大体积混凝土裂缝的类型#一类特选_第1页
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文档简介

1、大体积混凝土中的裂缝根据其深度分为哪些类型?大体积混凝土施工技术专题一、大体积混凝土裂缝的分类裂缝根据其开裂程度可分为表面裂缝和渗透裂缝;根据其在结构表面的形状,可分为网状裂纹、爆裂裂纹、不规则短裂纹、纵向裂纹、横向裂纹、斜向裂纹等;根据其发展,裂缝可分为稳定裂缝和不稳定裂缝、愈合裂缝和不愈合裂缝。根据时间的不同,裂缝可分为混凝土硬化前的塑性裂缝和混凝土硬化后的裂缝。裂缝根据其成因可分为荷载裂缝和变形裂缝。荷载裂缝是指由动荷载和静荷载直接作用引起的裂缝。变形裂缝是指由不均匀沉降、温度变化、湿度变化、膨胀、收缩和徐变等变形因素引起的裂缝。在水电工程中,裂缝一般分为三种类型:贯通裂缝、深裂缝和表面

2、裂缝。贯通缝是指贯穿整个仓库的水平和垂直缝,或坝块接缝深度大于两个浇筑块的裂缝,或边缝长度大于8-10m或坝块宽度1/3的裂缝。其中,基础混凝土贯穿缝最为严重,破坏了大坝的整体性。如果不进行处理,将会改变大坝运行期间的应力状态。深缝表面缝宽0.2 0.4毫米,深1 5米,长2米以上,小于坝块宽度的1/3,或贯穿23个浇筑层(层厚小于3米)。这些接缝大部分是由表面接缝逐渐膨胀形成的,这比贯穿接缝的危害要小。一般来说,它们也应该被处理,或者只有表面应该被封闭。表面裂缝占所有裂缝的绝大多数,这些裂缝又窄又浅,有时可以自己封闭。损坏程度小,一般不需要处理,但上游侧较大的表面接缝应关闭。目前很难避免这种

3、裂缝,但应引起重视,并及时改变形成裂缝的条件,防止其逐渐发展成深裂缝。坝面的永久暴露也应影响外观,防护措施应从防裂开始。1.收缩裂缝。混凝土收缩导致收缩裂缝。影响混凝土收缩的主要因素是用水量和水泥用量。用水量和水泥用量越高,混凝土的收缩越大。不同水泥品种的干缩和收缩量不同。混凝土逐渐散热和硬化引起的收缩会产生很大的收缩应力。如果收缩应力超过混凝土当时的极限抗拉强度,混凝土就会出现收缩裂缝。在大体积混凝土中,即使水灰比不低,自收缩值也不大,但其与温度收缩的叠加会增加应力,因此自收缩长期以来一直被作为水工大坝施工中的一项性能指标来测量和考虑。2.温差裂缝。混凝土内外温差过大会导致裂缝。主要影响因素

4、是水泥水化热导致混凝土内部与混凝土表面温差过大。尤其是大体积混凝土更容易出现这种裂缝。大体积混凝土结构一般需要一次性整体浇筑。浇注后,水泥的水化热是由水化引起的。由于混凝土体积较大,聚集在内部的水泥水化热不容易消散,混凝土内部温度会显著升高,而混凝土表面会迅速散热,产生较大的温差,造成混凝土内部的压应力和表面的拉应力。此时,凝结时间短,抗拉强度很低。当温差引起的表面拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时,混凝土表面就会出现裂缝。3.稳定性裂缝。稳定性裂缝表现为裂缝,主要是由水泥稳定性不合格引起的。二、问题的分析1具体原因1.1混凝土收缩变形约束裂缝混凝土收缩和温度变形应由约束引起约束拉伸裂纹温度收缩

5、裂缝混凝土浇筑后,在凝结过程中及初凝时水泥水化快、放热大的混凝土具有较高的入模温度(如高于300)混凝土的措施不当和浇筑后的养护阶段(混凝土内部温度和表面温度之间的温差大于25,表面温度和环境空气温度之间的温差大于25,混凝土迅速冷却)温度收缩裂缝。干燥收缩裂缝湿胀干缩是水泥混凝土的固有特性。混凝土硬化后,内部自由水将被表面吸收逐渐蒸发,固化水泥浆体的体积因失水而发生变化,导致混凝土收缩裂缝。即使混凝土中的水泥完全水化,硬化的水泥浆体也含有28%的孔隙,但常用的混凝土水灰比较大,水泥不能完全水化,混凝土的孔隙率约为50%。混凝土中间的水存在于孔隙中,部分水存在于CSH凝胶中。混凝土干燥时,首先

6、,孔径较大的毛细孔中的水分因蒸发而流失,而孔径较小的毛细孔中的吸附水、胶体和胶体层之间的孔隙水相继减少,造成明显的收缩,导致混凝土干燥收缩裂缝。水泥成分、骨料的种类、种类和用量、水泥和水的用量和水灰比、矿物掺合料和外加剂的种类和用量、环境条件(相对湿度、温度和风速)、组分尺寸等。所有这些对干燥收缩裂缝都有不同的影响。1.2混凝土结构应力裂缝由设计荷载或其他外力引起的混凝土结构裂缝。设计中未考虑的设计荷载范围内或超出设计荷载范围的混凝土构件的功能;或者设计计算的截面尺寸不足,或者钢材消耗量不足,或者钢材配置位置不当;或者由于支撑点的沉降差异,或者由于地震和台风,混凝土中可能会出现裂缝。1.3化学

7、收缩和自生干燥收缩裂缝在混凝土的凝结和硬化过程中,水化后水泥的总体积小于反应前水泥和水的总体积,这导致水泥石收缩并变成化学收缩,也称为水化收缩。这种收缩会导致混凝土出现微裂缝。在混凝土凝固和硬化过程中,硬化水泥浆中的未水化水泥继续水合。当没有外部水源时,或者当水泥水化的需水量比外部供水率大时,水化所需的水从凝胶孔隙中吸收水,并且水从孔隙中消失。这种混凝土的质量没有下降,但气孔是“干”的,成为混凝土的自干。在没有外部水源的情况下,随着水泥水化的发展,毛细系统中凹形液面的出现会在水泥浆体中产生拉应力,导致收缩。这种收缩称为混凝土的自收缩或自干收缩,混凝土产生的裂缝称为自干收缩裂缝。当有外部水源与孔

8、隙网络中的孔隙连通时,孔隙中不会有凹陷的液面,因此不会有拉应力和自生干燥收缩。1.4塑性收缩裂缝塑性收缩裂缝是新拌混凝土凝结过程中表面水分蒸发而产生的裂缝。当新浇混凝土表面的水分蒸发大于混凝土内部自上而下的泌水速度时,表面会失水收缩,并受到表面下部混凝土的约束而形成裂缝。塑性收缩裂纹通常是短而浅的,而且大多是无序裂纹。水泥用量大、水泥细、用水量大的混凝土容易塑性开裂;添加一些矿物混合物和缓凝剂也会增加塑性收缩;在高温、低湿、多风的环境下,混凝土表面的水分蒸发很快,容易出现塑性裂缝。塑性沉降裂缝是指由于组成材料密度不同、骨料不均匀下沉或堵塞下沉而在新浇混凝土顶面形成的塑性沉降裂缝。混凝土坍落度大

9、,凝聚力差,容易产生塑性沉降裂缝。塑性沉降裂缝1.5此外,由于施工工艺不当、构件选择不当和使用环境的影响,混凝土出现裂缝。根据形成的原因,裂缝可大致分为以下五类:1.收缩裂缝:由于干湿材料的变化,墙体表面一般呈网状,界面上可能形成两种不同的材料。2.温度裂缝:由热胀冷缩变形引起,一般是沿圈梁的水平裂缝、沿窗角的垂直裂缝和沿房屋顶层(平屋顶)的窗角或内纵墙的斜裂缝(房屋两端有许多裂缝,但中间基本没有裂缝);沿着附在墙上的烟囱也有界面。3.沉降裂缝:由于地基不均匀沉降,墙体出现八字形和倒八字形斜裂缝;灰缝粉化和压缩引起的上部水平裂缝;支座沉降等引起的钢筋混凝土梁竖向开裂。4.变形裂缝:变形引起的墙

10、体交叉裂缝,由纵横墙连接的竖向裂缝;倾斜等引起的断裂。5.结构裂缝:因荷载作用而产生的荷载裂缝,如主梁下墙柱的多条竖向裂缝;梁板中间的横向和水平裂缝、斜向裂缝以及周边和贯穿裂缝;支座侧剪切斜裂缝;受拉构件横向裂纹等。五、大体积混凝土施工温度裂缝控制技术措施1大体积混凝土是指最小截面尺寸大于1m的混凝土结构。与普通钢筋混凝土相比,它具有结构厚、体积大、混凝土量大、工程条件复杂、施工工艺要求高等特点。在大体积混凝土硬化期间,一方面,水泥水化过程中会释放大量的水化热,使结构构件具有“热膨胀”的特性;另一方面,当混凝土硬化时,它具有“收缩”的特性,这将直接破坏混凝土结构并导致结构中的裂缝。因此,在混凝

11、土硬化过程中,必须采取相应的技术措施来控制混凝土硬化过程中的温度,保持混凝土内外的合理温差,控制温度应力,避免混凝土产生结构裂缝。2大体积混凝土裂缝的原因大体积混凝土桥墩和桥台或基础的裂缝是由多种因素引起的。各种裂纹的主要影响因素如下:(1)收缩裂缝。混凝土收缩导致收缩裂缝。影响混凝土收缩的主要因素是用水量和水泥用量。用水量和水泥用量越高,混凝土的收缩越大。不同水泥品种的干缩和收缩量不同。(2)温差裂缝。混凝土内外温差过大会导致裂缝。主要影响因素是水泥水化热导致混凝土内部与混凝土表面温差过大。尤其是大体积混凝土更容易出现这种裂缝。大体积混凝土结构一般需要一次性整体浇筑。浇注后,水泥的水化热是由水化引起的。由于混凝土体积较大,聚集

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