文档介绍：大体积混凝土裂缝成因分析及预防措施
大体积混凝土裂缝成因分析及预防措施
摘要:近年来,越来越多的大体积水泥混凝土工程应用于各个领域,但随着时间的推移裂缝问题逐渐暴露出来。由于这些工程混凝土的使用量大,大体积混凝土硬化时要释放出大量的水化热,将导致混凝土内部温度过高,经常出现很多裂缝,严重影响工程质量。所以如何减少大体积混凝土的裂缝对保证工程质量显得非常重要。从设计、施工及选材等几个方面来分析大体积混凝土结构出现裂缝的原因,并讨论了相应要采取的措施。
关键词:混凝土裂缝产生原因预防控制
中图分类号: TV543 文献标识码: A
大体积混凝土是指最小断面任何一个方向尺寸大于1m以上,一次性浇筑量较大的混凝土结构,其尺寸已大到必须采取相应技术措施降低其温差,控制温度应力与裂缝开展的混凝土。大体积混凝土与普通混凝土相比,具有结构厚、体形大、钢筋密、一次浇筑量多,施工难度大等特点。大体积混凝土除需满足普通混凝土强度、刚度、整体性和耐久性等要求外,还必须控制混凝土温度变形裂缝的产生和发展。由于大体积混凝土施工条件复杂、施工情况各异,砼原材料质量性能差别很大,因此控制砼温度裂缝就不单纯是结构理论问题,还涉及到结构计算与设计、材料组成和其物理力学指标、施工工艺等方面的综合技术问题。
一、裂缝产生原因分析
目前对大体积混凝土的破坏机理,普遍达成以下共识:混凝土在浇筑、形成过程中存在毛细孔隙及材料的裂隙缺陷,在外界因素作用下,这些缺陷部位将产生高度的应力集中,并逐渐扩展发展,形成大体积混凝土体中的微裂纹。另一方面,大体积混凝土体中各相的结合界面是最薄弱的环节,在外界因素作用下,将脱开而形成截面裂隙,并发展成微裂纹。若外界因素继续作用,混凝土体中的微裂纹经过汇集、贯通的过程而形成宏观裂缝。同时,宏观裂纹的端部又因应力集中而出现新的微裂纹,甚至出现微裂纹区,这又将发展成新的宏观裂缝或体现为原有宏观裂纹的延伸。如此反复交替,宏观裂缝必将沿着一条最薄弱的路径逐渐扩展,最后使混凝土完全断开而破坏。因此,大体积混凝土材料的破坏过程实际上是损伤、损伤积累、宏观裂纹出现、损伤继续积累、宏观裂缝扩展交织发生的过程。
建筑工程中的大体积混凝土结构中,由于结构截面大,水泥用量多,水泥水化所产生的热量不能及时排散而产生温度变化和收缩作用。由此产生的温度收缩应力是导致砼产生裂缝的主要原因。温度裂缝有表面裂缝和贯通裂缝两种。砼表面裂缝一般无规则可言,且深度小于钢筋保护层厚度;而贯通裂缝是在大体积混凝土强度发展过程中,由于温差超过一定限度(一般按20-25℃考虑)而引起的温差变形以及砼失水引起的体积收缩变形,受到地基或其它结构的约束限制时引起拉应力超过混凝土抗拉极限强度时可能产生贯通整个混凝土截面的裂缝。这两种裂缝对结构物均具有危害性。
二、控制裂缝开展的方法
混凝土表面裂缝在无侵蚀性有害气体或液体的使用环境下对结构的危害较小,而贯通裂缝由会影响结构的整体性、耐久性,严重的会产生结构断裂,影响结构的正常使用。有效控制表面裂缝的开展,防止贯通裂缝的发生可采取多种方式:
1、从设计方面可以如下措施:
①、设置永久性伸缩缝:在超长的现浇砼结构中间设置若干变形缝,以释放大部分变形。在设计中便考虑了每跨设置一道变形缝。变形缝一般控制在40-60m左右。