最新混凝土裂缝成因及分类概述资料
混凝土裂缝产生成因及防治

混凝土裂缝产生成因及防治
混凝土是建筑中常用的一种材料,但其存在着产生裂缝的风险。
混凝土材料的裂缝主要是由于应力和应变的作用下产生的。
其产生原因可以分为以下几种:
1. 质量问题:由于混凝土质量不过关,如掺杂杂质、水泥掺量不足、混凝土拌合时间过长等,就会导致混凝土的强度不够,易产生裂缝。
2. 温度变化:混凝土在不同温度下的胀、缩率不同,当温度突然变化时,混凝土会出现明显的热胀、冷缩现象,从而产生裂缝。
3. 湿度变化:混凝土在干燥或潮湿环境下易产生干缩或湿胀现象,导致混凝土内部产生应力,从而发生裂缝。
4. 设计和施工问题:若构造设计不合理、施工不规范,如模板搭设不平、振捣不到位、养护不够等,都会导致混凝土内部产生应力,从而形成裂缝。
针对以上问题,我们可以从以下几个方面进行防治:
1. 加强混凝土材料质量控制,确保混凝土材料的均匀性和稳定性,一旦发现质量问题,及时更换或调整。
2. 控制混凝土施工过程中的温度和湿度,及时采取保温降温措施,避免混凝土在高温或低温状态下出现膨胀或收缩现象。
3. 加强施工管理,针对设计和安装问题及时进行纠正和调整,确保施工过程中的各项工作的正确性。
4. 采取有效的养护措施,保持混凝土表面的湿润状态,避免干缩及干裂,同时加强混凝土内部的湿度控制,防止湿胀导致的裂缝产生。
综上所述,混凝土裂缝产生的原因较多,但通过各项措施的有效实施,可以从源头上减少裂缝产生的风险,确保建筑物的稳定性和安全性,提高其使用寿命。
混凝土裂缝产生成因及防治

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。
混凝土裂缝成因及处理方法

混凝土裂缝成因及处理方法一、成因分析混凝土裂缝是指混凝土结构中出现的裂缝现象。
混凝土裂缝的成因较为复杂,主要包括以下几个方面:1. 材料因素:混凝土材料的质量不合格、配合比设计不合理、外加剂使用不当等都会导致混凝土裂缝的产生。
例如,混凝土中水胶比过大、骨料的石粉含量过高等都会导致混凝土的收缩性增大,从而容易出现裂缝。
2. 施工因素:施工过程中的温度、湿度、震动等因素也会导致混凝土裂缝的产生。
例如,施工过程中的温度变化引起的热胀冷缩效应,以及混凝土浇筑后的震动等都会影响混凝土的结构性能,从而引发裂缝。
3. 设计因素:结构设计的不合理也是混凝土裂缝产生的原因之一。
例如,结构中存在应力集中、构件尺寸设计不合理等情况,都会导致混凝土的应力超过承载能力,从而引发裂缝。
4. 外界因素:外界环境的变化也会对混凝土结构产生影响。
例如,地震、风力、温度变化等都会引发混凝土结构中的应力变化,从而导致裂缝的产生。
二、处理方法针对混凝土裂缝的成因不同,处理方法也会有所差异。
下面介绍几种常见的处理方法:1. 补修法:对于宽度较小的裂缝,可以采用补修法进行处理。
首先,清理裂缝,将裂缝两侧的松散材料清除干净。
然后,使用专用的混凝土补修材料填充裂缝,确保填充密实。
最后,修整表面,使其与周围的混凝土表面平齐。
2. 注浆法:对于较宽、较深的裂缝,补修法可能无法达到理想效果,此时可以采用注浆法进行处理。
注浆法的原理是通过将浆液注入裂缝内部,使其与周围混凝土结合,从而修复裂缝。
在进行注浆前,需要先对裂缝进行清理和预处理,然后选择合适的注浆材料进行注浆。
3. 加固法:对于由于结构设计不合理或外界因素引起的裂缝,可以采用加固法进行处理。
加固法的原理是通过在裂缝周围增加钢筋、钢板等材料,增加混凝土结构的承载能力,从而防止裂缝的进一步扩展。
加固法需要根据具体情况进行设计,并且需要进行严格的施工操作。
4. 预防措施:除了对已经出现的裂缝进行处理外,预防裂缝的发生也是十分重要的。
混凝土常见裂缝分析

混凝土常见裂缝分析混凝土是建筑工程中常用的建筑材料,具有优良的耐久性和承载性能。
由于各种外部因素的影响,混凝土在使用过程中往往会出现裂缝。
裂缝不仅影响美观,还可能对结构的强度和稳定性产生不利影响。
对混凝土常见裂缝进行分析,能够帮助工程师有效地识别问题,并采取合适的修复措施,保障建筑结构的安全和使用寿命。
一、裂缝的分类1. 按照裂缝的性质来分:(1)收缩裂缝:混凝土在初凝和硬化过程中会产生收缩变形,从而出现收缩裂缝。
(2)热裂缝:混凝土在温度变化过程中由于不均匀膨胀或收缩,会产生热裂缝。
(3)负荷裂缝:混凝土在受到外部载荷作用时,由于材料的弯曲或扭转变形,会产生负荷裂缝。
(4)结构裂缝:由于设计、施工或使用过程中的问题,导致混凝土出现结构裂缝。
二、混凝土裂缝的成因分析1. 水泥浆的过多或者过少水泥浆过多会导致混凝土的收缩变形过大,从而产生收缩裂缝;水泥浆过少则可能造成混凝土的强度不足,容易受到外部荷载的影响而产生负荷裂缝。
2. 骨料的过粗或者过细骨料过粗会导致混凝土内部空隙过大,容易产生收缩裂缝;骨料过细则可能造成混凝土内部孔隙结构不合理,容易产生结构裂缝。
3. 配筋设计不合理混凝土结构在设计配筋时,如果未考虑到受力部位的变形情况,就容易造成裂缝的产生。
例如梁的受弯区域、柱的受压区域等部位。
4. 施工工艺不当混凝土浇筑时,如果振捣不到位、拌合时间过长、养护不当等情况都会导致混凝土裂缝的产生。
5. 外部环境影响温度变化、地震、风载等外部环境因素也会对混凝土结构产生影响,导致裂缝的产生。
三、裂缝的检测与修复1. 裂缝的检测在建筑工程中,通常会使用裂缝计、激光测距仪、超声波检测仪等工具来对混凝土裂缝进行检测。
通过检测可以确定裂缝的位置、长度、宽度等参数,从而为后续的修复工作提供依据。
2. 裂缝的修复根据裂缝的类型和成因,修复措施包括但不限于:注浆加固、粘贴复合材料、封闭橡胶条、改进结构设计等方法。
需要根据具体情况选择合适的修复方法,并严格按照规范进行施工。
混凝土裂缝的成因及防治措施

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。
混凝土桥梁裂缝分类与成因

1.按裂缝产生的外因分类
1)荷载裂缝
混凝土桥梁在常规静动荷载及次应力下产生的裂缝称为荷载裂缝,归纳起来主要有直接应力裂缝、次应力裂缝两种。
2)温度裂缝
混凝土具有热胀冷缩性质,当外部环境或结构内部温度发生变化时,混凝土将发生变形,若变形遭到约束,则在结构内部产生应力,当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。
主要因素有(1)年温差(2)日照(3)骤然降温(4)水化热(5)蒸汽养护或冬季施工措施不当,混凝土骤冷骤热,内外温度不均,也易出现裂缝
3)收缩裂缝
在实际工程中,混凝土因收缩而引起的裂缝是最常见的。
在混凝土收缩种类中,塑性收缩和缩水收缩是发生混凝土体积变形的主要原因,另外还有自生收缩和碳化收缩。
4)基础变形裂缝
5)钢筋锈蚀裂缝
6)冻胀裂缝
2.按裂缝的力学特性分裂
1)基本分类内容
(1)弯曲裂缝
(2)剪切裂缝
(3)扭曲裂缝
(4)断开裂缝
(5)局部应力裂缝
2)剪切破坏
3)影响剪切破坏的主要因素
1.普通钢筋混凝土
①剪跨比:弯矩与剪力比值的大小决定着梁的抗剪能力,剪跨比越大,梁的抗剪能力越
小
②混凝土强度等级
③纵向钢筋配筋率
4抗剪钢筋
2.预应力混凝土
1.弯矩破坏
2.剪力破坏
3.按裂缝发生的部位分类
1)腹板裂缝
1主拉应力产生的腹板斜裂缝
2锚后拉应力产生的腹板斜裂缝
3连续梁边跨端部腹板斜裂缝
4竖向正应力产生的腹板水平裂缝
2)顶、底板裂缝
3)横隔板裂缝
改类型裂缝主要为箱梁桥横隔板孔洞周围放射型裂缝和孔洞之间的竖向裂缝。
混凝土裂缝种类及形成原因

混凝土裂缝种类及形成原因混凝土裂缝的产生原因较多,主要由承载力不足、收缩、沉降、钢筋锈涨等原因造成。
在工作状态下混凝土抗拉强度低于所产生的拉应力导至混凝土开裂。
那么今天我们一起来了解了解混凝土裂缝种类及形成原因吧。
混凝土裂缝种类一、塑性收缩裂缝塑性收缩裂缝多在新浇筑并暴露于空气中的结构、构件表面出现,且长短不一,互不连贯,裂缝较,类似于干燥的泥浆面。
大多在混凝土初凝后(一般在浇筑后4h左右),当外界气温高,风速大,气候很干燥的出现。
形成原因:1、混凝土浇筑后,表面没有及时覆盖,受风吹日晒,表面游离水分蒸发过快,产生急剧的体积收缩,而此时混凝土早期强度低,不能抵抗这种变形应为而导致开裂;2、使用收缩率较大的水泥或水泥用量过多,或使用过量的粉砂;3、混凝土水灰比过大,模板、垫层过于干燥,吸收水分太大等;4、浇筑在斜坡上的混凝土,由于重为作用有向下流动产生的裂纹。
二、沉降收缩裂缝沉降收缩裂缝多沿结构上表面钢筋通长方向或箍筋上断续出现,或在理设件的附近周围出现。
裂缝呈梭形,深度不大,一般到钢筋上表面为止。
多在混凝土浇筑后发生,混凝土硬化即停止。
形成原因:混凝土浇筑振捣后,粗骨料沉落,挤出水份、空气,表面呈现泌水,而形成竖向体积缩小沉落,这种沉落受到钢筋、预理件、模板、大的粗骨料以及先期凝固混凝土的局部阻碍或约束,或混凝土本身各部位相互沉降量相差过大而造成裂缝。
三、干燥收缩裂缝宽度较细,多在0.05-0.2mm之间。
走向纵横交错,没有规律性,裂缝分布不均。
混凝土成型后,养护不当,受到风吹日晒,表面水分散失快,体积收缩大,而内部湿度变化很小,收缩也小,因而表面收缩变形受到内部混凝土的约束,出现拉应力,引起混凝土表面开裂;或者平卧长型构件水分蒸发,产生的体积收缩受到地基或垫层的约束,而出现干缩裂缝。
四、温度裂缝表面温度裂缝走向无一定规律性,梁板类长度尺寸较大的结构件,裂缝多平行于短边;大面积结构裂缝常纵横交错,表面温度裂缝多发生在施工期间,较深的或贯穿的裂缝多发生在浇后2-3个月或更长时间,缝宽受温度变化影响交明显,冬期较宽,夏季较细。
混凝土裂缝成因及分类概述

混凝土裂缝成因及分类概述根据混凝土裂缝的形状,可分为以下几种类型:1)直线型裂缝: 是一条直线状的裂缝,通常由于外荷载作用引起。
2)弧形裂缝: 是一条曲线状的裂缝,通常由于结构变形或收缩引起。
3)网状裂缝: 是一组交叉的裂缝,通常由于混凝土表面的收缩或温度变化引起。
4)环形裂缝: 是一圈圆形状的裂缝,通常由于结构变形或温度变化引起。
5)不规则裂缝: 是一些无规律形状的裂缝,通常由于多种因素引起。
3混凝土裂缝的控制措施3·1设计控制措施在混凝土结构的设计过程中,应采取一系列的措施,以控制裂缝的产生和发展。
这些措施包括:合理选择混凝土的配合比、控制混凝土的收缩率、采用预应力或增加钢筋等措施来增强混凝土的抗裂性能。
3·2施工控制措施在混凝土结构的施工过程中,应采取一系列的措施,以控制裂缝的产生和发展。
这些措施包括:控制混凝土的温度和湿度、控制混凝土的浇筑方式和浇筑时间、加强混凝土的养护等措施。
3·3维护控制措施在混凝土结构的使用过程中,应采取一系列的措施,以控制裂缝的扩展和修复裂缝。
这些措施包括:定期检查混凝土结构的裂缝情况、采取及时的修补措施、加强混凝土结构的维护等措施。
4混凝土裂缝的修补方法混凝土裂缝的修补方法主要包括以下几种:1)填缝法: 采用填充材料填充裂缝,以恢复混凝土结构的完整性。
2)灌浆法: 采用灌浆材料灌浆裂缝,以增强混凝土结构的承载能力和耐久性。
3)贴补法: 采用贴补材料贴补裂缝,以恢复混凝土结构的外观和防水性能。
4)重建法: 采用重建材料重建裂缝部位,以恢复混凝土结构的完整性和承载能力。
5)加固法: 采用加固材料加固裂缝部位,以增强混凝土结构的承载能力和耐久性。
塑性收缩裂缝是在混凝土塑性阶段形成的,通常在终凝之前出现。
其主要原因是混凝土浆体中的水分流向表面并迅速蒸发,导致毛细负压产生的收缩力使混凝土表面急剧收缩并开裂。
这种裂缝通常出现在干热和刮风天气中,呈现出较浅、中间宽、两端细、长短不一、互不连贯的特点。
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1引言混凝土是目前用量最大的一种建筑材料,广泛应用于工业与民用建筑、农林与城市建设、水利与海港工程。
然而,许多混凝土结构在建设与使用过程中出现了不同程度、不同形式的裂缝。
这不仅影响建筑物的外观,更危及建筑物的正常使用和结构的耐久性。
因此,裂缝问题倍受人们关注。
近年来,随着预拌混凝土的大力推广应用以及结构形式日趋大型化、复杂化,使得这一问题变得更为突出。
然而, 混凝土结构的裂缝是一个相当普遍的现象,大量工程实践以及近代科学关于混凝土强度的细观研究都表明结构物的裂缝是不可避免的,它是材料的一种特性。
因此,科学地对待裂缝问题是在对裂缝进行分类、研究的基础上,采取有效的措施,将裂缝的有害程度控制在允许的范围内。
本文将就混凝土结构中常见裂缝的成因、控制措施以及修补方法作一些浅要分析。
2 混凝土裂缝的分类2 • 1按裂缝的成因划分根据混凝土裂缝产生的原因,可分为结构性裂缝与非结构性裂缝两大类。
(1) 结构性裂缝由各种外荷载引起的裂缝,也称荷载裂缝。
它包括由外荷载的直接应力引起的裂缝和在外荷载作用下结构次应力引起的裂缝。
(2) 非结构性裂缝由各种变形变化引起的裂缝。
它包括温差,干缩湿胀和不均匀沉降等因素引起的裂缝。
这类裂缝是在结构的变形受到限制时引起的内应力造成的。
从国内外的研究资料以及大量的工程实践看,非结构性裂缝在工程中占了绝大多数,约为80%,其中以收缩裂缝为主导[1~5]。
2 • 2按裂缝产生的时间划分(1) 施工期间出现的裂缝[2,4] 包括塑性收缩裂缝、沉降收缩裂缝、干燥收缩裂缝、自身收缩裂缝、温度裂缝、施工操作不当出现的裂缝、早期冻胀作用引起的裂缝以及一些不规则裂缝。
(2) 使用期间出现的裂缝[4] 包括钢筋锈蚀膨胀产生的裂缝、盐碱类介质及酸性侵蚀气液引起的裂缝、冻融循环造成的裂缝、碱骨料反应引起的裂缝以及循环动荷载作用下损伤累积引起的裂缝等。
2 • 3按裂缝的形状划分裂缝按形状可分为[4]: ①纵向裂缝,平行于构件底面,顺筋分布,主要由钢筋锈蚀作用引起:②横向裂缝,垂直于构件底面,主要由荷载作用、温差作用引起;③剪切裂缝, 由于竖向荷载或震动位移引起;④斜向裂缝、八字形或倒八字形裂缝,常见于墙体混凝土梁,主要因地基的不均匀沉降以及温差作用引起;⑤X形裂缝,常见于框架梁、柱的端头以及墙面上,由于瞬间的撞击作用或者地震荷载作用引起:⑥各种不规则裂缝,如反复冻融或火灾等引起的裂缝。
此外,还有因混凝土拌和或运输时间过长引起的网状裂缝,现浇楼板四角出现的放射状裂缝或板面出现的十字形裂缝等等。
2 • 4按裂缝的发展状态划分根据裂缝所处的运动状态及其发展趋势,可分为以下两类:(1) 稳定裂缝这种裂缝不影响持久应用,包括两类。
一类是在运动过程中可以自愈合的裂缝,常见于一些新建的防水工程中,这是由于裂缝处水泥颗粒在渗漏过程中与水进一步化合,析出Ca(OH)2 晶体且部分Ca(OH)2 又与溶解在水中的CO2 发生碳化反应形成CaCO3 结晶,两者形成的凝胶物质将胶合裂缝封闭,从而渗漏停止,裂缝达到自愈。
另一类是处于稳定运动中的裂缝,如在周期性荷载作用下产生的周期性扩展和闭合的裂缝。
(2)不稳定裂缝这种裂缝将产生不稳定性的扩展,影响结构物的持久使用,应视其扩展部位,采取相应的措施。
3 混凝土常见裂缝的成因与控制措施3 • 1收缩裂缝收缩裂缝是由湿度变化引起的,它占混凝土非结构性裂缝中的主要部分。
我们知道,混凝土是以水泥为主要胶结材料,以天然砂、石为骨料加水拌合,经过浇筑成型、凝结硬化形成的人工石材。
在施工中,为保证其和易性,往往加入比水泥水化作用所需的水分多4~5 倍的水。
多出的这些水分以游离态形式存在,并在硬化过程中逐步蒸发,从而在混凝土内部形成大量毛细孔、空隙甚至孔洞,造成混凝土体积收缩。
此外,混凝土硬化过程中水化作用和碳化作用也会引起混凝土体积收缩。
根据有关试验测定,混凝土最终收缩量约为0・04%~0・06%。
可见,收缩是混凝土固有的物理特性,一般来说,水灰比越大、水泥强度越高、骨料越少、环境温度越高、表面失水越大,则其收缩值越大,也越易产生收缩裂缝。
根据收缩裂缝的形成机理与形成时间,工程中常见的收缩裂缝主要有塑性收缩裂缝、沉降收缩裂缝和干燥收缩裂缝三类,此外,还有自身收缩(化学减缩)裂缝和碳化收缩裂缝。
3 • 1 • 1塑性收缩裂缝塑性收缩裂缝发生在混凝土塑性阶段,终凝之前。
其形成原因是混凝土浆体中水分流向表面并迅速蒸发, 随着失水的增加,毛细负压产生的收缩力使混凝土表面产生急剧的体积收缩。
而此时混凝土尚未形成强度,从而致使混凝土表面开裂。
这种裂缝多出现在干热与刮风天气中,裂缝较浅,中间宽、两端细,长短不一,且互不连贯。
3• 1 • 2沉降收缩裂缝沉降收缩裂缝约在混凝土浇筑后半小时发生,并在硬化时停止。
其形成原因是浆体在浇捣后发生不均匀沉落,粗骨料下沉,水泥净浆上浮,当沉降受抑制(如钢筋或预埋件的阻挡)时,使混凝土因剪切而开裂。
此外在表面形成的浮浆层也会因泌水而开裂。
这种裂缝多出现在混凝土表面,且沿主筋或箍筋通长方向分布,中间宽两端窄,是一种常见的早期裂缝,尤其在泵送施工中更常见。
3• 1 • 3干燥收缩裂缝干燥收缩裂缝在混凝土养护完以后才出现。
其形成原因主要是由于混凝土硬化后水分蒸发引起混凝土表面干缩,当干缩变形受到混凝土内部约束时,产生较大的拉应力使混凝土表面被拉裂。
干缩裂缝一般产生在表面很浅的位置,多沿构件短方向分布,呈平行线状或网状,严重时可贯穿整个构件截面。
3• 1 • 4自身收缩裂缝自身收缩裂缝与外界湿度变化无关,而是由于水泥熟料在水化反应的过程中,反应后生成物的平均密度变小而引起体系的体积收缩(称为化学减缩)所致。
主要是由于自由水转化为水化产物的一部分,使它的比容降低1/4(即0 • 25cm3/g)。
因此, 化学减缩量的大小取决于水泥水化产物中化学结合水量的多少。
3• 1 • 5碳化收缩裂缝碳化收缩裂缝是碳化作用所产生的游离态水蒸发,引起浆体的收缩所致。
碳化作用是指大气中的C02在有水的条件下与水化产物作用生成CaC03、铝胶、硅胶以及游离态水,这部分水蒸发引起混凝土体积收缩(称为碳化收缩),其实质是碳酸对水泥石的腐蚀作用。
一般水泥水化产物的碱度与空气中C02 浓度越高且湿度适中(50%左右)时,越易发生碳化作用。
因此,这种裂缝易出现在干湿交替的环境下,而干燥或水饱和环境下不易出现;且由于裂缝处析出的碳化产物将形成凝胶,阻止CO2 进入,故一般仅发生在表面对以上收缩裂缝的防治可采取以下措施[5~8]: (1)掺加高效减水剂、泵送剂以尽量降低用水量;施工时,下料不宜过快,并振捣密实。
(2)对于早期收缩裂缝的防治,除加强早期养护外,宜在混凝土终凝前进行二次抹压,在材料上可掺加促凝剂,且宜采用早期强度高、保水性好的普通硅酸盐水泥;对于干缩裂缝的防治,可以适当延长养护时间,材料上宜选用粉煤灰水泥或中低热水泥等干缩率小的品种。
(3) 尽可能降低水泥用量,增大粗骨料的含量,且宜选用石灰岩作为粗骨料,因为它对收缩的抗裂性优于安山岩和砂岩;应严格控制骨料的含泥量,砂率不宜过大,骨料应具有良好的级配。
(4) 降低自身收缩裂缝的有效方法是尽量使用C3A 含量低的水泥,因为硅酸盐水泥熟料中C3A的化学减缩量最大,是C2S的3倍,C4AF的5倍。
(5) 防止碳化收缩裂缝关键是降低生成物的碱度,对新浇混凝土做好湿水养护,而对使用当中的混凝土结构要尽量保持干燥,在CO2等腐蚀性气体含量高的环境下要做好防腐措施。
(6) 混凝土浇筑抹光后要及时用潮湿的草垫或塑料薄膜覆盖,风季施工时应设挡风设施。
3 • 2温度裂缝温度裂缝是由于混凝土内外温差或季节气温变化过大而形成的。
在混凝土浇筑过程中,水泥水化反应将放出大量的热(一般每克水泥可放出502J热量),使混凝土内部温度升高并在一定龄期出现温峰,之后下降。
由于混凝土内部散热慢而表面散热快,必将在内外形成温差,为协调温度变形,混凝土表面将产生拉应力(即温度应力),当超过混凝土抗拉强度后将使之开裂。
这种裂缝多为贯穿性的,且较深,严重降低结构的整体刚度;一般在施工结束几个月后出现。
此外,在混凝土养护期间,若受到寒流的侵袭,也会在混凝土表面引起裂缝,但较浅,危害性也较小。
控制温度裂缝的产生主要是从降低温差入手,可采取以下的防治措施:⑴在材料方面,宜采用粉煤灰水泥或C3A和C3S含量低的低热水泥,尽量减少水泥用量,可掺加缓凝高效减水剂;对大体积混凝土,可适当掺入块石;在拌和水中掺冰屑并对骨料进行喷水冷却。
(2) 在施工方面,应合理安排施工工序,改进施工工艺,如浇筑大体积混凝土时,在混凝土中布设水管循环导热或分块分层浇筑;改善结构约束条件,如较长结构要设温度缝或后浇带,在基岩上浇筑时,要铺50~100 mm砂层以消除其嵌固作用。
(3) 在设计方面,主要是做好温度应力计算,根据可能产生的温度应力采取相应的构造措施,如适当地配置温度钢筋,分担混凝土温度应力。
(4) 此外,尚需加强混凝土养护,做好表面保温措施(如蓄水养护或覆盖潮湿的草垫等) ,适当延长拆模时间,以使混凝土表面缓慢散热;对于大体积混凝土,控制入模温度,并进行测温跟踪,控制混凝土内外温度差在25C以内。
3 • 3沉陷裂缝沉陷裂缝是建筑物建成后各部分发生不均匀沉降而引起的,多为贯穿性的,其位置与沉陷方向一致。
建筑物墙体的八字形或倒八字形的裂缝便是一种典型的沉陷裂缝。
回填土未经夯实处理,地层中含有软弱下卧层,建筑物在使用过程中地基被水(雨水、生活用水等)长期浸泡等原因都将引起建筑物的不均匀沉降,从而开裂。
另外在新建工程的地基施工中,若不做好必要的措施(如设挡土墙、地下连续墙)防止土坡失稳或地下水倒灌,会削弱相邻老建筑物的地基承载力,从而导致建筑物沉陷开裂。
在混凝土施工中,因模板刚度不足、支撑间距过大、过早拆模等因素,也会出现沉陷裂缝。
沉陷裂缝往往严重影响建筑物的外观,并危及结构的耐久性,防止其产生的控制措施有:(1)在基础设计时确保持力层的承载力与地基的均匀受力,在层高不同的部位以及新老建筑物连接处设置沉降缝。
(2)在施工中,模板要有足够的强度和刚度,并支撑可靠;另外,注意施工顺序,如先高层后低层,先主体后裙房。
(3) 施工前要做好地质勘测工作,尽量选择好的持力层,竣工后要避兔地基受到雨水等浸泡。
3 • 4其他裂缝除上述裂缝外,在结构的施工过程还会出现各种形式的施工裂缝;在结构使用过程中也会出现不同类型的腐蚀裂缝。
(1) 施工裂缝施工裂缝是由于施工中操作不当或构件本身的刚度不够等因素引起的。
如预应力工程中,张拉不当会使构件因尚末形成强度或强度不足而开裂;模板工程中,若混凝土与模板粘结则拆模或提升模板时易将混凝土拉裂;吊装工程中, 会因构件侧向配筋少、刚度差或吊点不正确等因素而出现裂缝。