資源描述：
《混凝土結構裂縫產生原因及控制措施研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、混凝土結構裂縫產生原因及控制措施研究 摘要大體積混凝土結構開裂后，其性能與原狀混凝土性能相差很大，則嚴重影響結構的長期安全和耐久運行。本文分析了混凝土結構裂縫產生的原因和機理，并從各個環(huán)節(jié)提出了預防裂縫的綜合措施，用以確?；炷恋馁|量，減少裂縫的發(fā)生?！ ￡P鍵詞：混凝土；裂縫；水泥水化熱；溫度應力 混凝土結構裂縫產生原因及控制措施研究 一、混凝土結構裂縫產生的原因 鋼筋混凝土結構的裂縫產生的原因主要分為三個：由于結構的實際工作狀態(tài)與設計模型的差異而產生的結構次應力引起的裂縫；由外部荷載引起的
2、裂縫縫隙，按常規(guī)計算的各種荷載而引起的；由溫度差、收縮、膨脹、不均勻沉降等因素產生的變形應力而引起的裂縫，施工中可以采取措施避免。大體積混凝土結構中，由于結構截面大，水泥用量多，水泥水化釋放的水化熱能產生很大的溫度變化和收縮作用，是導致大體積混凝土裂縫的主要原因。 水化熱產生裂縫的機理 1、大體積混凝土結構的截面尺寸較大，在施工過程中，由水泥水化過程中釋放出大量水化熱量，由于混凝土體積大，熱量散發(fā)不易，造成溫升較大，從而導致混凝土體積增大。當這種變形不受約束時，混凝土結構內部不會產生應力。但實際
3、上這種變形肯定會受到約束，約束有兩種。一是混凝土與外部環(huán)境溫度差異引起的約束；另一種是由于內部的條件而不同產生的約束，以上兩種約束產生的應力為溫度應力?！ ?、其次，濕度變化引起的混凝土內部各單元體之間相互約束，產生的應力為干縮應力。因為濕度傳導率遠小于熱度傳導率，所以，它主要產生在混凝土表面附近：另外，混凝土自身體積變形不能自由伸縮所產生的應力，稱為自身體積變形應力；還有地基不均勻沉降、模板走樣也會產生相應的變形應力。在以上非結構荷載的作用下所產生的應力中，主要是溫度應力和變形應力。對于大體積混凝
4、土結構施工中，當混凝土澆筑體的邊界無約束時，在早期水化熱的溫度迅速升高階段，由于混凝土內、外散熱條件不同，形成溫度梯度，表面受拉，內部受壓。當拉應力超過混凝土抗拉強度時，混凝土表面就產生裂縫。在混凝土的降溫階段，混凝土的溫差引起的變形加上混凝土的體積收縮變形，受到地基和結構邊界條件的約束時，在澆筑體的中央斷面產生了內部拉應力，當該拉應力超過混凝土抗拉強度時，混凝土整個截面就產生了貫穿裂縫?！ ?、現澆鋼筋混凝土結構梁、板產生裂縫的原因，綜合歸納起來可以分為兩大類：一是由于設計失誤、實際施工不當等原因
5、導致的結構性裂縫；二是由于混凝土本身的收縮和溫差作用所產生的非結構性裂縫。有關資料統計及大量的工程實踐表明，一般工程中結構性裂縫約占20％，大部分為收縮和溫差裂縫約占80％，這些非結構性裂縫可以通過設計和施工階段采取相應的技術措施進行預防，從而將其控制在現行規(guī)范所允許的范圍之內。從大量的工程實踐中我們可以發(fā)現，建筑結構中混凝土的收縮和溫差裂縫所出現的位置與構件部位和形狀關系的規(guī)律基本相同或類似?！ 囟葢Φ姆治觥 「鶕囟葢Φ男纬蛇^程，將其可分為以下三個階段： 1、初期：自澆筑混凝土開始至水泥
6、放熱基本結束，一般約需30天。這個階段有兩個特征，一是混凝土彈性模量的急劇變化，二是水泥放出大量的水化熱。由于彈性模量的變化，這一時期在混凝土內形成了殘余應力?！ ?、中期：自水泥放熱作用基本結束時起至混凝土冷卻到穩(wěn)定溫度時止，這個過程時間中，溫度應力主要是由于混凝土的冷卻和外界氣溫的變化所引起，這些應力與早期形成的殘余應力相疊加，在這個期間混凝土的彈性模量變化不大。 3、后期：混凝土完全冷卻以后的運轉時期。溫度應力主要是由外界氣溫變化所引起的，這些應力與前兩種的殘余應力相疊加?！ ?、根據溫度應
7、力引起的原因可分為兩類：一是自生應力：邊界上沒有任何約束或完全靜止的結構，如果內部溫度是非線性分布的，由于結構本身互相約束而出現的溫度應力的。例如，橋梁墩身、結構尺寸相對較大，混凝土冷卻時表面溫度低，內部溫度高，在結構表面出現拉應力，在結構中間出現壓應力。二是約束應力：結構的全部或部分邊界受到外界的約束，不能自由變形而引起的應力。如箱梁頂板混凝土和護欄混凝土。這兩種溫度應力往往與混凝土的干縮所引起的應力相互共同作用。要根據已知的溫度準確分析出溫度應力的分布、大小是一項比較煩瑣的工作。在大多數的情況下
8、，是需要依靠模型試驗或數值計算?；炷两Y構的徐變使溫度應力有相當大的松弛，計算溫度應力時，必須考慮徐變產生的影響，具體計算這里就不再細述。 二、裂縫控制的基本原理及預防措施 大體積混凝土結構的裂縫控制是指杜絕有害裂縫，同時減少或避免不影響使用的混凝土表面裂縫。裂縫控制原理是：降低混凝土外部約束與非線性降溫和收縮所產生的拉應力，提高混凝土相應齡期的抗拉強度和極限拉伸，以確保混凝土抗裂的安全度要求。裂縫控制方法采取溫差與溫度應力雙控制方法，避免結構物出現溫度裂縫，同時
