混凝土裂縫分類及原因

2022-10-01 09:33:03 字數 4208 閱讀 8555

混凝土是一種多孔膠凝人造石材,屬剛性體,主要特點抗壓強度高、抗拉強度低、延伸率微小、易產生收縮裂縫。混凝土工程裂縫最常見出現問題是由於收縮變形受到約束引發的收縮裂縫和由外部荷載作用引發荷載(受力)裂縫。混凝土的裂縫出現是很難避免的,但是能預防和治理的。

出現裂縫後**理裂縫是本次需要解決的問題。 一、混凝土裂縫分類及裂縫出現收集的資料

根據地下工程和防水混凝土的防水要求,對混凝土裂縫而言,可分為有害裂縫和無害裂縫。混凝土的裂縫產生主要是限制條件變形作用引起的,變形作用包括溫度變形(水化熱、氣溫、生產熱、太陽熱)、溫度變形(自生收縮、失水乾縮、碳化收縮、塑性收縮等)。

1、有害裂縫的基本概念

(1)混凝土結構產生的裂縫對耐久性受到影響;

(2)裂縫有滲漏水;

(3)裂縫貫穿結構層;

(4)混凝土結構的冷縫明顯且有滲漏水;

(5)裂縫的深度與構造鋼筋相連,形成鋼筋串水;

(6)裂縫的寬度大於0.2mm,且不能自癒;

(7)裂縫密度呈網狀;

(8)裂縫對結構安全性、穩定性有危害程度。

混凝土製作應有預防措施,防止產生有害裂縫的出現。出現有害裂縫後,應認真進行治理,清除有害裂縫,保證混凝土結構的安全性、穩定性、耐久性和無滲漏水。

2、無害裂縫的基本概念

(1)裂縫的出現對結構耐久性、安全性、穩定性無影響;

(2)裂縫無滲漏水,且不貫通;

(3)裂縫寬度小於0.2mm,且不滲漏水;

(4)裂縫可自癒。

3、混凝土裂縫治理應收集的資料

(1)混凝土材料資料:水泥用量,水灰比、砂石比、砂率、外摻料(粉煤灰和外加劑);

(2)混凝土施工資料:施工時環境條件、氣象條件、氣溫條件、澆注混凝土順序,商品混凝土質量,坍落度損失,降低水化熱措施、拆模時間,拆模時間,拆模順序,混凝土的養護措施;

(3)溫度控制資料:入模溫度(入模溫度=原材料溫度+混凝土攪拌時的溫公升+混凝土運輸中的溫度)、混凝土水化熱最高內溫、混凝土內溫與表溫差,混凝土溫降梯度;

(4)結構設計資料:控制混凝土開裂的具體措施,附加防水層設定,施工縫、變形縫、後澆帶等的設定、配筋方式等。

4、混凝土裂縫調查資料

(1)裂縫出現的部位(拱、牆、底)裂縫的方向(垂直、斜交、水平),裂縫的寬度、深度、長度和延伸方向;

(2)裂縫開裂時間,有無發展;

(3)裂縫滲漏水現狀(雨季和旱季)。

5、裂縫評價

(1)裂縫的定性,應從裂縫對結構的危害程度,安全度、滲漏水情況確定;

(2)裂縫有無擴充套件的可能性,自癒的可能性;

(3)裂縫的分類及標準。

6、混凝土裂縫產生的原因(在此不論述)

混凝土裂縫產生主要是溫度變形和濕度變形的影響產生的裂縫。混凝土製作過程中,只有從原材料,配製、攪拌、運輸、澆灌、養生、綜合考濾,才能控制混凝土不出現或少出現裂縫,做到不裂不滲。

鋼筋混凝土結構上產生的裂縫,常見於非預應力受彎、受拉等構件中,以及預應力構件的某些部位。

對於各類裂縫,必須先查明其性質和產生的原因,進而確定具體的修繕方法。鋼筋混凝土結構裂縫根據

其產生的原因不同可分為荷載裂縫、溫度裂縫、乾縮裂縫、腐蝕裂縫、沉降裂縫等。

1 各種裂縫產生原因

111 荷載裂縫

結構在荷載作用下變形過大而產生的裂縫。一般多出現在構件的受拉區域、受剪區域或振動嚴重等

部位。產生的主要原因是結構設計、施工錯誤、承載能力不足、地基不均勻沉降等等。

鋼筋混凝土結構是由混凝土和鋼筋共同承擔極限狀態的承載力,結構設計師需根據地基情況,靜、動

荷載,環境因素、結構耐久性等控制荷載裂縫。從國內外有關規範可知,對結構變形作用引起的裂縫問

題,存在著兩類學派:一是設計規範規定很靈活,沒有驗算裂縫的明確規定,而由設計人員自由處理。另

一類則是設計規範有明確規定,對於荷載裂縫有計算公式並有嚴格的允許寬度限制,如我國《混凝土結構

設計規範》(gb50010 - 2002) ,工程師對結構變形裂縫控制考慮不周,是結構荷載裂縫發生過多的主要原

因。112 溫度裂縫

由大氣溫度變化、周圍環境高溫的影響和大體積混凝土施工時產生的水化熱等因素造成,水泥的水

化熱為165~250j / g ,隨混凝土水泥用量提高,起絕熱溫公升可達50 ℃~80 ℃。研究表明,當混凝土內外溫

差10 ℃時,冷縮值εc

= δtα = 0101 % ,如溫差為20 ℃~30 ℃時,其冷縮值為0102 %~0103 % ,當大於混凝

土極限拉伸值時混凝土就開裂。

113 乾縮裂縫

這類裂縫一是由於材料缺陷引起的,研究表明,水泥加水後變成水泥硬化體,起絕對體積減小,毛細

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孔縫中水逸出產生毛細壓力,使混凝土產生毛細收縮,由此引起水泥砂漿的幹縮值為011 %~012 % ,混凝

土的幹縮值為0104 %~0106 % ,而混凝土的極限拉伸值只有0101 %~0102 % ,所以引起乾縮裂縫。

114 沉降裂縫

現澆構件因地基或砌體過大不均勻沉降;模板剛度不足、支撐間距大、支撐鬆動、過早拆模等,均可導

致產生沉降裂縫。

115 腐蝕裂縫

由於有害離子cl - ,so4

2 - ,mg2 + 等侵入混凝土內部,導致鋼筋鏽蝕而使混凝土產生的後期膨脹裂縫。

2 鋼筋混凝土結構裂縫的控制措施

根據國外設計規範和我國現行《混凝土結構設計規範》(gb50010 - 2002) 及有關試驗資料,混凝土最

大裂縫寬度的大致控制標準: (1) 無侵蝕介質,無防滲要求為013~014mm; (2) 輕微侵蝕,無防滲要求為

012~013mm; (3) 嚴重侵蝕,有防滲要求為011~012mm。為了達到這樣的標準,就必須對各種裂縫採取相

應的控制措施。

211 荷載裂縫

在結構設計方面,結構設計者必須嚴格按照《混凝土結構設計規範》(gb50010 - 2002) 第811 條規定

進行裂縫控制驗算,根據不同的結構部位,採取相應的合理配筋。

212 溫度裂縫

防止因混凝土本身與外界氣溫相差懸殊,處於高溫環境的構件,應採取隔熱措施,加強養護,尤其在

氣溫高、風大且乾燥的氣候條件下更應及早噴水。對大體積混凝土應控制裂縫,大體積混凝土工程因散

熱降溫引起的冷縮比干縮更容易引起開裂,常規的溫控措施既複雜又費錢。

213 乾縮裂縫

一是可以通過改善材料效能來控制,如前提到在工程中採用的補償收縮混凝土對此種裂縫的控制也

很有效。補償混凝土是一種適度膨脹的混凝土,按國內外補償混凝土的技術要求,混凝土在溼養護期間,

在配筋率ρ = 018 %的試驗條件下,它產生的限制膨脹率為0102 %~0103 % ,在混凝土中建立的預壓應力

為012~017mpa ,這一預壓應力能夠抵消導致混凝土開裂的全部或大部分應力。與此同時推遲了混凝土

收縮的產生過程,這就是補償混凝土的抗裂原理。

214 沉降裂縫

對軟土地基進行必要的夯壓和加固處理;預製場地應夯打密實方可使用;現澆和預製構件模板應支

撐牢固,保證其強度和剛度,並應按規定時間拆模;防止雨水及施工用水浸泡地基。

215 腐蝕裂縫

保證混凝土的密實度,以阻止侵蝕介質和水、氧等的侵入;在構件表面加塗防護層。

(1)砼的收縮。收縮是砼的乙個主要特性,對砼的效能有很大影響。由於收縮而產生的微觀裂縫一旦發展則有可能引起機構物的開裂、變形甚至破壞。

(2)溫度應力。砼內的水泥在水化反應中發散出大量熱量,使砼公升溫,並與外部氣溫形成一定溫差,從而產生溫度應力。其大小與溫差有關,並直接影響到砼的開裂及裂縫寬度。

(3)配筋不足。配筋間距大、配筋率小的砼結構開裂多,無筋砼比有筋砼開裂多。鋼筋的位置要正確,保護層過大或過小都可能導致砼開裂。

(4)砼材料及配合比。配合比設計不當直接影響砼的抗拉強度,是造成砼開裂不可忽視的原因。配合比不當指水泥用量過大、水灰比大、含砂率不適當、骨料種類不佳、選用外加劑不當等,這幾個因素是互相關聯的。

(5)養護條件。養護是使砼正常硬化的重要手段。養護條件對裂縫的出現有著關鍵的影響。

在標準養護條件下,砼硬化正常,不會開裂,但只適用於試塊或是工廠的預製件生產,現場施工中不可能擁有這種條件。現場砼養護越接近標準條件,砼開裂可能性就越小。

(6)施工質量。砼澆築施工中,振搗不均勻,或是漏振、過振等情況,會造成砼離析、密實度差,降低結構的整體強度。砼內部氣泡不能完全排除時,鋼筋表面的氣泡則會降低砼與鋼筋的粘結力。

鋼筋若受到過多振動,則水泥漿在鋼筋周圍密集,也將大大降低粘結力。

混凝土裂縫的原因

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