混凝土结构 裂缝的因素很多,其中裂缝产生的主要原因与材料、施工、设计和荷载、使用环境四个方面有关 。
一、 与材料有关的原因
1、 水泥安定性不好
a. 游离氧化钙或游离氧化镁都是经高温烧成的晶体颗粒,熟化很慢,在水泥硬化后才进行熟化,引起周围水泥石固相体积膨胀,使水泥石开裂 ;
b. 当石膏掺量过多时,水泥硬化后,它还会继续与固态的水化铝酸钙反应生成高硫型水化硫铝酸钙,体积约增大 1.5倍,也会引起水泥石开裂。
2 、水泥颗粒级配不好
1~3μm的颗粒含量高,3天的强度就高,同时需水量增加,浇筑性能下降,水化热较大,收缩率较大,易出现早期开裂。
3 、水泥本身其他质量问题
水泥出厂时强度不足、受潮或过期,都可能使混凝土强度不足,从而导致混凝土开裂。
4 、骨料含泥量大
骨料含泥量过大会降低混凝土骨料界面的粘结强度,降低混凝土的抗拉强度,增大收缩率,使混凝土结构易出现裂缝。同时还会降低水泥浆对粗骨料的握裹力,从而降低混凝土强度。
5 、骨料级配不合理
骨料粒径太小、级配不良、空隙率大,将导致水泥和拌和水用量加大,影响混凝土的强度,使混凝土收缩加大而出现开裂。如果使用超出规定的特细砂,后果更严重。
6 、骨料质量差
a. 骨料中云母的含量较高,削弱水泥与骨料的粘结力,降低混凝土强度 ;
b. 骨料中有机质和轻物质过多,将延缓水泥的硬化过程,降低混凝土强度,特别是早期强度 ;
c. 骨料中硫化物可与水泥中的铝酸三钙发生化学反应,体积膨胀 2.5倍,导致开裂。
7 、碱-骨料反应
蛋白石、安山岩、玄武岩、辉绿岩、千枚岩等碱性骨料有可能与碱性很强的水泥起化学反应,生成有膨胀能力的碱-硅凝胶而引起混凝土膨胀破坏,产生裂缝。
8 、 水胶比 和坍落度过大
a. 水胶比 和 坍落度 将直接影响混凝土的强度。泵送混凝土为了满足泵送条件,坍落度大,流动性好,易产生局部粗骨料少、砂浆多的现象,此时,混凝土脱水干缩时,就会产生表面裂缝 ;
b. 有些混凝土出现离析、泌水等不良现象,造成混凝土各种组份分布不均匀,水化反应差异性大,也容易产生裂缝。
9 、外加剂的影响
a. 外加剂与水泥的适应性不好会使混凝土收缩有不同程度的增大 ;
b. 外加剂(如膨胀剂)选择不当、过期、或误用假冒产品,也容易产生裂缝。
10 、矿物掺合料
矿物掺合料的细度越高,混凝土收缩越大;掺量越大,收缩越大。一般商品(泵送)混凝土都含有较大掺量( 15%~ 30%)的粉煤灰,混凝土收缩较大容易出现裂缝。
二、 与 施工 有关的原因
1、 施工过程中擅自改变水灰比
泵送混凝土施工时,为方便施工,擅自加水提高混凝土的流动性,或因其它原因加大水灰比,导致混凝土硬化时收缩量增加,结构出现网状或长短不一的不规则裂缝。
2 、混凝土搅拌运输时间过长
混凝土搅拌运输时间过长,会使水分蒸发过多,引起混凝土 坍落度 过低,出现不规则的收缩裂缝。
3 、模板作业不规范
a. 模板刚度不足,在浇筑混凝土时,由于侧向压力的作用使得模板变形,产生与模板变形一致的裂缝。
施工时拆模过早,混凝土强度不足,使得构件在自重或施工荷载作用下产生裂缝 ;
b. 模板支架压实不足或支架刚度不足,浇筑混凝土后支架不均匀下沉,导致混凝土出现裂缝。
模板在浇筑前淋水不足,过分干燥,浇筑后因模板吸水量大,导致混凝土收缩,产生塑性收缩裂缝。
4 、施工工艺不合理管理混乱
a. 施工过程中不加限制地堆放施工机具、材料;不了解预制结构受力特点,随意翻身、起吊、运输、安装;不按设计图纸施工,擅自更改结构施工顺序,改变结构受力模式;这些行为都会产生裂缝 ;
b. 乱踩已绑扎的上层钢筋,钢筋被踩弯、踩倒,使承受负弯矩的受力筋保护层加厚,导致构件的有效高度减小,承载力下降,形成与受力钢筋垂直方向的裂缝。
5、 施工速度过快
浇筑过快,混凝土流动性较低,在硬化前因混凝土沉降不足,硬化后沉降过大,容易在浇筑数小时后在钢筋上面、在墙与板、梁与柱交接处部分出现裂缝,即沉降收缩裂缝。
6 、没有正确振捣
a. 振捣不密实、不均匀,出现蜂窝、麻面、空洞,是导致钢筋锈蚀或其它荷载裂缝的起源点 ;
b. 振捣时间太短,振捣不密实,形成混凝土强度不足或不均匀;时间太长,造成分层,粗骨料沉入底层,细骨料留在上层,强度不均匀,比下层混凝土有较大的干缩性,待水分蒸发后,容易形成塑性收缩裂缝。
7 、分段浇筑结合部没有处理好
混凝土分层或分段浇筑时,结合部处理不好,易在新旧混凝土和施工缝之间出现裂缝。如混凝土分层浇筑时,后浇混凝土因停电、下雨等原因未能在前浇混凝土初凝前浇筑,引起层面之间的水平裂缝;采用分段现浇时,先浇混凝土接触面凿毛、清洗不好,新旧混凝土之间粘结力小,或后浇混凝土养护不到位,导致混凝土收缩而引起裂缝。
8 、过分抹平压光
浇筑混凝土后过分抹平压光,会使较多的细骨料浮到混凝土表面,形成含水量很大的水泥浆层。空气中的二氧化碳与水泥浆中的氢氧化钙发生反应生成碳酸钙,导致硬化后期混凝土明显收缩,即碳化收缩,出现开裂。
9 、养护方法不正确
a. 强制性规范要求混凝土养护要苫盖并浇水,现在大多数不苫盖,浇水也不能保证经常性湿润,使混凝土初期表面失水过快,水泥由于缺乏必要的水化水,从而产生急剧的体积收缩,此时的混凝土早期强度低,未能抵抗该种收缩应力而产生开裂 ;
b. 如果环境湿度小、空气干燥、温度高、风速大,则混凝土水分蒸发速度很快,混凝土很容易出现收缩开裂。
在夏、冬两季,因昼夜温差较大,养护不当也容易产生温差裂缝。
10 、混凝土早期受冻
冬季施工没有采取必要的保温措施,使混凝土早期受冻,会在表面出现裂纹,或局部剥落,或脱模后出现空鼓现象。
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