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什么原因导致混凝土结构裂缝呢?
来源:www.fydql.com 发布时间:2020/6/3 14:15:48
我国著 名裂缝研究专家王铁梦教授指出:泵送大流动性混凝土的砂率偏大,增加至百分之42~百分之45,水泥胶凝材料用量增加,部分外加剂也增加混凝土的收缩,这些原因使混凝土裂缝的控制难度增加。同时王教授也指出,混凝土的沉缩变形与混凝土的流态有关,混凝土流动性越大,其相对沉降变形越大,沉缩变形几乎是普通混凝土的30~60倍。

(一)混凝土结构裂缝产生的原因

(1)荷载引起的裂缝

施工阶段,早期混凝土强度低,过早将模板、钢筋堆放于梁板上,荷载引起变形引起开裂。混凝土强度偏低时,过早拆除模板,结构自重力引起裂缝。因此,在施工过程中,不宜过早堆放钢筋及模板进行荷载。混凝土结构拆模严格依照相关标准进行,避免由于过早拆模,幼龄期混凝土受到冲击,再加上钢筋保护层过薄而造成混凝土梁板出现严重裂缝。

(2)变形引起的裂缝

由于混凝土干燥收缩、温度收缩、水化、冻胀等引起的收缩,产生裂缝。

(二)混凝土结构裂缝产生的时间

(1)早期裂缝(初凝前)

混凝土塑性状态下由于沉降、表面水分蒸发干燥收缩等原因,很容易引起混凝土早期收缩开裂。此类裂缝的出现与混凝土表面水分蒸发速率造成的失水塑性收缩有关,当混凝土表面蒸发速率大于泌水速率时,混凝土塑性收缩产生拉应力,当拉应力超过混凝土材料抗拉强度时便会产生裂缝。早期塑性失水收缩裂缝通常在混凝土表面泌水消失后0.5h~2h后出现在抗拉强度低的粗骨料周围,随着失水的继续微裂缝逐渐延伸贯通。因此,减少混凝土表面失水是减少此类裂缝的关键。
结构拉缝
(2)中期裂缝(终凝后~拆模)

随着混凝土的凝结,混凝土内部的引起开裂的动力与抵抗开裂的能力都发生变化。

1.温度开裂

伴随水泥水化的进行,混凝土结构温度升高使体积发生膨胀,之后若降温过快,便使体积快速收缩。混凝土体积的变形受到约束就可能产生裂缝。温度裂缝与混凝土温度上升、下降速度及混凝土内外温差有关。

2.自收缩开裂

水泥水化后总体积减少百分之10左右,产生水化收缩,当自收缩应力大于混凝土抗拉强度时,混凝土有可能产生裂缝。水胶比低、水泥用量大,掺合料越细,混凝土开裂也相对越严重。在混凝土中增加骨料用量,尽早提供保温保湿养护,可降低自收缩,减少混凝土裂缝产生的可能性。

(3)后期开裂(拆模后)

混凝土结构模板拆除后,若不及时养护,混凝土中的水分向外部环境散失,毛细孔隙内产生毛细管张力,使混凝土产生收缩而可能引起裂缝。这种干燥收缩自混凝土拆除模板后开始,受环境温度、湿度影响较大,拆模后及时保温保湿养护是控制裂缝的重要手段。

(三)梁板为什么容易开裂

梁板开裂既有混凝土自身原因,也有施工养护的原因。

(1)混凝土自身原因

1.砂率大,混凝土抗裂性能下降,尤其是混凝土分层,表面砂浆层过厚时,更容易产生裂缝。

2.砂石质量不合格造成混凝土坍落度损失快,工地加水致使后期收缩大,容易开裂。同时砂中的含泥量大,混凝土过黏,造成施工过振,石子下沉,表面浆体过厚容易开裂。

3.混凝土用水量偏大造成混凝土坍落度过大,浇筑后沉降遇到钢筋阻挡,保护层过薄便产生顺筋裂缝。

(2)施工方面因素

1.施工单位未进行二次抹压消除初凝前产生的塑性裂缝。

2.钢筋与线管绑扎在一起造成混凝土保护层薄,此处抗拉强度低,容易产生裂缝。

3.保湿养护不及时,表面失水过快。

4.为赶工期,使梁板结构过早荷载引起裂缝。

5.模板支撑局部下沉,使梁板结构受剪破坏。

(四)梁的开裂

(1)梁拆模后出现枣核状裂缝

钢筋混凝土梁在受拉和受压钢筋的中部,拆模后常出现中间宽两端窄,呈枣核状裂缝,一般不延伸到梁的下表面。其形成原因为:梁硬化过程中产生收缩,两端受墙、柱的约束,收缩应力大于混凝土抗拉能力时,便可能产生裂缝。梁上、下部有钢筋约束混凝土变形不会产生裂缝,而中间配筋少,拉应力差,便形成枣核状裂缝。

(2)预应力梁的开裂

预应力梁大部分强度高,胶凝材料用量大,内部温度高,拆模后不及时保温养护,当内外温差大于25℃便会产生温度应力,导致混凝土开裂。梁保湿养护不及时或保湿不到位,混凝土失水也是产生裂缝的原因。此外,梁底部地基下沉也会造成开裂。

(五)梁板(梁板柱)交界处裂缝

这类裂缝形成的原因一般是,梁板同时浇筑,由于浇筑速度过快,梁内部混凝土沉降时受到两侧模板和钢筋约束,下沉速度慢,待混凝土浇筑完成后,梁内混凝土发生后期沉降,形成沿梁板交界处产生水平横向裂缝。

同样,梁板柱同时浇筑时,柱高3~4m,混凝土浇筑后会有较大的沉降,但由于受到四周模板的约束,沉降速度比较慢,往往滞后于梁板混凝土的沉降速度,导致硬化后在交界处产生水平横向裂缝。建议先浇筑柱的混凝土,0.5~1h后进行二次振捣,在浇筑梁板混凝土。此外,浇筑墙柱时,应分层浇筑,每层厚度不超过500mm,防止浇筑厚度过大,混凝土沉降不均。

混凝土柱上端部出现网状裂缝,一般是由于混凝土浮浆造成的。浇筑混凝土时坍落度过大,振捣过程中浆体上浮至柱的上端。浆体的稳定性差,在硬化过程中受到钢筋约束的情况下产生收缩作用形成网状裂缝。


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