)約(yue)束(shu)的(de)作(zuo)用(yong),使(shi)收(shou)縮(suo)的(de)混(hun)凝(ning)土(tu)產(chan)生(sheng)拉(la)應(ying)力(li),隨(sui)混(hun)凝(ning)土(tu)的(de)齡(ling)期(qi)增(zeng)長(chang),抗(kang)拉(la)強(qiang)度(du) 增大,彈性模量 增zeng高gao,徐xu變bian影ying響xiang減jian小xiao。因yin此ci降jiang溫wen收shou縮suo產chan生sheng的de拉la應ying力li較jiao大da,易yi在zai混hun凝ning土tu中zhong心xin部bu位wei形xing成cheng較jiao高gao拉la應ying力li區qu,若ruo此ci時shi的de混hun凝ning土tu拉la應ying力li大da於yu混hun凝ning土tu此ci齡ling期qi的de抗kang拉la強qiang度du,則ze大da體ti積ji混hun凝ning土tu產chan生sheng溫wen度du裂lie縫feng。
2.2 鋼筋鏽蝕因素
由you於yu混hun凝ning土tu質zhi量liang較jiao差cha或huo保bao護hu層ceng厚hou度du不bu足zu,保bao護hu層ceng受shou二er氧yang化hua碳tan侵qin蝕shi炭tan化hua至zhi鋼gang筋jin表biao麵mian,使shi鋼gang筋jin周zhou圍wei混hun凝ning土tu堿jian度du降jiang低di,或huo由you於yu氯lv化hua物wu介jie入ru,鋼gang筋jin周zhou圍wei氯lv離li子zi含han量liang較jiao高gao,均jun可ke引yin起qi鋼gang筋jin表biao麵mian氧yang化hua膜mo破po壞huai。鋼gang筋jin中zhong鐵tie離li子zi與yu侵qin入ru到dao混hun凝ning土tu中zhong的de氧yang氣qi和he水shui分fen發fa生sheng鏽xiu蝕shi反fan應ying,其qi鏽xiu蝕shi物wu氫qing氧yang化hua鐵tie體ti積ji比bi原yuan來lai增zeng長chang了le約yue2~4倍,從而對周圍混凝土產生膨脹應力,導致保護層混凝土開裂、boli,yangangjinzongxiangchanshengliefeng,bingyouxiujishendaohunningtubiaomian。youyuxiushi,shidegangjinyouxiaoduanmianmianjijianxiao,gangjinyuhunningtuguolijianruo,jiegouchengzailixiajiang,bingjiangyoufaqitaxingshideliefeng,jiajugangjinxiushi,daozhijiegoupohuai。
對dui於yu鋼gang筋jin的de鏽xiu蝕shi,施shi工gong時shi應ying控kong製zhi混hun凝ning土tu的de水shui灰hui比bi,加jia強qiang振zhen搗dao,保bao證zheng混hun凝ning土tu的de密mi實shi性xing,防fang止zhi氧yang氣qi的de侵qin入ru,同tong時shi嚴yan格ge控kong製zhi含han氯lv鹽yan的de外wai加jia劑ji用yong量liang,沿yan海hai地di區qu或huo其qi它ta存cun在zai腐fu蝕shi性xing強qiang的de空kong氣qi、地下水地區尤其應慎重。
2.3 凍脹因素
大氣氣溫低於零度時,吸水飽和的混凝土出現冰凍,遊離的水轉變成冰,體積膨脹9%,因(yin)而(er)混(hun)凝(ning)土(tu)產(chan)生(sheng)膨(peng)脹(zhang)應(ying)力(li),同(tong)時(shi)混(hun)凝(ning)土(tu)凝(ning)膠(jiao)孔(kong)中(zhong)的(de)過(guo)冷(leng)水(shui)在(zai)微(wei)觀(guan)結(jie)構(gou)中(zhong)遷(qian)移(yi)和(he)重(zhong)分(fen)布(bu)應(ying)引(yin)起(qi)滲(shen)透(tou)壓(ya),使(shi)混(hun)凝(ning)土(tu)中(zhong)膨(peng)脹(zhang)力(li)加(jia)大(da),混(hun)凝(ning)土(tu)強(qiang)度(du)降(jiang)低(di),並(bing)導(dao)致(zhi)裂(lie)縫(feng)出(chu)現(xian)。溫(wen)度(du)低(di)於(yu)零(ling)度(du)和(he)混(hun)凝(ning)土(tu)吸(xi)水(shui)飽(bao)和(he)是(shi)發(fa)生(sheng)凍(dong)脹(zhang)的(de)必(bi)要(yao)條(tiao)件(jian),當(dang)混(hun)凝(ning)土(tu)中(zhong)骨(gu)料(liao)空(kong)隙(xi)多(duo)、吸水性強;骨料中含泥土等雜質過多;混凝土水灰比偏大、振搗不密實;養護不好使混凝土早期受凍等,均可導致混凝土凍脹裂縫。
混凝土在冬季進行施工時,尤其應當注意這方麵的養護。如采用蒸汽加熱法、電氣加熱法等,或者在混凝土拌和水中加入一定的防凍劑(最好不用氯鹽),可以保證混凝土在低溫條件下硬化。
3.材料質量因素
混凝土是指由水泥、石灰、石膏類無機膠結料和水或瀝青、樹(shu)脂(zhi)等(deng)有(you)機(ji)膠(jiao)結(jie)料(liao)的(de)膠(jiao)狀(zhuang)物(wu)與(yu)集(ji)料(liao)按(an)一(yi)定(ding)比(bi)例(li)拌(ban)和(he),並(bing)在(zai)一(yi)定(ding)條(tiao)件(jian)下(xia)硬(ying)化(hua)而(er)成(cheng)的(de)石(shi)材(cai)。通(tong)常(chang)我(wo)們(men)所(suo)講(jiang)的(de)混(hun)凝(ning)土(tu)指(zhi)的(de)是(shi)水(shui)泥(ni)混(hun)凝(ning)土(tu),主(zhu)要(yao)由(you)水(shui)泥(ni)、水、砂石集料組成,其中水泥和水起膠凝作用;集(ji)料(liao)起(qi)骨(gu)架(jia)填(tian)充(chong)作(zuo)用(yong),水(shui)泥(ni)和(he)水(shui)發(fa)生(sheng)反(fan)應(ying)後(hou)形(xing)成(cheng)堅(jian)硬(ying)的(de)水(shui)泥(ni)石(shi),將(jiang)集(ji)料(liao)顆(ke)粒(li)牢(lao)固(gu)地(di)粘(zhan)結(jie)成(cheng)整(zheng)體(ti),使(shi)混(hun)凝(ning)土(tu)具(ju)有(you)一(yi)定(ding)的(de)強(qiang)度(du)。但(dan)是(shi)若(ruo)組(zu)成(cheng)混(hun)凝(ning)土(tu)所(suo)用(yong)的(de)材(cai)料(liao)質(zhi)量(liang)不(bu)合(he)格(ge),則(ze)會(hui)影(ying)響(xiang)混(hun)凝(ning)土(tu)的(de)強(qiang)度(du),導(dao)致(zhi)
混凝土結構出現裂縫。
4.結語
總之,在實際工程中,
混凝土結構裂縫形成原因是多種因素造成的,其中有主要因素,也有次要因素,因此分清主次因素,對
混凝土結構裂縫原因給出科學正確的“診斷”,對於防止
混凝土結構裂縫才是至關重要的,才能對症下藥,減少或避免有害裂縫的發生。