混凝土裂缝原因及处理

2.对出现的问题的防治和预防措施;
2.1混凝土表面出现裂缝
2.1.1裂缝出现的原因
荷载引起的裂缝的特征
弯曲裂缝
弯曲裂缝一般为垂直裂缝,是混凝土构件在弯矩作用下产生的裂缝。首先出现在弯矩最大截面的混凝土受拉区。梁、板结构的正弯矩裂缝一般位于跨中,从底缘向上发展;负弯矩裂缝位于连续梁的支点或悬臂梁的根部上缘,自上而下发展。弯曲裂缝的宽度、长度和数量均与荷载有关,开裂区域逐渐向两侧发展。
剪切裂缝
剪切裂缝又称斜裂缝。首先发生在剪应力最大的部位。一般发生在支点附近,由主拉应力引起,沿中性轴呈25°-45°开裂。随着荷载的增大,裂缝长度不断向受压区发展,裂缝数量不断
增加并分岔,裂缝区域也逐渐向跨中方向发展。剪切裂缝一旦出现,应引起高度重视并注意观察。如果裂缝长度不断发展或接近受压区,则不论其宽度如何都应与时采取加固措施。
扭曲裂缝
混凝土构件受扭转与弯曲共同作用面产生的裂缝称扭曲裂缝。此类裂缝一般呈45°倾斜,并往往会有很多条同时出现。裂缝出现后混凝土保护层会产生剥落现象。因为扭曲产生的弯矩主要由钢筋承担,所以直到钢筋滑动时,则构件完全破坏。
断开裂缝混凝土构件受拉时截面产生的裂缝称断开裂缝。这类型缝是受拉构件在荷载作用下产生的,并沿正截面开展。荷载较小时,混凝土和钢筋共同随拉应力,构件处于未开裂状态;随着荷载的逐渐增大,混凝土达到或超过抗拉极限强度而开裂,混凝土退出工作,全部拉力由钢筋承担,这是允许出现裂缝的工作状态;荷载继续增大,钢筋延伸率增大,钢筋应力达到流限,裂缝宽度超过允许值,这时构件处于接近破坏的状态。手机绑定
局部应力裂缝由局部应力引起的裂缝,主要出现在墩台、支座处受到较大局部应力的部位;构件往往因为受到突然的较大冲击荷载而产生开裂,如构件角隅处、预应力锚头或其它局部应力较大的部位。
温度应力引起的裂缝
混凝土具有热胀冷缩的性质,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,若变形遇到约束,则在结构内将产生应力,当应力超过混凝土抗拉强度时,即产生温度裂缝。引起温度裂缝的主要因素如下。
年温差
一年四季温度不断变化,但变化相对缓慢,对桥梁结构的影响主要是导致桥梁的纵向位移,一般可通过桥面伸缩缝、支座位移或设置柔性墩等构造措施加以解决,只有结构的位移受到限制时才会引起温差裂缝。
日照温差
对于桥面板、箱梁顶板或桥墩侧面在受到太阳曝晒后,温度明显高于其它部位,混凝土从表面到内部的温度变化梯度呈非线形分布。尤其现在大多桥梁都采用桥面黑化(沥青混凝土铺装),沥青材料大量吸收热量温度升高,更容易造成桥梁主体结构各部位较大的温差。由于结构受到到自身的约束作用,导致局部结构应力增大,超过其极限抗拉强度时就会出现裂缝。日照升温和骤然降温是导致结构温度裂缝的最常见原因。
骤然降温
突降大雨、冷空气袭击、日落等可导致结构外表温度突然下降,但因内部温度变化相对较慢而产生温差裂缝。
水化热
出现在施工过程中,大体积混凝土(厚度超过2.0m)浇筑之后由于水泥水化放热集中,导致内部温度很高(可达70℃以上)而由于体积大散热缓慢,施工中采取的其它散热技术措施又不当,内外温差太大,致使表面出现裂缝。
蒸气养护或冬季施工时措施不当
采用蒸气养护或冬季施工时所采取的技术措施不当,升温降温速度太快,使混凝土骤冷骤热,结构内外温度不均,而出现裂缝。真空玻璃管
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实验研究表明,高温下的混凝土强度随温度的升高而明显降低,钢筋与混凝土的粘结力也随之下降。由于受热,混凝土体内游离水大量蒸发也可产生急剧收缩而产生裂缝。
构件较大而两端受到较大约束力或构件与底模摩擦力较大,由于周围环境温度变化产生附加温度应力而产生裂缝。
新旧混凝土接缝处,沿接缝面中部的垂直方向开裂。新混凝土由于硬化时的水化热与已经硬化并冷却的旧混凝土之间有温差;另外由于旧混凝土龄期较长,收缩大部分已经完成,而新浇混凝土的收缩又受到旧混凝土的约束而产生裂缝,这在浇筑桥面铺装混凝土时由于其厚度较小面积较大尤为明显。
混凝土结构中预埋件焊接措施不当,使钢件附近混凝土产生过大温差,致使预埋件周围混凝土局部产生裂缝。
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收缩引起的裂缝
混凝土是由气态、液态、固态三相组成的假固体(指浇筑过程到养护),其XX有未水化的水泥颗粒,还需吸收周围水分。液、固相间的胶凝体,因水分散失,体积会缩小,引起收缩裂缝。混凝土收缩主要有塑性收缩、缩水收缩(干缩)和自身收缩与碳化收缩4种。
塑性收缩
塑性收缩发生在施工过程中,混凝土浇筑后约4-5h,此时水泥水化反应激烈,分子链逐渐形成,出现泌水和水分急剧蒸发,混凝土失水收缩,同时骨料因自重下沉,而此时混凝土尚未硬化,称为塑性收缩。其产生量级很大,可达1%左右,而其大小与混凝土流态有很大关系,且仅发生在混凝土浇筑初期。在骨料下沉过程中若受到钢筋阻挡,便会形成沿钢筋方向的裂缝。
缩水收缩(干缩)
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混凝土硬结以后,随着表层水分逐步蒸发,湿度逐步降低,混凝土体积减小,称为缩水收缩。因混凝土表层水分损失快,内部水分损失慢,因此产生表面收缩大、内部收缩小的不
均匀收缩,表面收缩变形受到内部混凝土的约束,致使表面混凝土承受拉力,当表面拉应力超过其抗拉极限强度时,便产生收缩裂缝。混凝土硬化后收缩主要就是缩水收缩。如配筋率较大的构件(超过3%),钢筋对混凝土收缩的约束比较明显,混凝土表面容易出现龟裂裂纹。缩水收缩产生量级可达0.02%左右。
自身收缩
自身收缩指混凝土在硬化过程中,水泥与水发生水化反应生成新的物质,导致自身体积缩小。这种收缩与外界温度无关,且可以是正的(即收缩),也可以是负的(即膨胀)。
碳化收缩
大气中的二氧化碳与水泥的水化物发生化学收缩变形。其中有的在湿度50%左右才能发生,且随二氧化碳浓度增加而加快。碳化收缩量级不大,一般可不予考虑。
将收缩裂缝作为引起裂缝的原因之一,一般来说与温差引起的裂缝相比作用小的多,特别是在非炎热的季节作用基本上可以忽略不计。而在热而干燥环境中,构件面积大而厚度小(如桥面铺装混凝土),养护不与时,收缩就会引起新混凝土的开裂。
基础变形引起的裂缝
由于基础竖向不均匀沉降或水平方向位移,使结构物中产生附加应力,超过结构物的抗拉能力,导致整个结构开裂。其主要原因如下。

本文发布于:2024-09-22 01:33:08,感谢您对本站的认可!

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