混凝土常见裂缝种类及分析示意图

2混凝土结构的空载裂纹混凝土结构是我国工程结构中最常见和应用最广泛的结构形式之一。但是，由于混凝土结构的自组织材料(低抗拉强度)，在使用条件下容易出现裂纹，因此这里的裂纹不是微裂纹，而是肉眼可见的宏观裂纹，其宽度必须大于0.05mm。混凝土结构的典型裂缝可以分为两类：一类是载荷作用下结构在特定部分的拉伸应力超出材料拉伸强度而产生的裂缝，也称为“载荷裂缝”。另一类是混凝土材料的收缩变形、温度变化和钢筋在混凝土中的腐蚀等引起的裂缝，也称为“非荷载裂纹”。目前国内外对荷载作用引起的“荷载裂缝”进行了较为深入的研究，建立了相关的理论和控制标准，其他原因引起的“空载裂缝”主要规定了设计和施工中防止和减轻的一些施工措施，目前还没有建立有效的计算理论和控制措施，本文以混凝土结构的“空载裂缝”为主要研究对象进行了分析。2.1空载裂纹分类2.1.1混凝土硬化前新拌混凝土的塑性裂缝塑料裂纹的主要原因是：a)塑性状态下新拌混凝土凝结收缩引起的塑性收缩裂缝；b)塑料状态的新型混合混凝土，因力不均匀或沉没而引起的塑性沉降裂缝；c)成型状态的混凝土因模板变形、支架下沉或施工过程中的扰动、移动等引起的其他塑性裂纹。2.1.2硬化混凝土早期收缩裂缝硬化混凝土的早期收缩裂缝主要包括干燥裂缝、自收缩裂缝和温度收缩裂缝。1)干燥收缩裂缝干燥时收缩，潮湿时膨胀是水泥基混凝土材料的固有特性，主要原因是混凝土内的固体水泥浆料体积取决于含水量。混凝土骨料对混凝土体积的变化起到了很大的制约作用，使混凝土体积的变化远低于水泥浆体积的变化。在硬化水泥浆体中，部分水在浆液的毛细气孔中，而大部分水在水泥硅酸钙凝胶中。混凝土干燥时首先丢失的是较大孔隙中的自由水分。但是这很少引起固体体体积的变化，只有极小的孔径毛细管间隙数和凝胶体内的吸附数和胶体的层间间隙数减少时，才会产生明显的收缩。目前混凝土的干燥收缩机制还没有完全阐明，一般认为，干燥时混凝土内的间隙水力发生变化，胶凝粒子的表面张力增加，胶凝体内膨胀蒸汽压力减少，以及被称为层间水的综合结果。2)自收缩裂缝自生收缩是水泥水化引起的收缩，不属于干燥收缩。水泥水化本身会引起体积膨胀，但是加入水化反应的水的体积加起来，水化前后水泥和水的总体积就会减少。在硬化的水泥浆体中，未水合的水泥继续水合，是自身收缩的主要原因。自收缩主要发生在混凝土硬化初期，一般认为混凝土可以在开始硬接合后的几天或几周内完成自收缩。水-水泥比的变化对干燥收缩和自收缩的影响相反，如果水-水泥比降低，混凝土的干燥收缩会减少，自收缩会增加。如果水-水泥比大于0.5，则与干燥收缩相比，自收缩可以忽略。但是，如果水-水泥比小于0.35，混凝土内的相对湿度将迅速下降到80%以下，自我收缩和收缩都接近一半。水-水泥比低于0.17时，自收缩率占100%；干燥0时，即使在干燥的环境下，水也不会向外蒸发；水-水泥比小的高性能混凝土自收缩过程开始于水化速度高峰的头几天；湿度梯度先引起表面裂缝，然后出现内部裂缝；混凝土变形受到限制时，收缩裂缝进一步出现是高强混凝土裂缝的最大原因之一。3)温度收缩裂缝引起混凝土早期体积变化的主要原因是温度收缩，温度对早期混凝土的收缩裂缝起着重要作用。混凝土在凝结及初期过程中释放出大量水化热，混凝土内部温度与外部环境有很大差异，当温度应力或温度变形超过混凝土的抗拉强度或极限抗拉值时，就会产生裂缝。在工程实践中，尤其是在大体积混凝土结构中，控制混凝土的温度收缩裂缝是最重要的。项目中经常出现的“非荷载裂缝”主要是由混凝土的干燥收缩*温度收缩引起的，并且有很多裂缝因为混凝土的干燥收缩和温差变形的双重作用。2.1.3项目的典型收缩裂缝图下面列出了混凝土收缩裂缝的许多示例，有助于总结和总结工程(见图1)中收缩裂缝的分析和判断。混凝土梁的裂缝类型及原因2.1梁侧面垂直裂纹1)力裂缝裂缝特征：裂缝位于混凝土梁的中间，中间跨度裂缝宽度通常最大，垂直裂缝下方宽度较小，沿梁的两侧透明。请参阅图1。原因分析：混凝土荷载下下部拉伸区钢筋与混凝土共同作用，拉伸区边缘纤维变形大于混凝土弯曲极限拉伸变形时，拉伸区混凝土开裂。这种裂纹是由支撑力引起的，出现裂纹时，有一定的展开宽度，沿光束高度延伸到一定高度，大部分下宽变窄。裂缝后，钢筋的应力在裂缝前突然增加，会穿过中间段产生几个裂缝。2)温度裂缝接缝特征：接缝基本上均匀分布在梁周围，每个接缝宽度相似，垂直接缝宽度窄，沿梁透明。请参阅图2。原因分析：这些裂纹目前在顶部表面有不适当的隔热层，或在施工中由于暴光，梁板下表面温差很大。梁板表面温度高，混凝土膨胀变形大，底部表面温度低，混凝土膨胀变形小，产生变形差异。变形引起的拉伸应力大于混凝土拉伸强度时，应力集的梁顶部区域出现垂直裂缝，释放变形能量。3)混凝土收缩裂缝裂缝特征：裂缝位于混凝土梁跨度或1/3处，对于连续梁，裂缝基本上沿整个长度均匀分布。间隙取决于梁截面大小和保持条件，每个裂缝宽度仅与混凝土质量稳定时裂缝基本相同宽度的混凝土相应位置的材料差异有关。单个垂直裂纹基本上上下相等，部分裂纹中间宽度两端窄，沿梁两侧透明。请参阅图3。原因分析：混凝土浇筑后的收缩变形主要集中在塑性收缩阶段，此时对湿气的要求也很大，由于维护不当，混凝土塑性收缩裂缝容易发生，裂缝位置受自材料和连续梁长度的影响。产生混凝土梁全剖面收缩变形、裂纹面、裂纹贯穿整个剖面的应力释放面。4)箍筋表面混凝土收缩裂缝裂缝特征：主要是混凝土梁的侧面和底面的圆周裂缝，裂缝位置与梁内的箍筋位置相对应，打开检查时发现裂缝仅在箍筋混凝土保护层范围内，每个裂缝宽度基本相同。请参阅图4。原因分析：箍筋表面混凝土比其他部分厚度薄，因此混凝土收缩时容易发生应力集中，以后硬化在这个薄弱的面上沿着箍筋位置不会出现裂缝。这些裂缝仅存在于箍筋混凝土保护层范围内，箍筋内部混凝土不受影响。2.2梁侧根斜应力裂纹裂口特征：裂口位于混凝土梁布线的剪切区域或弯曲外部端点，一个或多个梁布线低，在梁中间方向约45度的斜裂缝。请参阅图5。原因分析：这种类型的裂缝是由剪切应力和压缩应力相结合的混凝土梁在倾斜截面中的承载力不足引起的。首先，梁底部出现垂直裂缝，顶部倾斜(倾斜载荷作用点)形成斜裂缝，当载荷增加到一定水平时，在多个斜裂缝中形成一个主要斜裂缝，即“临界斜裂缝”。混凝土梁截面较小或剪切钢筋配置不足时，很容易发生这种损坏。此外，注意混凝土梁中有墙时是否形成墙梁构件，避免了墙荷载仅传播到此标高梁，而实际底部混凝土墙梁传递顶部多层荷载的力模型错误造成的损坏。2.3沿钢筋方向的裂缝裂缝特征：裂缝对应于混凝土梁主筋位置或箍筋位置，裂缝较大时，混凝土保护层会脱落，钢筋上会出现锈皮。请参阅图6。原因分析：混凝土梁内钢筋腐蚀后体积膨胀，混凝土保护层膨胀和裂缝损伤，钢筋腐蚀与环境温度和湿度以及干湿交替、环境中腐蚀性物质(气体、液体、固体)、混凝土中氯离子含量有关。裂纹宽度的限制结构安全性应从承载力、结构和不可持续承载的位移(或变形)和裂缝四个方面决定，裂缝的性质和裂缝大小是判断安全性的重要因素。上述裂纹中，混凝土梁的法向应力裂纹和梁侧根处的斜应力裂纹均属于应力裂纹，温度裂纹、混凝土收缩裂纹、箍筋表面混凝土收缩裂纹均属于非应力裂纹，裂纹宽度的极限应根据民用建筑可靠性鉴定标准 GB 50292-1999 4.2.5，4.2.6确定。，骨料方面(1)骨料含泥，干燥收缩大，水泥和骨料的粘结不理想(2)碱骨料反应吸收水，水合反应膨胀骨料；3、混凝土下沉和出血倒入混凝土后，在凝结水过程中下沉，形成分泌物，下沉量约为注入高度的1%。沉没被钢筋混凝土或周围混凝土约束时，也会出现裂缝。二、建设的理由(1)混合材料不均匀性：由于混合不均匀，材料的膨胀性和收缩性的差异，导致局部部分裂纹。(2)长时间混合：混凝土运输时间太长，长时间混合突然停止后，快速硬化引起的异常凝结导致网状裂纹。(3)肿胀速度太快了。例如，如果把混凝土快速浇筑一次，下面的混凝土不够凝固，就会下沉，出现裂缝。(4)交叉接缝：浇筑时间过长，先浇筑的混凝土凝固，接缝混凝土不连续。这是结构出现裂缝的起始位置，将是结构的支撑力和耐久性的缺陷。三、载荷引起的裂纹四、温度裂缝五、收缩裂缝第六，不均匀沉降引起裂缝。七、钢筋腐蚀引起的裂纹八、冻结溶解引起的裂纹一、蜂巢(1)不允许混合比测量，碎石等级不好。(2)搅拌不均；(3)模板泄漏；(4)振动不足或泄漏。(5)一次浇筑，土太厚，层层形成不好，混凝土传送不好，无法掌握振动质量；(六)自由落体高度超过规定，混凝土分离、石头拔河；(7)振动器损坏或监控过程中停电造成的泄漏。(8)振动时间不足，未排除气泡。1、预防和控制措施包括：严格控制混合比例，严格测量，经常检查。混凝土必须完整均匀。消隐高度大于2米，用弦管或溜槽；分层冲裁、分层捣固、防渗；堵住严格的模板空隙，注入时随时检查泄漏情况。2、处理方法如下：小蜂窝，洗涤后1: 2水泥砂浆压实；小心包装成大蜂窝、弱松散颗粒、洗涤后盆地、高强度等级细石混凝土；深蜂窝可以在其中铺上注浆管和排气管，在表面涂上砂浆，或浇上混凝土封闭后进行水泥灌浆处理。第二，麻棉(1)像“蜂巢”一样的原因；(2)模板清洗不干净或取出太早，模板粘合；(3)脱模剂涂层不均匀性或渗漏刷；(4)木模具没有喷水，混凝土表面脱水成粉末。(5)浇注时间太长，模板挂了太多灰，没有及时清洗，抛光表面变得不稠密；(6)振动时间不足，未排除气泡。1、预防和控制措施包括：模板要清理干净，浇混凝土之前木模板要充分湿润，钢模板要均匀刷漆。严格的板缝，肿胀，随时处理泄漏的纸浆；振动必须完全稠密。2、处理方法：表面不粉刷，表面不粉刷，亚麻部分充分湿润后，用水泥砂浆抹平。三、洞(1)连同蜂窝的原因；(2)钢筋太密，混凝土骨料太粗，很难把灰放下来震动；(3)洞口，坑底模板没有排气口，混凝土内有安全气囊。集中使用高强度细石混凝土，精心分层或人工缝纫。两侧必须同时冲裁，用力振动。及时清除掉的混凝土碎片。1、处理方法：孔周围松散的混凝土，用高压水冲洗，成型后，小心地用高强度的细石混凝土浇筑。四、肋(1)像“蜂巢”一样的原因；(2)不允许加工钢筋骨架的屋顶附着模板；(3)保护层垫不足；(4)钢筋太密。(5)无钢筋的定位措施，钢筋位移拟合。1、预防措施混凝土浇筑之前，钢筋和保护层垫应正确定位，木质模板应充分湿润。钢筋密集时，粗骨料应选择适当粒度的石头。根据设计要求保证混凝土配合比和兼容性；2，处理方法：表面金钢洗净后在表面涂1: 2水泥砂浆，如果炉根深，则处理好界面后用高水平细石混凝土填充压缩。五、烂根(1)模板根部间隙堵塞(2)浇前与混凝土混合成分相同的无石砂浆；(3)混凝土和易燃性差，水灰色比大卵石底深。(4)铸造高度太高，混凝土集中在一个地方，混凝土高或石头急。(5)震动。(6)模特清洁不干净，湿润不好。某些结构允许根据该条件有一定宽度的裂缝。但是，在施工中，可以通过尽可能有效的技术措施，防止出现裂缝，尽量减少裂缝的数量和宽度，特别是防止有害裂缝的发生，确保工程质量。裂缝是由外部载荷(例如构造和使用阶段的静态载荷、动态载荷等)引起的裂缝。变形(包括温度、湿度变形、不均匀沉降等)引起的裂纹；制造、脱模、维护、堆叠、运输、吊装等施工作业造成的裂缝唇方向：水平、垂直、水平、垂直、垂直、倾斜、径向。裂纹深度包括穿透、深裂纹和表面裂纹。1、塑料裂纹：1)现象：裂缝出现在结构表面，形状非常不规则，长度多样，类似于彼此不均匀的干泥面。在大多数混凝土浇筑初期(通常在浇筑后4小时左右)，混凝土本身与外部温度相差很大，或者自身温度高于40 ，而气候干燥时会发生这种情况。塑料裂纹，也称为裂纹，属于收缩裂纹，普遍出现。2)原因分析：a，浇混凝土后，未及时复盖表面，被风晒，表面自由水分蒸发得太快，引起体积急剧收缩。此时混凝土的初始强度很低，不抵抗这些变形应力，导致裂缝。b，使用收缩较大的水泥，过多使用水泥，或过多使用淤泥。c，混凝土水灰比太大，模板太干。3)预防措施：a，制造混凝土时，要严格控制水的灰分和水泥量，选择分级好的巨石，降低孔极率和沙粒率；同时要振动，减少收缩量，提高混凝土抗裂性。b