文档介绍：浅析大体积混凝土裂缝
浅析大体积混凝土裂缝
摘要:随着国民经济的发展,大体积混凝土工程在当今建(构)筑物中得到了广泛的应用。本文主要介绍了大体积混凝土裂缝产生的主要原因、预防措施、处理方法,以供参考。
关键词:大体积混凝土;裂缝;产生原因;预防措施;处理方法
中图分类号:TV543+.6文献标识码:A
1大体积混凝土裂缝产生的主要原因分析
混凝土裂缝是混凝土结构的严重病害,裂缝产生的原因:一是结构型裂缝,是由外部荷载引起的,包括常规结构计算中的主要应力以及其他的结构次应力造成的受力裂缝。二是材料型裂缝,是由非受力变形变化引起的,主要是由温度应力和混凝土自身的收缩引起的。

混凝土浇筑后,在硬化过程中,水泥水化产生大量的水化热。且主要集中在浇筑后的7d左右,一般每克水泥可以放出500J左右的热量,如果以水泥用量350Kg/m3~550 Kg/m3来计算,每m3混凝土将放出17500KJ~27500KJ的热量,从而使混凝土内部升高(可达70℃左右,甚至更高)。由于混凝土的体积较大,大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发,导致内部温度急剧上升,而混凝土表面散热较快,使得混凝土结构内外出现较大的温差,这些温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同,使混凝土表面产生一定的拉应力。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时,混凝土表面就会产生裂缝,这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。

混凝土的干燥收缩指混凝土停止养护后,在不饱和空气中失去内部毛细孔和凝胶孔的吸附水而发生的不可逆收缩。水泥石中的凝胶体在范德华力作用下,吸引周围的凝胶颗粒,并使其相邻表面紧密接触。当凝胶体表面吸附水时,产生拆开压力。拆开压力随吸附水膜的厚度的增加(相对湿度增加)而增大,当拆开压力超过范德华力时,拆开压力迫使凝胶颗粒分开引起膨胀;相对湿度降低时,拆开压力减小,凝胶颗粒继续在范德华力的作用下吸引在一起,产生收缩。

温度收缩主要是由于混凝土内部温度随水泥水化而升高,最后又冷却到环境温度时产生的收缩。可表述为:
式中:εt——混凝土的温度变形;
αt——混凝土的热膨胀系数;
ΔT——混凝土的温度变化。
假定混凝上的热膨胀系数为10×10-6/℃,则温度下降15℃造成的热收缩量为150×10-6,如果混凝土的弹性模量为20GPa,。

水泥水化后,固相体积增加,但水泥—水体系的绝对体积则减小,其原因是水化产物与反应物的密度不同。大部分硅酸盐水泥浆体完全水化后,体积的减缩总量为7~9%。在硬化前,所增加的固相体积填充原来被水所占据的空间,使水泥石密实,而宏观体积减缩;在硬化后,宏观体积不变而水泥—水体系减缩后形成内部孔隙。
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塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现,裂缝多呈中间宽、两端细且长短不一,互不连贯状态。常发生在混凝土板或比表面积较大的墙面上,较短的裂缝一般长20~30cm,较长的裂缝可达2~3m,宽1~5mm。从外观分为无规则网络状和稍有规则的斜纹状或反映出混凝土布筋情况和混凝土构件截面变化等规则的状,深度一般3~10cm。