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全面介绍清水混凝土产生裂缝的原因有哪些

2020/1/10 11:37:11

清水混凝土是最重要的土木工程材料之一。它是一种人造石材料,由胶凝材料、颗粒骨料(又称骨料)、水、添加剂和必要时按一定比例添加的外加剂组成,经过均匀搅拌、密实成型和固化硬化而成。

下面是普通清水混凝土产生裂缝的原因

一、温度变化引起的裂缝

清水混凝土具有热胀冷缩的特性。当结构的外部环境或内部温度发生变化时,清水混凝土就会变形。如果变形受到限制,将在结构中产生应力。当应力超过清水混凝土的抗拉强度时,就会产生温度裂缝。在一些大跨度桥梁中,温度应力可能达到甚至超过活载应力。温度裂缝区别于其他裂缝的最重要特征是它会随着温度的变化而膨胀或闭合。

二、荷载引起的裂缝

清水混凝土在正常静、动荷载和二次应力作用下的裂缝称为荷载裂缝,可概括为直接应力裂缝和二次应力裂缝。直接应力裂纹是指由外部载荷引起的直接应力产生的裂纹,而二次应力裂纹是指由外部载荷引起的二次应力产生的裂纹。

荷载裂缝的特征因荷载不同而不同。这种裂纹主要出现在受拉区、剪切区或振动严重的部位。然而,必须指出的是,如果在压缩区域中沿着压缩方向存在剥落或短裂纹,这通常是结构达到承载能力极限的迹象,并且是结构失效的前兆,原因通常是横截面尺寸小。

三、地基础变形引起的裂缝

由于基础的不均匀垂直沉降或水平位移,结构中产生附加应力,超过清水混凝土结构的抗拉能力,导致结构开裂。

四、收缩引起的裂缝

在实际工程中,清水混凝土收缩引起的裂缝最为常见。在清水混凝土收缩类型中,塑性收缩和收缩(干缩)是清水混凝土体积变形的主要原因,此外还有自收缩和碳化收缩。清水混凝土收缩裂缝的特点是大部分属于表面裂缝,裂缝宽度较薄且纵横交错,形成不规则形状的裂缝。

五、冻胀引起的裂缝

当大气温度低于零时,被水饱和的清水混凝土将冻结,自由水将转化为冰,体积将膨胀9,清水混凝土将产生膨胀应力。同时,清水混凝土凝胶孔隙中的过冷水(冻结温度低于-78度)在微观结构中迁移和重新分布,导致渗透压、增加清水混凝土中的膨胀力、降低清水混凝土强度并导致裂缝。特别是,清水混凝土在初凝时冻结最严重,清水混凝土的强度损失可达30年老化。冬季施工中预应力管道灌浆后,如果不采取保温措施,也可能出现管道方向冻胀裂缝。

六、钢筋锈蚀引起的裂缝

由于清水混凝土质量差或保护层厚度不足,清水混凝土保护层被二氧化碳腐蚀碳化到钢筋表面,降低了钢筋周围清水混凝土的碱度,或者由于氯离子的介入,钢筋周围氯离子含量相对较高, 其可使钢筋表面的氧化膜破坏钢筋中的铁离子,侵入清水混凝土中的氧和水发生腐蚀反应,铁锈氢氧化铁的体积比原来增加约2-4倍,从而对周围清水混凝土产生膨胀应力,使保护层清水混凝土开裂、脱落,沿钢筋纵向产生裂缝。

为防止钢筋腐蚀,设计应控制裂缝宽度,并根据规范要求采用足够的保护层厚度(当然保护层不应太厚,否则会降低构件的有效高度,受力时会增加裂缝宽度);施工过程中,应控制清水混凝土水灰比,加强振捣,保证清水混凝土密实度,防止氧气侵入,严格控制含氯盐添加剂的用量,特别是在沿海地区或其他空气和地下水有腐蚀性的地区。

七、施工工艺质量引起的裂缝

在清水混凝土结构浇筑、构件制造、模板吊装、运输、堆放、组装和吊装过程中,如果施工工艺不合理,施工质量差,容易出现纵向、横向、斜向、垂直、水平、表面、深而透的裂缝,特别是细长薄壁结构。裂缝的位置、方向和宽度因原因而异。

八、施工材料质量引起的裂缝

清水混凝土主要由水泥、砂、骨料、混合水和外加剂组成。用于清水混凝土配置的不合格材料可能导致结构裂缝。以上是具体的相关事宜,我希望对您有所帮助。


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