混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因及控制措施論文

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1、混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因及控制措施論文..畢業(yè)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(yán)重影響結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)期安全和耐久運(yùn)行。本文分析了混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因和機(jī)理，從各個(gè)環(huán)節(jié)提出了預(yù)防裂縫的綜合措施，以確?；炷临|(zhì)量，減少裂縫的發(fā)生。關(guān)鍵詞：混凝土裂縫水泥水化熱溫度應(yīng)力一、混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫產(chǎn)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(jì)算的各種荷載引起的；（２）由于結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作狀態(tài)與設(shè)計(jì)模型的不同而產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)次應(yīng)力引起的裂縫；（3）由溫度、收縮、膨

2、脹、不均勻沉降等因素產(chǎn)生的變形應(yīng)力引起的裂縫，施工中可采取措施避免。（4）大體積混凝土結(jié)構(gòu)中..畢業(yè)，由于結(jié)構(gòu)截面大，水泥用量多，水泥水化釋放的水化熱能產(chǎn)生很大的溫度變化和收縮作用，是導(dǎo)致大體積混凝土溫度裂縫的主要原因。1．水化熱產(chǎn)生裂縫的機(jī)理大體積混凝土結(jié)構(gòu)的截面尺寸較大，在施工過(guò)程中，由水泥水化過(guò)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(dǎo)致體積增大。當(dāng)這種變形不受約束時(shí)，混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部不會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力。但實(shí)際上這種變形肯定會(huì)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

3、約束；另一種是由于內(nèi)部的條件不同產(chǎn)生的約束，以上兩種約束產(chǎn)生的應(yīng)力為溫度應(yīng)力。其次，濕度變化引起的混凝土內(nèi)部各單元體之間相互約束，產(chǎn)生的應(yīng)力為干縮應(yīng)力。因?yàn)闈穸葌鲗?dǎo)率遠(yuǎn)小于熱度傳導(dǎo)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(chǎn)生的應(yīng)力，稱為自身體積變形應(yīng)力；還有地基非均勻沉降、模板走樣也會(huì)產(chǎn)生變形應(yīng)力。在以上非結(jié)構(gòu)荷載作用下所產(chǎn)生的應(yīng)力中，主要是溫度應(yīng)力和變形應(yīng)力。對(duì)于大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工，當(dāng)混凝土澆筑體邊界無(wú)約束時(shí)（如底、頂板頂面），在早期水化熱溫度迅速升

4、高階段，由于混凝土內(nèi)、外散熱條件不同，形成溫度梯度，表面受拉，內(nèi)部受壓。當(dāng)拉應(yīng)力超過(guò)混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)，混凝土表面就產(chǎn)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(jié)構(gòu)邊界條件的約束時(shí)，在澆筑體中央斷面產(chǎn)生內(nèi)部拉應(yīng)力，當(dāng)該拉應(yīng)力超過(guò)混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)，混凝土整個(gè)截面就產(chǎn)生貫穿裂縫。2．溫度應(yīng)力的分析根據(jù)溫度應(yīng)力的形成過(guò)程可分為以下三個(gè)階段：（1）初期：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(gè)階段的兩個(gè)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

5、變化。由于彈性模量的變化，這一時(shí)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(shí)起至混凝土冷卻到穩(wěn)定溫度時(shí)止，這個(gè)時(shí)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，在此期間混凝土的彈性模量變化不大。（3）后期：混凝土完全冷卻以后的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)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：一是自生應(yīng)力：邊界上沒有任何約束或完全靜止的結(jié)構(gòu)，如果內(nèi)部溫度是非性分布的，由于結(jié)構(gòu)本身互相約束而出現(xiàn)的溫度

6、應(yīng)力。例如，橋梁墩身、結(jié)構(gòu)尺寸相對(duì)較大，混凝土冷卻時(shí)表面溫度低，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。二是約束應(yīng)力：結(jié)構(gòu)的全部或部分邊界受到外界的約束，不能自由變形而引起的應(yīng)力。如箱梁頂板混凝土和護(hù)欄混凝土。這兩種溫度應(yīng)力往往和混凝土的干縮所引起的應(yīng)力共同作用。要想根據(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(jì)算?；炷恋男熳兪箿囟葢?yīng)力有相當(dāng)大的松弛，計(jì)算溫度應(yīng)力時(shí)，必須考慮徐變的影響，具體計(jì)算這里就不再細(xì)述。二、裂縫控制的基本原理及措

7、施大體積混凝土的裂縫控制是指杜絕有害裂縫，同時(shí)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(chǎn)生的拉應(yīng)力，提高混凝土相應(yīng)齡期的抗拉強(qiáng)度和極限拉伸，以確?？沽寻踩纫蟆Ａ芽p控制方法采取溫差與溫度應(yīng)力雙控制方法，避免結(jié)構(gòu)物出現(xiàn)溫度裂縫，同時(shí)調(diào)整混凝土表面濕度以防止表面干縮裂縫。結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)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(dāng)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(chǎn)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，

8、形成表面裂縫；只有同時(shí)控制好這兩類降溫差，才能減小和避免裂縫的產(chǎn)生?？刂苹炷亮芽p，必須從混凝土產(chǎn)生裂縫的幾個(gè)主要原因入手，才能有效地將裂縫控制在充許范圍內(nèi)。一般分為兩個(gè)控制階段，設(shè)計(jì)階段和施工階段。設(shè)計(jì)階段由設(shè)計(jì)人員對(duì)混凝土強(qiáng)度等級(jí)、鋼筋的品種、規(guī)格、建筑物的結(jié)構(gòu)形式等統(tǒng)籌設(shè)計(jì)，有效進(jìn)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(nèi)外溫差、設(shè)置施工縫或變形縫、加強(qiáng)混凝土中的配筋率等措施來(lái)減少混凝