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混凝土裂缝修补的常见方法.docx

混凝土裂缝修补的常见方法

•修补方法的选择一般要考虑的因素:

1.判断裂缝是活动的还是静止的?

2.修补的主要LI的是什么?

是减少过多的渗漏、使裂缝处完全水?

是否需要加固处理?

3.裂缝产生的主要原因是什么?

4.裂缝未来的变化(数值和方向)如何?

•混凝土裂缝修补的常见方法:

1.树脂灌注法;2.表面封闭法;3.钻孔嵌塞法;4.柔性封闭法;5.表面附加钢筋法;6.灌浆法;7.干嵌填法;8.钉合法;9.聚合物浸入法(重力渗入和真空渗入);10.迭合面层和表面处理法等等。

常见的混凝土裂缝修补原理的基本要点:

1.树脂灌注法

环氧树脂是最常见的裂缝灌注材料。

它具有较高的机械强度,并能抵抗混凝土所遇到的大多数化学侵蚀,树脂可以灌入到0.05mm的裂缝。

除某些特殊的环氧树脂之外,当裂缝是活动的、有渗漏的、不能干透的或者裂缝数量极多时,通常不易采用树脂灌注法。

北京冶建工程裂缝处理中心开发的具有国际领先水平的YJ—自动压力灌浆技术是树脂灌注法的最佳工法之一。

2.聚合物浸入法

A低粘度的液态树脂可用来密封路面、桥面的不小于0.1mm的裂缝。

将树脂涂刷到表面上,或者在水平表面上沿裂缝构筑临时的堤围,使树脂溢于裂缝表面。

B更适合封闭多重无规则表面裂缝。

先将裂缝表面密封,抽去真空,使裂缝中和孔隙中的空气全部排除。

再在大气压力下用纯环氧树脂浆料注入裂缝表面中。

3.钉合法

出必须恢复主裂缝断面的抗拉强度时,使用钉合法比较适宜。

特别比较适宜在不会损坏周围结构的场合下用来锁闭活动裂缝。

用相对薄而长的金属“缝合U形钉”跨过裂缝嵌入事先开好的槽沟中,用无收缩砂浆或者环氧树脂基粘合剂来固定。

4.表面封闭法

这是最简单和最普通的裂缝修补方法。

用于修补对结构影响不大的静上裂缝,通过密封裂缝来防止水汽、化学物质和二氧化碳的侵入。

5.灌浆法

A普通水泥灌浆大体积水坝、厚混凝土墙、或者水工结沟难沂Q系牧逊欤

惺篦U⑷牍杷喊嗡II益敖疵鞏钏?

B聚合物灌注基于氨基甲酸乙酯或者丙烯酰胺聚合物的灌浆料,和水反应后形成固态沉淀物或泡沫材料,起到封闭裂缝的作用。

可在潮湿环境中使用。

6.钻孔嵌塞法

这种方法通常用来灌注墙体中的裂缝。

如果要求密封防水,孔中应填入柔性沥青来代替砂浆;如果灌注栓塞的作用比较重要,孔中则要灌注环氧树脂。

7.柔性密封法

通常将活动裂缝转变为运动节缝是比较适宜的办法。

沿裂缝边缘开一凹槽并填入适当的柔性材料。

节缝底部使用隔离层。

8.粘贴法

当运动不止作用于一个平面时,或者过度的运动已超过一个普通尺寸的凹槽所允许的范围时,或者不可以切割出槽时可使用这个方法。

用柔性的密封带盖住裂缝,仅将带的边缘部分粘住。

9•附加钢筋法

A普通钢筋首先将裂缝密闭,然后贯穿裂缝平面大约90°的方向钻孔,将环氧树脂注入孔内,再将钢筋插入孔中使之粘合成整体。

B外部施加预应力通过后张法施加应力,来加强结构件的主要部分或者封闭裂缝。

10.干嵌填法

用手工将低水灰比的砂浆连续嵌入裂缝,形成与原有混凝土结构紧密连接的密实砂浆。

先在裂缝表面开槽,大约25mm宽、25mm深,清理后涂刷界面剂、连续嵌入低水灰比的砂浆。

11•迭合面层法

当结构表面存在大量的裂缝,而且采用其它办法单独处理各个裂缝过于昂贵时,用这个方法来密闭、覆盖(不是修复)裂缝非常有效。

对于偶然出现大面积网状裂缝使用该法很有效。

12.自闭合法

混凝土依靠自身合拢裂缝称为“自闭合”,这是在存在湿气并且没有拉应力作用时发生的一种现象。

机理:

由于周圉空气和水中存在二氧化碳,使水泥浆中的氢氧化钙发生碳化作用,结果碳酸钙和氢氧化钙晶体在裂缝内析出并生长。

晶体组合交织产生一种机械粘接作用,乂被邻近晶体之间以及晶体和水泥浆及骨料表面间的化学粘接作用所增强,最后混凝土裂缝部位的抗拉强度得到一定的恢复,裂缝也被密闭了。

主要用于修补潮湿环境的结构。

整个自闭合时期的水饱和必须连续保持。

13.涂层及其它表面处理法

修复开裂的混凝土结构可以使用范围很广的表面浸渍密封剂和涂料。

如果混凝土开裂已经稳定,则可通过涂料获得成功地修补。

但不适合低温区域操作。

混凝土工程中常见裂缝问题的预防与处理措施

亠几—

—、刖言

混凝土是一种山砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均质脆性材料。

山于混凝土施工和本身变形、约束等一系列问题,硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙、气穴和微裂缝,正是由于这些初混凝土建筑和构件通常都是带缝工作的,山于裂缝的存在和发展通常会使内部的钢筋等材料产生腐蚀,降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性及抗渗能力,影响建筑物的外观、使用寿命,严重者将会威胁到人混凝土裂缝产生的原因很多,有变形引起的裂缝:

如温度变化、收缩、膨胀、不均匀沉陷等原因引起的裂缝;有外载作用引起的裂缝:

有养护环境不当和化学作用引起的裂缝等等。

在实际工程中要区别对待,根据实际情况解决问题。

二、凝土工程中常见裂缝及预防

1.干缩裂缝及预防

干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右。

水泥浆中水分的蒸发会产生干缩,且这种收缩是不可逆的。

干缩裂缝的产生主要是山于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果:

混凝土受外部条件的影响,表面水分损失过快,变形较大,内部湿度变化较小变形较小,较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束,产生较大拉应力而产生裂缝。

相对湿度越低,水泥浆体干缩越大,干缩裂缝越易产生。

干缩裂缝多为表面性的平行线状或网状浅细裂缝,宽度多在0.05、0.2mm之间,大体积混凝土中平面部位多见,较薄的梁板中多沿其短向分布。

干缩裂缝通常会影响混凝土的抗渗性,引起钢筋的锈蚀影响混凝土的耐久性,在水压力的作用下会产生水力劈裂影响混凝土的承载力等等。

混凝土干缩主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性质和用量、外加剂的用量等有关。

主要预防措施:

一是选用收缩量较小的水泥,一般采用中低热水泥和粉煤灰水泥,降低水泥的用量。

二是混凝土的干缩受水灰比的影响较大,水灰比越大,干缩越大,因此在混凝土配合比设讣中应尽量控制好水灰比的选用,同时掺加合适的减水剂。

三是严格控制混凝土搅拌和施工中的配合比,混凝土的用水量绝对不能大于配合比设讣所给定的用水量。

四是加强混凝土的早期养护,并适当延长混凝土的养护时间。

冬季施工时要适当延长混凝土保温覆盖时间,并涂刷养护剂养护。

五是在混凝土结构中设置合适的收缩缝。

2.塑性收缩裂缝及预防

塑性收缩是指混凝土在凝结之前,表面因失水较快而产生的收缩。

塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现,裂缝多呈中间宽、两端细且长短不一,互不连贯状态。

较短的裂缝一般长2(f30cm,较长的裂缝可达2、3m,宽其产生的主要原因为:

混凝土在终凝前儿乎没有强度或强度很小,或者混凝土刚刚终凝而强度很小时,受高温或较大风力的影响,混凝土表面失水过快,造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩,而此时混凝土的强度乂无法抵抗其本身收缩,因此产生龟裂。

影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间、环境温度、风速、相对湿度等等。

主要预防措施:

一是选用干缩值较小早期强度较高的硅酸盐或普通硅酸盐水泥。

二是严格控制水灰比,掺加高效减水剂来增加混凝土的坍落度和和易性,减少水泥及水的用量。

三是浇筑混凝土之前,将基层和模板浇水均匀湿透。

四是及时覆盖塑料薄膜或者潮湿的草垫、麻片等,保持混凝土终凝前表面湿润,或者在混凝土表面喷洒养护剂等进行养护。

五是在高温和大风天气要设置遮阳和挡风设施,及时养护。

3.沉陷裂缝及预防

沉陷裂缝的产生是山于结构地基土质不匀、松软,或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致;或者因为模板刚度不足,模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致,特别是在冬季,模板支撑在冻土上,冻土化冻后产生不均匀沉降,致使混凝土结构产生裂缝。

此类裂缝多为深进或贯穿性裂缝,其走向与沉陷情况有关,一般沿与地面垂直或呈30°~45。

角方向发展,较大的沉陷裂缝,往往有一定的错位,裂缝宽度往往与沉降量成正比关系。

裂缝宽度受温度变化的影响较小。

地基变形稳定之后,沉陷裂缝也基本趋于稳定。

主要预防措施:

一是对松软土、填土地基在上部结构施工前应进行必要的夯实和加固。

二是保证模板有足够的强度和刚度,且支撑牢固,并使地基受力均匀。

三是防止混凝土浇灌过程中地基被水浸泡。

四是模板拆除的时间不能太早,且要注意拆模的先后次丿了;。

五是在冻土上搭设模板时要注意采取一定的预防措施。

4.温度裂缝及预防

温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。

混凝土浇筑后,在硬化过程中,水泥水化产生大量的水化热,(当水泥用量在330〜550kg/m3,每立方米混凝土将释放出17500〜27500kJ的热量,从而使混凝土内部温度升达70°C左右其至更高)。

曲于混凝土的体积较大,大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发,导致内部温度急剧上升,而混凝土表面散热较快,这样就形成内外的较大温差,较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同,使混凝土表面产生一定的拉应力(实践证明当混凝土本身温差达到25°C~26°C时,混凝土内便会产生大致在10MP&左右的拉应力)。

当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时,混凝土表面就会产生裂缝,这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。

在混凝土的施工中当温差变化较大,或者是混凝土受到寒潮的袭击等,会导致混凝土表面温度急剧下降,而产生收缩,表面收缩的混凝土受内部混凝土的约束,将产生很大的拉应力而产生裂缝,这种裂缝通常只在混凝土表面较浅的范围内产生。

温度裂缝的走向通常无一定规律,大面积结构裂缝常纵横交错;梁板类长度尺寸较大的结构,裂缝多平行于短边:

深入和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接近平行,裂缝沿着长边分段出现,中间较密。

裂缝宽度大小不一,受温度变化影响较为明显,冬季较宽,夏季较窄。

高温膨胀引起的混凝土温度裂缝是通常中间粗两端细,而冷缩裂缝的粗细变化不太明显。

此种裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。

主要预防措施:

一是尽量选用低热或中热水泥,如矿渣水泥、粉煤灰水泥等。

二是减少水泥用量,将水泥用量尽量控制在450kg/m3以下。

三是降低水灰比,一般混凝土的水灰比控制在0.6以下。

四是改善骨料级配,掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量,降低水化热。

五是改善混凝土的搅拌加工工艺,在传统的"三冷技术"的基础上采用"二次风冷〃新工艺,降低混凝土的浇筑温度。

六是在混凝土中掺加一定量的具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂,改善混凝土拌合物的流动性、保水性,降低水化热,推迟热峰的出现时间。

七是高温季节浇筑时可以采用搭设遮阳板等辅助措施控制混凝土的温升,降低浇筑混凝土的温度。

八是大体积混凝土的温度应力与结构尺寸相关,混凝土结构尺寸越大,温度应力越大,因此要合理安排施工工序,分层、分块浇筑,以利于散热,减小约束。

九是在大体积混凝土内部设置冷却管道,通冷水或者冷气冷却,减小混凝土的内外温差。

十是加强混凝土温度的监控,及时采取冷却、保护措施。

十一是预留温度收缩缝。

十二是减小约束,浇筑混凝土前宜在基岩和老混凝土上铺设5mm左右的砂垫层或使用沥青等材料涂刷。

十三是加强混凝土养护,混凝土浇筑后,及时用湿润的草帘、麻片等覆盖,并注意洒水养护,适当延长养护时间,保证混凝土表面缓慢冷却。

在寒冷季节,混凝土表面应设置保温措施,以防止寒潮袭击。

十四是混凝土中配置少量的钢筋或者掺入纤维材料将混凝土的温度裂缝控制在一定的范围之内。

3.化学反应引起的裂缝及预防

碱骨料反应裂缝和钢筋锈蚀引起的裂缝是钢筋混凝土结构中最常见的山于化学反应而引起的裂缝。

混凝土拌和后会产生一些碱性离子,这些离子与某些活性骨料产生化学反应并吸收周围环境中的水而体积增大,造成混凝土酥松、膨胀开裂。

这种裂缝一般出现中混凝土结构使用期间,一旦出现很难补救,因此应在施工中采取有效措施进行预防。

主要的预防措施:

一是选用碱活性小的砂石骨料。

二是选用低碱水泥和低碱或无碱的外加剂。

三是选用合适的掺和料抑制碱骨料反应。

山于混凝土浇筑、振捣不良或者是钢筋保护层较薄,有害物质进入混凝土使钢筋产生锈蚀,锈蚀的钢筋体积膨胀,导致混凝土胀裂,此种类型的裂缝多为纵向裂缝,沿钢筋的位置出现。

三、裂缝处理

裂缝的出现不但会影响结构的整体性和刚度,还会引起钢筋的锈蚀、加速混凝土的碳化、降低混凝土的耐久性和抗疲劳、抗渗能力。

因此根据裂缝的性质和具体情况我们要区别对待、及时处理,以保证建筑物的混凝土裂缝的修补措施主要有以下一些方法:

表面修补法,灌浆、嵌逢封堵法,结构加固法,混凝土置换法,电化学防护法以及仿生自愈合法。

1.表面修补法

表面修补法是一种简单、常见的修补方法,它主要适用于稳定和对结构承载能力没有影响的表面裂缝以及深进裂缝的处理。

通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料,在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂,通常可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。

2.灌浆、嵌逢封堵法

灌浆法主要适用于对结构整体性有影响或有防渗要求的混凝土裂缝的修补,它是利用压力设备将胶结材料压入混凝土的裂缝中,胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体,从而起到封堵加固的LI的。

常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂、屮基丙烯酸酯、聚氨酯等化学材料。

嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法,它通常是沿裂缝凿槽,在槽中嵌填塑性或刚性止水材料,以达到封闭裂缝的U的。

常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油育、丁基橡胶等等;常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。

3.结构加固法

当裂缝影响到混凝土结构的性能时,就要考虑釆取加固法对混凝土结构进行处理。

结构加固中常用的主要有以下儿种方法:

加大混凝土结构的截面面积,在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。

4.混凝土置换法

混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法,此方法是先将损坏的混凝土剔除,然后再置换入新的混凝土或其他材料。

常用的置换材料有:

普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。

5.电化学防护法

电化学防腐是利用施加电场在介质中的电化学作用,改变混凝土或钢筋混凝土所处的环境状态,钝化钢筋,以达到防腐的口的。

阴极防护法、氯盐提取法、碱性复原法是化学防护法中常用而有效的三种方法。

6.仿生自愈合法

仿生自愈合法是一种新的裂缝处理方法,它模仿生物组织对受创伤部位自动分泌某种物质,而使创伤部位得到愈合的机能,在混凝土的传统组分中加入某些特殊组分(如含粘结剂的液芯纤维或胶囊),在混凝土内部形成智能型仿生自愈合神经网络系统,当混凝土岀现裂缝时分泌出部分液芯纤维可使裂缝重新愈合[4]。

四、结论

裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象,它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力,影响建筑物的使用功能,而且会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影响建筑物的承载能力,因此要对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待,采用合理的方法进行处理,并在施工中釆取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展,保证建筑物和构件安全、稳定地工作

碗结构的裂缝成因及控制方法简介

1引言

近年来,我国基础建设得到迅猛发展,各地兴建了大量的混凝土建筑。

在建筑物的建造和使用过程中,有关因出现裂缝而影响工程质量棋至导致结构垮塌的报道屡见不鲜。

混凝土开裂可以说是“常发病”和“多发病”,经常困扰着工程技术人员。

其实,如果釆取一定的设计和施工措施,很多裂缝是可以克服和控制的。

为了进一步加强对混凝土结构裂缝的认识,尽量避免工程中出现危害较大的裂缝,本文尽可能对混凝土、裂缝的种类和产生的原因作较全面的分析,并总结出一系列的控制方法,以方便设计、施工单位参考,达到防范于未然的作用。

2混凝土结构裂缝种类和成因

实际上,混凝土结构裂缝的成因复杂而繁多,棋至多种因素相互影响,但每一条裂缝均有其产生的一种或儿种主要原因,比如:

温度和湿度的变化,混凝土的脆性和不均匀性,以及结构不合理,原材料不合格(如碱骨料反应),模板变形,基础不均匀沉降等。

混凝土结构裂缝的种类,就其产生的原因,大致可划分

如下儿种:

2.1荷载引起的裂缝

混凝土结构在常规静、动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝,归纳起来主要有直接应力裂缝、次应力裂缝两种。

2.1.1直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝。

裂缝产生的原因有:

1、设计计算阶段,结构计算时不计算或部分漏算;计算模型不合理;结构受力假设与实际受力不符;荷载少算或漏算;内力与配筋计算错误;结构安全系数不够。

结构设计时不考虑施工的可能性;设计断面不足:

钢筋设置偏少或布置错误;结构刚度不足;构造处理不当;设计图纸交代不清等。

2、施工

阶段,不加限制地堆放施工机具、材料;不了解预制构件受力特点,随意翻身、起吊、运输、安装;不按设计图纸施工,擅自更改结构施工顺序,改变结构受力模式;不对结构做机器振动下的疲劳强度验算等。

3、使用阶段,超出设计

载荷的重型机械搬运安置过程中的接触、撞击;发生大风、大雪、地震、爆炸等。

2.1.2次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生裂缝。

裂缝产生的原因有:

1、在设计外荷载作用下,由于结构物的实际工作状态同常规计算有出入或计算不考虑,从而在某些部位引起次应力导致结构开裂。

例如两狡拱桥拱脚设计时常采用布置“X”形钢筋、同时削减该处断面尺寸的办法设计较,理论汁算该处不会存在弯矩,但实际该较仍然能够抗弯,以至出现裂缝而导致钢筋锈蚀。

2、

结构中经常需要凿槽、开洞、设置牛腿等,在常规讣算中难以用准确的图式进行模拟计算,一般根据经验设置受力钢筋。

研究表明,受力构件挖孔后,力流将产生绕射现象,在孔洞附近密集,产生巨大的应力集中。

在长跨预应力连续梁中,经常在跨内根据截面内力需要截断钢束,设置锚头,而在锚固断面附近经常可以看到裂缝。

因此,若处理不当,在这些结构的转角处或构件形状突变处、受力钢筋截断处容易出现裂缝。

实际工程中,次应力裂缝是产生荷载裂缝的最常见

原因。

次应力裂缝多属张拉、劈裂、剪切性质。

次应力裂缝也是山荷载引起,仅是按常规一般不计算,但随着现代讣算手段的不断完善,次应力裂缝也是可以做到合理验算的。

例如现在对预应力、徐变等产生的二次应力,不少平面杆系有限元程序均可正确计算,但在40年前却比较困难。

在设计上,应注意避免结构突变(或断面突变),当不能回避时,应做局部处理,如转角处做圆角,突变处做成渐变过渡,同时加强构造配筋,转角处增配斜向钢筋,对于较大孔洞有条件时可在周边设置护边角钢。

2.1.3荷载裂缝分类及其特征

荷载裂缝特征依荷载不同而异呈现不同的特点。

这类裂缝多出现在受拉区、受剪区或振动严重部位。

但必须指出,如果受压区出现起皮或有沿受压方向的短裂缝,往往是结构达到承载力极限的标志,是结构破坏的前兆,其原因往往是截面尺寸偏小。

根据结构不同受力方式,产生的裂缝特征如下:

1、中心受拉。

裂缝贯穿构件横截面,间距大体相等,且垂直于受力方向。

釆用螺纹钢筋时,裂缝之间出现位于钢筋附近的次裂缝。

2、中心受压。

沿构件出现平行于受力方向的短而密的平行裂缝。

3、受弯。

弯矩最大截面附近从受拉区边沿开始出现与受拉方向垂直的裂缝,并逐渐向中和轴方向发展。

采用螺纹钢筋时,裂缝间可见较短的次裂缝。

当结构配筋较少时,裂缝少而宽,结构可能发生脆性破坏。

4、大偏心受压。

大偏心受压和受拉区配筋较少的小偏心受压构件,类似于受弯构件。

5、小偏心受压。

小偏心受压和受拉区配筋较多的大偏心受压构件,类似于中心受压构件。

6、受剪。

当箍筋太密时发生斜压破坏,沿梁端腹部出现大于45°方向的斜裂缝;当箍筋适当时发生剪压破坏,沿梁端中下部出现约45°方向相互平行的斜裂缝。

7、受扭。

构件一侧腹部先出现多条约45。

方向斜裂缝,并向相邻面以螺旋方向展开。

8、受冲切。

沿柱头板内四侧发生约45°方向斜面拉裂,形成冲切面。

9、局部受压。

在局部受压区出现与压力方向大致平行的多条短裂缝

2.2温度变化引起的裂缝

混凝土硬化期间水泥放出大量水化热,内部温度不断上升,在表面引起拉应力。

后期在降温过程中,山于受到基础或原有混凝上的约束,乂会在混凝土内部出现拉应力。

气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力,有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力,当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时即会出现裂缝。

因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设讣和施工极为重要。

温度裂缝区别其它裂缝最主要特征是将随温度变化而扩张或合拢。

2.3收缩引起的裂缝

在实际工程中,混凝土因收缩所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(干缩)是发生混凝土体积变形的主要原因,另外还有自生收缩和炭化收缩。

塑性收缩:

发生在施工过程中、混凝土浇筑后4笃小时左右,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,因此时混凝土尚未硬化,称为塑性收缩。

塑性收缩所产生量级很大,可达1%左右。

在骨料下沉过程中若受到钢筋阻挡,便形成沿钢筋方向的裂缝。

在构件竖向变截面处如T梁、箱梁腹板与顶底板交接处,因硬化前沉实不均匀将发生表面的顺腹板方向裂缝。

为减小混凝土塑性收缩,施工时应控制水灰比,避免过长时间的搅拌,下料不宜太快,振捣要密实,竖向变截面处宜分层浇筑。

缩水收缩(干缩):

混凝土结硬以后,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(干缩)。

因混凝土表层水分损失快,内部损失慢,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,当表面混凝土承受拉力超过其抗拉强度时,便产生收缩裂缝。

混凝土硕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。

自生收缩:

自生收缩是混凝土在硬化过程中,水泥与水发生水化反应,这种收缩与外界湿度无关,且可以是正的(即收缩,如普通硅酸盐水泥混凝土),也可以是负的(即膨胀,如矿渣水泥混凝土与粉煤灰水泥混凝土)。

炭化收缩:

大气中的二氧化碳与水泥的水化物发生化学反应引起的收缩变形。

炭化收缩只有在湿度50%左右才能发生,且随二氧化碳的浓度的增加而加快。

炭化收缩一般不做计算。

2.4钢筋锈蚀引起的裂缝

山于混凝土质量较差或保护层厚度不足,混凝土保护层受二氧化碳侵蚀炭化至钢筋表面,使钢筋周围混凝土碱度降低,或山于氯化物介入,钢筋周围氯离子含量较高,均可引起钢筋表面氧化膜破坏,钢筋中铁离子与侵入到混凝土中的氧气和水分发生锈蚀反应,其锈蚀物氢氧化铁体积比原来增长约2、4倍,从而对周围混凝土产生膨胀应力,导致保护层混凝土开裂、剥离,沿钢筋纵向产生裂缝,并有锈迹渗到混凝土表面。

山于锈蚀,使得钢筋有效断面面积减小,钢筋与混凝土握裹力削弱,结构承载力下降,并将诱发其它形式的裂缝,加剧钢筋锈蚀,导致结构破坏。

要防止钢筋锈蚀,设讣时应根据规范要求控制裂缝宽度、采用足够的保护层厚度(当然保护层亦不能太厚,否则构件有效高度减小,受力时将加大裂缝宽度);施工时应控制混凝土的水灰比,加强振捣,保证混凝土的密实性,防止氧气侵入,同时严格控制含氯盐的外加剂用量,沿海地区或其它存在腐蚀性强的空气、地下水地区尤其应慎重。

2.5冻胀引起的裂缝

大气气温低于零度时,吸水饱和的混凝土出现冰冻,游离的水转变成冰,体积

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