混凝土工程裂縫的研究_畢業(yè)設(shè)計(編輯修改稿)
2024-10-05 17:28 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 土大，約為普通混凝土的 1d 的齡期為基準(zhǔn)，相對濕度 70%左右的環(huán)境下，最終的收 縮變形為左右。影響其干縮變形的主要原因可分為內(nèi)外兩個方面：內(nèi)因涉及單方水泥用量、用水量、水灰比、骨料以及 5 構(gòu)件大?。煌庖騽t涉及環(huán)境的相對濕度、干燥時間等。 （ 2）水化收縮 水泥和水反應(yīng)后生成物體積，會比反應(yīng)前水泥和水的體積有所減小；水化反應(yīng)的同時，絕對體積也會減小，即產(chǎn)生水化收縮。 （ 3）混凝土自身收縮 所謂自身收縮，是指在外部無水分供應(yīng)時，水泥漿的骨架形成后，伴隨著水泥水化反應(yīng)的逐步完成，水泥漿中誰被消耗，也會形成彎液面而發(fā)生負(fù)壓，出現(xiàn)的收縮現(xiàn)象。 （ 4）干濕引發(fā)的體積變化 硬化后 混凝土結(jié)構(gòu)雖然是穩(wěn)定的，但在水中或高濕度的地方，會有與吸收水而產(chǎn)生膨脹，稱為潤濕膨脹。影響其膨脹的主要原因有：混凝土中的單方用水量、水泥用量、水灰比、骨料及構(gòu)件的大小、混凝土沁水前的干燥狀態(tài)以及水中存放期限等。 溫度裂縫 溫差裂縫主要是由于溫度差或由于溫度變通過混凝土熱脹冷縮效應(yīng)而引起混凝土開裂的。其中可分為兩類。 一類為由于混凝土內(nèi)部存在一個溫度差 ,從而內(nèi)部產(chǎn)生溫度效應(yīng)力而導(dǎo)致混凝土開裂的。這一般發(fā)生厚度大于等于 1m 的大體積混凝土中，出現(xiàn)時間一般在混凝土硬化過程中和硬化早期， 其溫度變化來源與水泥水化反應(yīng)過程中所釋放的水化熱，在混凝土表面由于熱量散發(fā)比混凝土內(nèi)部快，因而在混凝土表面和內(nèi)部形成一個溫度梯度，產(chǎn)生溫差，從而產(chǎn)生溫度應(yīng)力，當(dāng)溫度應(yīng)力大于混凝土抗拉強度時，混凝土就會產(chǎn)生裂縫，此類型裂縫有貫穿的，也有不貫穿的。對于大體積混凝土，溫升引起的膨脹是極度危險。由于混凝體積大，聚積在混凝土內(nèi)部的熱量不易散發(fā)，導(dǎo)致混凝土內(nèi)部溫度升高；而混凝土表面散熱很快，這樣就形成了溫差很大的內(nèi)表溫差，使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，表面產(chǎn)生拉應(yīng)力。當(dāng)表面來應(yīng)力超過混凝土的極限抗拉強度時，就會在混凝土表面產(chǎn) 生裂縫。同時，隨著水化反應(yīng)的減弱，混凝土將逐步降溫，在降溫過程中則會引起混凝土的收縮變形；加上混凝土多余水分蒸發(fā)也會引起體積變化，當(dāng)受到地基和結(jié)構(gòu)邊界的約束，會產(chǎn)生很大的收縮拉應(yīng)力，當(dāng)收縮拉應(yīng)力大于混凝土的抗拉應(yīng)力時，混凝土就會產(chǎn)生貫穿整個截面的裂縫。 另一類溫差裂縫并不是開裂混凝土本身內(nèi)部有溫度差所引起的，而是出于整個混凝土結(jié)構(gòu)中局部混凝土構(gòu)建所受環(huán)境溫度的變化，通過熱脹冷縮效應(yīng)，對與其相關(guān)的構(gòu)件產(chǎn)生拉應(yīng)力。當(dāng)這個來自于外部的拉應(yīng)力大于混凝土抗拉強度時，混凝土就會開裂。此類裂縫出現(xiàn)的時間較晚，一 般在混凝土硬化后 1~2 年才出現(xiàn)，一旦出現(xiàn)通常是貫通的，寬度一般為≦ ，但個別局位也會大于 。例如，在建筑物的東西兩端墻角混凝土樓板處，由于墻角兩側(cè)的混凝墻體受太陽的照射，溫度升高，產(chǎn)生膨脹，從而對與之相連的混凝土樓板產(chǎn)生兩個垂直方向的拉應(yīng)力，其合力為 45176。 方向，若該拉應(yīng)力大于混凝土樓板的抗拉強度時，則在墻角 6 處的混凝土樓板會在與外界 45176。 角拉應(yīng)力合力方向相正交的方向產(chǎn)生 45 度的裂縫。由于對混凝土樓板來講這個溫度變化而產(chǎn)生拉應(yīng)力來自與外部和結(jié)構(gòu)有關(guān)，因而，這里對這一類溫度裂縫的預(yù)防、控制不展開討 論。 影響溫度裂縫的主要因素有：水泥品種、水泥漿量、構(gòu)建形狀、斷面尺寸、混凝土澆注時溫度及外界氣溫等。 塑性收縮裂縫的成因 塑性收縮是指混凝土在凝結(jié)之前，表面因失水很快而產(chǎn)生的收縮。塑性收縮裂縫一般在干熱或大風(fēng)天氣出現(xiàn)，裂縫多呈現(xiàn)中間寬兩端細(xì)且長短不一，互不連貫狀態(tài)。其產(chǎn)生的主要原因為：混凝土在終凝前幾乎沒有強度或強度很小，或者混凝土剛剛中寧兒強度小時，受高溫或較大的風(fēng)力影響，混凝土表面失水過快，造成毛細(xì)管中產(chǎn)生較大的負(fù)壓二十混凝土體積急劇收縮，而此時混凝土強度又無法抵抗其本身的收縮， 而產(chǎn)生龜裂。影響混凝土塑性收縮開裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝聚時間、環(huán)境溫度、風(fēng)速、相對濕度等。塑性裂縫的產(chǎn)生是由于結(jié)構(gòu)地質(zhì)不均、松軟；或回填土不實或沁水而造成不均勻沉降所致；或者是因為魔板厚度不足模板支撐間距過大或支撐底部松動所致，特別是在冬季，模板支 撐在凍土中。東突華東后產(chǎn)生不均勻沉降，只是混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。此類裂縫多為深井或貫穿性裂縫，其走向與沉降情況有關(guān)，以扮演與地面垂直或呈 30176。－ 45176。方向發(fā)展，較大的沉陷裂縫。往往有一定的錯位，裂縫寬度往往與沉降量成正比關(guān)系。裂縫寬度受溫度變化的影響較小。地基變形穩(wěn)定之后，沉降裂縫也基本趨于穩(wěn)定。 （二） 化學(xué)反應(yīng)引起的裂縫 堿骨料縫和鋼筋銹蝕引起的裂縫是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中最為常見的，由于化學(xué)反應(yīng)而引起的裂縫?；炷涟韬虾髸a(chǎn)生一些堿性離子。這些離子與某些活性骨料產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)并吸收周圍環(huán)境中的水而 體積增大，造成混凝土酥松、膨脹開裂。這種裂縫一般出現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)的使期間，一旦出現(xiàn)很難補救，因此應(yīng)在施工中采取有效措施進(jìn)行預(yù)防。由于混凝土澆筑、振搗不良或者是鋼筋保護(hù)層較薄，有害物質(zhì)進(jìn)入混凝土是鋼筋產(chǎn)生銹蝕，銹蝕筋體積膨脹，導(dǎo)致混凝土開裂，此類型的裂縫多為縱向縫，沿鋼筋的布置位置出現(xiàn)。鋼筋在混凝土中銹蝕是電化學(xué)反應(yīng)過程。決定鋼筋腐蝕反應(yīng)的基本因素是電位差、水和氧缺一不可，實際腐蝕速度大多數(shù)不是受制于氧的供應(yīng)。 cl175。是鋼筋腐蝕反應(yīng)的最強烈的活化劑， cl175。能破壞鋼筋表面 的鈍化膜從而引發(fā)腐蝕，也能增高溶液導(dǎo)電性、 增大電位差、加速腐蝕反應(yīng)；所以當(dāng)混凝土中摻有氧鹽或摻入 cl175。時就容易引發(fā)鋼筋腐蝕?，F(xiàn)實工程中的鋼筋腐蝕都起因于此?；炷林袖摻畋砻娓g或鐵銹后，體積可變?yōu)樵鹊膸妆叮瑪D壓其外側(cè)混凝土并 使之產(chǎn)生垂直于徑向 7 脹壓力的拉應(yīng)力，拉應(yīng)力超過混凝土的成耐能力就將在混凝土的
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