钢筋混凝土结构裂缝产生的原因及预防.doc

钢筋混凝土结构裂缝产生的原因及预防.doc钢筋混凝土结构裂缝产生的原因及预防
摘要:本文重点分析建筑钢筋混凝土结构裂缝产生的各种原因,并根据多方面的科学研究和大量工程实践提出控制钢筋混凝土结构裂缝的预防措施。
关键词:钢筋混凝土结构;裂缝;原因分析;预防措施;裂缝处理
1 前言
近年来,随着钢筋混凝土结构的长大化和复杂化,以及商品混凝土的大量推广和混凝土强度等级的提高,结构裂缝出现机率大大增加,有些已危及结构的安全性和耐久性,有的地下工程裂渗已影响其使用功能。笔者根据长期的科学研究和大量工程实践,提出钢筋混凝土结构裂缝原因及控制、预防措施,供工程界参考,不妥之处请指正。
2 结构裂缝产生的原因及预防
结构裂缝产生的原因很复杂,根据国内外的调查资料,引起裂缝有两大类原因,一种由外荷载(如静、动荷载)的直接应力和结构次应力引起的裂缝,其机率约20%;一种是结构因温度、膨胀、收缩和不均匀沉降等因素由变形变化引起的裂缝,其机率约80%。裂缝发生与材料、设计、施工和维护有关,现作以下分析。

在变形裂缝中收缩裂缝占有80%的比例,从混凝土的性质来说大概有:
干燥收缩
研究表明,水泥加水后变成水泥硬化体,其绝对体积减小。每l00克水泥水化后的化学减缩值为7~9ml,如混凝土水泥用量为35Okg/m3,则形成孔缝体积约25~30l/m3之巨。这是混凝土抗拉强度低和极限拉伸变形小的根本原因。研究表明,每lOO***泥浆体可蒸发水约6ml,如混凝土水泥用量为350kg/m3,当混凝土在干燥条件下, 则蒸发水量达2ll/m3。毛细孔缝中水逸出产生毛细压力,使混凝土产生“毛细收缩”。%~%;%~%。%~%,故易引起干缩裂缝,干燥收缩裂纹出现在接近1年龄期内。
温差收缩
对于强度要求较高的混凝土,水泥用量相对较多,水泥水化是个放热过程,其水化热为l65~250焦尔/克,随混凝土水泥用量提高,其绝热温升可达50~80℃。研究表明,当混凝土内外温差1 0℃时,产生的冷缩值εC= △T/α= 10/l10-5=%,如温差为20~30℃时,~%,~%,因而冷缩常引起混凝土开裂。

混凝土初凝之前出现泌水和水份急剧蒸发,引起失水收缩,此时骨料与水泥之间也产生不均匀的沉缩变形,它发生在混凝土终凝之前的塑性阶段,故称为塑性收缩。其收缩量可达1%左右。在混凝土表面上,特别在抹压不及时和养护不良的部位出现龟裂,宽度达l~2mm,属表面裂缝。水灰比过大,水泥用量大,外加剂保水性差,粗骨料少,振捣不良,环境温度高,表面失水大等都能导致混凝土塑性收缩而发生表面开裂现象。
自生收缩
密闭的混凝土内部相对湿度随水泥水化的进展而降低,称为自干燥。高水灰比的普通混凝土(OPC)由于毛细孔隙中贮存大量水分,自干燥引起的收缩压力较小,所以自生收缩值较低而不被注意。但是,低水灰比的高性能混凝土(HPC) 则不同,早期强度较高的发展率会使自由水消耗较快,以至使孔体系中的相对湿度低于80%。而HPC结构致密,外界水泥很难渗入补充,在这种条件下开始