混凝土施工中裂缝的控制.docVIP

PAGE PAGE 1 混凝土施工中裂缝的控制 简介： 混凝土是一种非均质的复杂多相混相材料，在其微观结构相组成之间主要的结合力是范德华力。因此其抗拉强度远低于抗压强度。当混凝土内部产生拉应力超过其抗拉强度时，就会产生裂缝。 关键字：混凝土 施工 裂缝 控制 相关站中站： 加固裂缝 　　1、混凝土结构产生裂缝的原因及控制的必要 　　混凝土是一种非均质的复杂多相混相材料，在其微观结构相组成之间主要的结合力是范德华力。因此其抗拉强度远低于抗压强度。当混凝土内部产生拉应力超过其抗拉强度时，就会产生裂缝。因此，混凝土发生开裂的条件就是：在约束下变形产生的拉应力超过实时的抗拉强度，也就是说必须同时考虑三个条件：变形的大小、约束的程度、实时抗拉强度。不受约束的自由变形不会产生应力；抗拉强度足以抵抗所产生的拉应力时则不会开裂。也就是说不能笼统地认为收缩必然开裂。所产生的应力大小和实时的弹性模量有关，和能够松弛应力的徐变有关；是否引起开裂还和混凝土的抗拉强度有关。 　　凡是组成良好并经适当捣固和养护的混凝土，只要内部孔隙和裂缝尚未形成相互连接而直达表面的通道，则基本上是水密性的；在使用中，结构的荷载以及大气环境的影响如冷热交替、干湿循环，可使这些内部微裂缝发展并传播，成为环境中侵蚀性介质浸入的通道[1]。早期裂缝控制的意义在于，已有裂缝的扩展比新生成裂缝容易。 　　可能引起开裂的变形主要是收缩，影响最大的早期收缩如下： 　　干缩：停止养护后，环境相对湿度低于100%，混凝土干缩即开始；在干燥的空气中，收缩会持续进行，甚至在28年后仍能观察到一些变化[2]。对于普通混凝土，28天收缩约40%, 3个月收缩60%左右，180天收缩约70%，1年收缩平均75%，完全收缩的时间可长达20年。完全干缩值为10000微应变，F. M. Lee曾实测到4000微应变[2]。影响收缩的主要因素是骨料的品种和用量。当骨料品种一定时，单方混凝土中骨料用量越大，即浆骨比越小，则干缩越小。骨料的“骨架”作用即在于此。当水泥(或胶凝材料，以下同)用量不变时，水灰比(或水胶比，以下同)越大时，浆骨比越大，干缩也越大。因此混凝土的配合比中应当尽量减小用水量。 　　温度收缩：随着水泥实际强度的提高、比表面积的增大，水化热也相应较大，再加上因要求混凝土具有较高早期强度而使用较大的水泥用量，使现在用于厚度为30cm的混凝土构件也需要控制内部温度的变化。混凝土温度每下降15℃ 　　自收缩：是在与外界无水分交换情况下因水泥水化消耗浆体内部自身的水分而产生的。自收缩从混凝土初凝就开始产生，在1天以内发展最快，3天以后减慢，此后就发展得很缓慢了。自收缩不同于化学收缩，但由化学收缩引起。化学收缩的原因是水泥和水发生水化反应，产物的固相体积增大，而与反应前水泥与水的体积之和相比则减小，故也称化学减缩。化学收缩在初凝前导致整个体系体积减缩，在初凝后导致体系产生孔隙，而对体系体积无影响；自收缩则导致毛细孔收缩而产生体系的收缩。胶凝材料(包括水泥和活性掺和料)的活性越大、水灰比越低，则自收缩越大。例如根据安明喆的试验[3]，w/c=0.36时，3天自收缩约100微应变，而w/c=0.275时，3天自收缩可超过270微应变。 　　按目前的标准方法（GBJ82-85）检测水泥或混凝土收缩值，检测不到全部的自收缩值，而是停止养护 (1天或3天)后的干燥收缩和一小部分自收缩值。而所测不到的那部分自收缩值恰恰是影响早期开裂的重要部分。水灰比越低，这部分所占比例越大 [4]，而混凝土的总收缩几乎和水胶比无关。在目前大量使用较低水灰比和较大水泥用量的混凝土中，早期收缩最重要的就是温度收缩和自收缩；如果拆模较早而养护不当，则早期还可产生较大的干缩。 　　由于近年来混凝土所用的水泥强度高，尤其是早期强度高，混凝土水灰比较低，使混凝土温度变形和自收缩变形较大，即使早期未开裂，已产生的应力未消除，在后期使用阶段有时因外界条件如急剧的温度和湿度的变化，又会有新的应力生成，与已有应力叠加后如果超过混凝土实时的抗拉强度，就有可能在原有不可见微裂缝处扩展成可见的裂缝。因此控制混凝土早期内部的应力尽量减小，才是提高混凝土耐久性最重要的环节。为了减小早期内部应力，就要减小温度变形和自收缩变形，同时尽量避免高早强以降低早期弹性模量，增大早期徐变。 　　2、裂缝控制总则 　　影响开裂的因素很复杂，往往不是单一因素造成的。控制裂缝也不只是施工人员和混凝土生产者的事，而是涉及包括设计、混凝土及其原材料生产、施工甚至监理和业主（开发商、房主或政府主管）在内各方面的责任。因此需要各方共同努力解决，但是混凝土的施工，包括混凝土原材料的控制、混凝土的制备和现场施工的各个环节，则对于控制早期裂缝、减小后期开裂倾向、保证实现设计的混凝