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1、混凝土結構裂縫產生的原因及控制措施摘?要：大體積混凝土開裂后，其性能與原狀混凝土性能相差很大，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，從各個環(huán)節(jié)提出了預防裂縫的綜合措施，以確?；炷临|量，減少裂縫的發(fā)生。關鍵詞：混凝土??裂縫??水泥水化熱??溫度應力一、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有三種：（1）由外部荷載引起的裂縫隙，按常規(guī)計算的各種荷載引起的；（２）由于結構的實際工作狀態(tài)與設計模型的不同而產生的結構次應力引起的裂縫；（3）由溫度、收縮、膨脹、
2、不均勻沉降等因素產生的變形應力引起的裂縫，施工中可采取措施避免。（4）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溫度裂縫的主要原因。1．水化熱產生裂縫的機理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，由于體積大，熱量不易散發(fā)，造成較大溫升，從而導致體積增大。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
3、內部的條件不同產生的約束，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（約為1/1600），所以，它主要在混凝土表面附近：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；還有地基非均勻沉降、模板走樣也會產生變形應力。在以上非結構荷載作用下所產生的應力中，主要是溫度應力和變形應力。對于大體積混凝土結構施工，當混凝土澆筑體邊界無約束時（如底、頂板頂面），在早期水化熱溫度迅速升高階段，由于混凝土內、外
4、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，在澆筑體中央斷面產生內部拉應力，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貫穿裂縫。2．溫度應力的分析根據溫度應力的形成過程可分為以下三個階段：（1）初期：自澆筑混凝土開始至水泥放熱基本結束，一般約30天。這個階段的兩個特征，一是水泥放出大量的水化熱，二是混凝土彈性模量的急劇變化。由于彈性模量的變化，這一
5、時期在混凝土內形成殘余應力。（2）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，這個時期中，溫度應力主要是由于混凝土的冷卻及外界氣溫變化所引起，這些應力與早期形成的殘余應力相疊加，在此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。溫度應力主要是外界氣溫變化所引起，這些應力與前兩種的殘余應力相疊加。根據溫度應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，如果內部溫度是非性分布的，由于結構本身互相約束而出現(xiàn)的溫度應力。例如，橋梁墩身、結構尺寸相對較
6、大，混凝土冷卻時表面溫度低，內部溫度高，在表面出現(xiàn)拉應力，在中間出現(xiàn)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和混凝土的干縮所引起的應力共同作用。要想根據已知的溫度準確分析出溫度應力的分布、大小是一項比較復雜的工作。在大多數情況下，需要依靠模型試驗或數值計算?；炷恋男熳兪箿囟葢τ邢喈敶蟮乃沙?，計算溫度應力時，必須考慮徐變的影響，具體計算這里就不再細述。二、裂縫控制的基本原理及措施大體積混凝土的裂縫控制是指杜絕有害裂縫，
7、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，以確保抗裂安全度要求。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(xiàn)溫度裂縫，同時調整混凝土表面濕度以防止表面干縮裂縫。結構裂縫產生的主要原因是降溫和收縮。任一降溫差包含水化熱引起的溫差和收縮當量溫差，又都可以分解為均勻降溫差和非均勻降溫差兩類。前者產生外約束力，它成為貫穿性裂縫的主要原因；后者引起自約束力，形成表面裂縫；只有同時控制好這兩類降溫差，才能減
8、小和避免裂縫的產生?？刂苹炷亮芽p，必須從混凝土產生裂縫的幾個主要原因入手，才能有效地將裂縫控制在充許范圍內。一般分為兩個控制階段，設計階段和施工階段。設計階段由設計人員對混凝土強度等級、鋼筋的品種、規(guī)格、建筑物的結構形式等統(tǒng)籌設計，有效進行裂縫控制。施工階段采取加入外加劑改善混凝土性能、降低水泥水化熱、降低混凝土內外溫差、設置施工縫或變形縫、加強混凝土中的配筋率等措施來減少混凝土的收
