混凝土裂縫形成機(jī)理探究

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1、混凝土裂縫形成機(jī)理探究摘要：混凝土的主要缺點(diǎn)是抗拉強(qiáng)度低，難以獨(dú)立承擔(dān)拉應(yīng)力，易于開(kāi)裂。而本文正是針對(duì)混凝土裂縫形成機(jī)理的研究。關(guān)鍵詞：混凝土;裂縫;形成機(jī)理Abstract:Themaindrawbackofconcretewaslowtensilestrength,difficulttobearthepullingstress,iseasytocrack.Andthisispreciselyforconcretecrackformingmechanismresearch.Keywords:concrete;crack;formationmechanism中圖分類

2、號(hào)：TU377文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1.混凝土裂縫形成機(jī)理1.1混凝土裂縫的分類情況混凝土裂縫可按產(chǎn)生原因、有害程度、深度與結(jié)構(gòu)截面尺寸關(guān)系等因素進(jìn)行分類，不同的分類標(biāo)準(zhǔn)表征著不同的意義。1.1.1按產(chǎn)生原因分類(l)荷載作用引發(fā)的裂縫(結(jié)構(gòu)性裂縫約占10%);(2)變形作用引發(fā)的裂縫(非結(jié)構(gòu)性裂縫約占80%);(3)混合作用(荷載與變形共同作用)所致的裂縫(約占5%一10%);7(4)堿骨料反應(yīng)造成的裂縫(AAR、ASR堿硅酸反應(yīng)、堿碳酸鹽反應(yīng)，超量CaO，MgO膨脹應(yīng)力引起的裂縫所占比例小于1%);(5)慣性力引起的裂縫。1.1.2按裂縫的有害程度分類(1)有

3、害裂縫(輕度，其寬度略超規(guī)定20%;中度。超規(guī)定50%;重度，超規(guī)定100%)指貫穿結(jié)構(gòu)截面的裂縫及淺層裂縫(抵達(dá)受力鋼筋部位)，對(duì)有抗?jié)B、防腐、防輻射有特殊要求的有害裂縫寬度應(yīng)根據(jù)具體要求專門(mén)規(guī)定;(2)無(wú)害裂縫(微觀裂縫，表面裂縫，一定程度宏觀裂縫)，微觀裂縫屬于混凝土這種脆性材料的固有缺陷，它的寬度只有2月m一5月m，主要有粘著裂縫、水泥石裂縫和骨料裂縫三種，以上三種微觀裂縫，以粘著裂縫和水泥石裂縫居多，而骨料裂縫較少。微觀裂縫在混凝土中的分布是不規(guī)則的，沿截面是不貫穿的。因此，有微觀裂縫的混凝土可以承受拉力，但結(jié)構(gòu)物的某些受拉力較大的薄弱環(huán)節(jié)，微觀裂縫在拉力

4、作用下，很容易申連貫穿全截面，最終導(dǎo)致較早的斷裂。當(dāng)表面裂縫超過(guò)允許寬度，長(zhǎng)度較短，斷斷續(xù)續(xù)，對(duì)使用功能有影響時(shí)，仍按有害裂縫處理。1.1.3按裂縫深度(h)與截面厚度(H)關(guān)系分類7(l)表面裂縫(h三0.IH)，混凝上內(nèi)部溫度高、表面溫度低，則形成溫度梯度，使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，而表面產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力超過(guò)混凝土的極限抗拉強(qiáng)度時(shí)，混凝土表面就會(huì)產(chǎn)生裂縫。(2)淺層裂縫(h<0.5H)，此類裂縫并不會(huì)危及結(jié)構(gòu)的安全，但因其有進(jìn)一步發(fā)展的可能性，必須適當(dāng)加以控制。(3)深層裂縫(0.SH三h

5、的。若能對(duì)混凝土內(nèi)外溫差控制適當(dāng)，則基本上可避免出現(xiàn)深層裂縫。(4)貫穿裂縫(h=H)，混凝土澆筑一定時(shí)間后，水泥水化熱基本已釋放，混凝土從最高溫度開(kāi)始逐漸降溫，降溫的結(jié)果引起混凝土收縮，再加上混凝土中多余水分蒸發(fā)等引起的體積收縮變形，受到地基和結(jié)構(gòu)邊界條件的約束，不能自由變形，導(dǎo)致產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)該拉應(yīng)力超過(guò)混凝土即時(shí)極限抗拉強(qiáng)度時(shí)，混凝土整個(gè)截面就會(huì)產(chǎn)生貫穿性裂縫。貫穿裂縫是危害最大的一種裂縫，它切斷了結(jié)構(gòu)的全斷面，破壞了結(jié)構(gòu)的整體性、耐久性、防水性等，影響結(jié)構(gòu)的正常使用[27l。所以，應(yīng)當(dāng)采取一切措施，堅(jiān)決控制貫穿裂縫的產(chǎn)生。2.大體積混凝土溫度裂縫成因分析大體

6、積混凝土早期溫度裂縫的產(chǎn)生與多種因素相關(guān)聯(lián)，主要涉及水泥水化熱、內(nèi)外約束情況、外界氣溫走勢(shì)、鹼收縮變形等方面3.水泥水化熱的影響7水泥在水化反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生大量的水化熱，這成為大體積混凝土內(nèi)部溫升的主要熱量來(lái)源，試驗(yàn)證明每克普通硅酸鹽水泥放出的熱量可達(dá)500J。由于大體積混凝土截面尺寸大及混凝土導(dǎo)熱性能較差，水化熱集聚在硅結(jié)構(gòu)內(nèi)部難以散失，所以會(huì)引起混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度急驟攀升。實(shí)測(cè)資料顯示l29]，由水化熱引發(fā)的溫升值，在水利水電工程中大都集中于15℃一25℃，而在建筑工程中絕大多數(shù)在20℃一30℃之間。水泥水化熱引起的混凝土溫升與所采用的水泥品種和水泥用量有關(guān)。一般

7、來(lái)說(shuō)，當(dāng)水泥中的硅酸三鈣和鋁酸三鈣的含量高時(shí)，水化熱就會(huì)較大，而且集中在早期;混凝土中水泥用量大，水化熱也會(huì)隨之增大。大體積混凝土測(cè)溫試驗(yàn)研究表明，水泥水化熱在1一3d內(nèi)放出的熱量最多，大約占總水化熱量的50%左右，而且在此期間溫升梯度最大;混凝土內(nèi)部溫度極值一般出現(xiàn)在澆筑完成后的3~5d內(nèi)。4.內(nèi)外約束條件的影響混凝土內(nèi)外溫度的升降與必然引起體積變化，在收與縮的變形過(guò)程中，限制其自由變形的阻力即來(lái)自于約束作用，按照約束因素在混凝土體內(nèi)與體外的不同，可以將其分為內(nèi)約束與外約束。大體積混凝土結(jié)構(gòu)與其體外結(jié)構(gòu)之間的約束作用稱為外約束。混凝土內(nèi)部各單元之間的相互約束稱