摘 要:混凝土裂縫在施工中的不同階段都不同程度存在,引起裂縫的原因比較復(fù)雜,本文旨在通過對裂縫產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析探討,提出措施和建議,來避免大體積混凝土裂縫的發(fā)生。
關(guān)鍵詞:裂縫, 養(yǎng)護(hù), 措施,應(yīng)力
通過近幾年來的現(xiàn)場實(shí)踐,及查閱相關(guān)的技術(shù)資料,對混凝土裂縫產(chǎn)生的原因、現(xiàn)場混凝土溫度的控制和預(yù)防裂縫的措施進(jìn)行簡要的闡述。
一、裂縫產(chǎn)生的原因分析
混凝土中產(chǎn)生的裂縫有多種原因,主要是溫度和濕度的變化,混凝土的脆性和不均勻性,原材料不合格(如堿骨料反映),模板變形,基礎(chǔ)不均勻沉降等?;炷劣不陂g水泥放出大量水熱化熱,內(nèi)部溫度不段上升,在表面引起拉應(yīng)力,后期在降溫過程中,由于受到基礎(chǔ)或老混凝上的約束,又會在混凝土內(nèi)部出現(xiàn)拉應(yīng)力,當(dāng)這些拉應(yīng)力超出混凝土的抗裂能力時,即會出現(xiàn)裂縫。許多混凝土的內(nèi)部濕度變化很小或變化較慢,但表面濕度可能變化較大或發(fā)生劇烈變化。如養(yǎng)護(hù)不周、時干時濕,表面干縮形變受到內(nèi)部混凝土的約束,也往往導(dǎo)致裂縫?;炷潦且恢写嘈圆牧?,拉抗強(qiáng)度是抗壓強(qiáng)度的1/10左右,短期加荷時的極限拉伸變形也只有(0.6~1.0)×104,長期加荷時的極限拉伸變形也只有(1.2~2.0)×104。由于原材料不均勻,水灰比不穩(wěn)定,及運(yùn)輸和澆注過程中的離析現(xiàn)象,在同一塊混凝土中其拉強(qiáng)度又是不均勻的,存在著許多抗拉能力很低,易于出現(xiàn)裂縫的薄弱部位。在鋼筋混凝土中,拉應(yīng)力只要是由鋼筋來承擔(dān),混凝土只是承受壓應(yīng)力。在素混凝土內(nèi)或鋼筋混凝上的邊緣部位如果結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了拉應(yīng)力,則須依靠混凝土自身承擔(dān)。一般設(shè)計中均要求不出現(xiàn)拉應(yīng)力或者只出現(xiàn)很小的拉應(yīng)力,但是在施工中混凝土由溫度冷卻到運(yùn)轉(zhuǎn)時期的穩(wěn)定溫度,往往在混凝土內(nèi)部引起相當(dāng)大的拉應(yīng)力,因此掌握溫度應(yīng)力的變化規(guī)律對于進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工極為重要。
二、溫度應(yīng)力的分析
溫度應(yīng)力的形成過程可分為以下三個階段:
(1)早期:自澆筑混凝土開始至水泥放熱基本結(jié)束,一般約30天。這個階段有兩個特征,一是水泥放出大量的水化熱,二是混凝土上彈性模量的急劇變化,由于彈性模量的變化,這一時期在混凝土內(nèi)形成殘余應(yīng)力。
(2)中期:自水泥放熱作用基本結(jié)束時起至混凝土冷卻到穩(wěn)定溫度時止,這個時期中。溫度應(yīng)力主要是由于混凝土的冷卻及外界氣溫變化所引起,這些應(yīng)力與早期形成的殘余應(yīng)力相疊加,在此期間混凝土上的彈性模量變化不大。
(3)晚期:混凝土完全冷卻以后的運(yùn)轉(zhuǎn)時期。溫度應(yīng)力主要是外界氣溫變化所引起,這些應(yīng)力與前兩種的殘余應(yīng)力相疊加。
根據(jù)溫度應(yīng)力引起的原因可分為兩類:
(1)自生能力:沒有任何約束或完全靜止的結(jié)構(gòu),如果內(nèi)部溫度是非線性分布的,由于結(jié)構(gòu)本身互相約束而出現(xiàn)的溫度應(yīng)力。例如,橋梁墩身,結(jié)構(gòu)尺寸相對較大,混凝土冷卻時表面的溫度低,內(nèi)部溫度高,在表面出現(xiàn)拉應(yīng)力,在中間出現(xiàn)壓應(yīng)力。
(2)約束能力:結(jié)構(gòu)的全部或部分邊界受到外界的約束,不能自由變形而一起的應(yīng)力,如箱梁頂板混凝土和護(hù)攔混凝土;這兩種溫度應(yīng)力往往和混凝土上的干縮所引起的應(yīng)力共同作用;想要根據(jù)已知的溫度準(zhǔn)確分析出溫度應(yīng)力的分布、大小是一項(xiàng)比較復(fù)雜的工作。在大多數(shù)情況下,需要依靠模型試驗(yàn)或數(shù)值計算,混凝土的徐變使溫度應(yīng)力有相當(dāng)大的松弛,計算溫度應(yīng)力時,必須考慮徐變的影響,具有計算這里就不在細(xì)述。
關(guān)鍵詞:裂縫, 養(yǎng)護(hù), 措施,應(yīng)力
通過近幾年來的現(xiàn)場實(shí)踐,及查閱相關(guān)的技術(shù)資料,對混凝土裂縫產(chǎn)生的原因、現(xiàn)場混凝土溫度的控制和預(yù)防裂縫的措施進(jìn)行簡要的闡述。
一、裂縫產(chǎn)生的原因分析
混凝土中產(chǎn)生的裂縫有多種原因,主要是溫度和濕度的變化,混凝土的脆性和不均勻性,原材料不合格(如堿骨料反映),模板變形,基礎(chǔ)不均勻沉降等?;炷劣不陂g水泥放出大量水熱化熱,內(nèi)部溫度不段上升,在表面引起拉應(yīng)力,后期在降溫過程中,由于受到基礎(chǔ)或老混凝上的約束,又會在混凝土內(nèi)部出現(xiàn)拉應(yīng)力,當(dāng)這些拉應(yīng)力超出混凝土的抗裂能力時,即會出現(xiàn)裂縫。許多混凝土的內(nèi)部濕度變化很小或變化較慢,但表面濕度可能變化較大或發(fā)生劇烈變化。如養(yǎng)護(hù)不周、時干時濕,表面干縮形變受到內(nèi)部混凝土的約束,也往往導(dǎo)致裂縫?;炷潦且恢写嘈圆牧?,拉抗強(qiáng)度是抗壓強(qiáng)度的1/10左右,短期加荷時的極限拉伸變形也只有(0.6~1.0)×104,長期加荷時的極限拉伸變形也只有(1.2~2.0)×104。由于原材料不均勻,水灰比不穩(wěn)定,及運(yùn)輸和澆注過程中的離析現(xiàn)象,在同一塊混凝土中其拉強(qiáng)度又是不均勻的,存在著許多抗拉能力很低,易于出現(xiàn)裂縫的薄弱部位。在鋼筋混凝土中,拉應(yīng)力只要是由鋼筋來承擔(dān),混凝土只是承受壓應(yīng)力。在素混凝土內(nèi)或鋼筋混凝上的邊緣部位如果結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了拉應(yīng)力,則須依靠混凝土自身承擔(dān)。一般設(shè)計中均要求不出現(xiàn)拉應(yīng)力或者只出現(xiàn)很小的拉應(yīng)力,但是在施工中混凝土由溫度冷卻到運(yùn)轉(zhuǎn)時期的穩(wěn)定溫度,往往在混凝土內(nèi)部引起相當(dāng)大的拉應(yīng)力,因此掌握溫度應(yīng)力的變化規(guī)律對于進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工極為重要。
二、溫度應(yīng)力的分析
溫度應(yīng)力的形成過程可分為以下三個階段:
(1)早期:自澆筑混凝土開始至水泥放熱基本結(jié)束,一般約30天。這個階段有兩個特征,一是水泥放出大量的水化熱,二是混凝土上彈性模量的急劇變化,由于彈性模量的變化,這一時期在混凝土內(nèi)形成殘余應(yīng)力。
(2)中期:自水泥放熱作用基本結(jié)束時起至混凝土冷卻到穩(wěn)定溫度時止,這個時期中。溫度應(yīng)力主要是由于混凝土的冷卻及外界氣溫變化所引起,這些應(yīng)力與早期形成的殘余應(yīng)力相疊加,在此期間混凝土上的彈性模量變化不大。
(3)晚期:混凝土完全冷卻以后的運(yùn)轉(zhuǎn)時期。溫度應(yīng)力主要是外界氣溫變化所引起,這些應(yīng)力與前兩種的殘余應(yīng)力相疊加。
根據(jù)溫度應(yīng)力引起的原因可分為兩類:
(1)自生能力:沒有任何約束或完全靜止的結(jié)構(gòu),如果內(nèi)部溫度是非線性分布的,由于結(jié)構(gòu)本身互相約束而出現(xiàn)的溫度應(yīng)力。例如,橋梁墩身,結(jié)構(gòu)尺寸相對較大,混凝土冷卻時表面的溫度低,內(nèi)部溫度高,在表面出現(xiàn)拉應(yīng)力,在中間出現(xiàn)壓應(yīng)力。
(2)約束能力:結(jié)構(gòu)的全部或部分邊界受到外界的約束,不能自由變形而一起的應(yīng)力,如箱梁頂板混凝土和護(hù)攔混凝土;這兩種溫度應(yīng)力往往和混凝土上的干縮所引起的應(yīng)力共同作用;想要根據(jù)已知的溫度準(zhǔn)確分析出溫度應(yīng)力的分布、大小是一項(xiàng)比較復(fù)雜的工作。在大多數(shù)情況下,需要依靠模型試驗(yàn)或數(shù)值計算,混凝土的徐變使溫度應(yīng)力有相當(dāng)大的松弛,計算溫度應(yīng)力時,必須考慮徐變的影響,具有計算這里就不在細(xì)述。