混凝土的裂縫有哪幾種?其成因及表現(xiàn)形式是什么?
混凝土裂縫一般可分為應力裂縫和非應力裂縫。應力裂縫是混凝土受荷載作用引起的裂縫,非應力裂縫是由于混凝土的收縮受約束時,當溫度、混凝土收縮等因素所產生的拉應力大于混凝土極限抗拉強度時產生的裂縫。目前大部分裂縫是非應力裂縫。
(1) 干縮裂縫
干縮裂縫多出現(xiàn)在混凝土養(yǎng)護結束后的一段時間或是混凝土澆筑完畢后的一周左右。最主要的原因是混凝土內部空隙水蒸發(fā)變化時引起的毛細管引力。水泥水化生產的大量水化硅酸鈣膠體,硅酸鈣膠體具有大量微細孔隙,在干燥條件下,膠體中自由水分的蒸發(fā)減少而不斷收縮,從而引起混凝土體積收縮。干縮裂縫多這表面性的平行線狀或網狀線細裂縫,寬度多在0.05~0.2mm之間,由于干縮僅發(fā)生表層很淺的地方,顯然干縮對于混凝土薄壁結構如板、墻等構件影響程度相對較大,干縮裂縫主要和水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性質和用量、外加劑的用量有關。
(2) 塑性收縮裂縫
塑性收縮是指混凝土在凝結之前,表面因失水較快而產生的收縮。塑性收縮裂縫一般在氣溫高或大風天氣出現(xiàn),裂縫呈不規(guī)則的雞爪形狀態(tài)。其產生的主要原因為混凝土在終凝前幾乎沒有強度,或者混凝土剛剛終凝強度很小時,受高溫或較大風力的原因使混凝土表面失水過快,造成毛細管中產生較大的負壓而使混凝土體積急劇收縮,而這時混凝土的強度又無法抵抗其本身收縮,因些產生龜裂。影響因素主要有水灰比、混凝土的凝結時間、環(huán)境溫度、風速、相對溫度等。
(3) 沉陷裂縫
沉陷裂縫的產生是由于結構地基土質不勻、松軟,或回填土不實、浸水而造成不均勻沉降所致;或者因為模板剛度不足,模板支撐間距過大或支撐底部松動等所致,此類裂縫多屬深進或貫穿性裂縫,有的上部,有的下部,一般沿與地面垂直或呈300~450角方向發(fā)展,較大的貫穿性沉陷裂縫,往往上下或左右有一定的錯位,裂縫寬度往往與沉降值成正比關系。而與溫度變化關系不大。地基變形穩(wěn)定之后,沉陷裂縫也基本趨于穩(wěn)定。
(4) 溫度裂縫
溫度裂縫多發(fā)生在在體積混凝土表面或溫差變化較大地區(qū)的混凝土結構中;炷翝仓,在硬化過程中,水泥水化產生大量的水化熱,由于混凝土的體積較大,大量的水化熱聚積在混凝土內部不易散發(fā),導致內部溫度急劇上升,而表面混凝土散熱較快,這樣就形成內外的較大溫差,然而較大的溫差造成熱脹冷縮使混凝土表面應力產生一定的拉應力,當拉應力超過混凝土的抗拉強度極限時,混凝土表面就會產生裂縫。溫度裂縫的走向通常無規(guī)律。大面積結構溫度裂縫往往是縱橫交錯,梁板類溫度裂縫多平行于短邊,貫穿的溫度裂縫,一般與短邊平行或接近平行,裂縫寬度一般在0.5mm以下,表面溫度裂縫多在施工期間出現(xiàn),貫穿的溫度裂縫在澆筑經2~3個月或更長時間發(fā)生,縫寬是冬季寬夏季變細,沿截面深度寬,裂縫呈上寬下窄多數(shù),個別也有下寬上窄,遇頂部和底部配筋較多的結構,也有中間寬兩端的梭形裂縫。此種裂縫的出現(xiàn)會引起鋼筋的銹蝕,混凝土的碳化,降低混凝土的抗凍融、抗疲勞及抗?jié)B能力。
(5) 化學反應引起的裂縫
堿骨料反應裂縫和鋼筋銹蝕引起的裂縫是鋼筋混凝土結構中最常見的由于化學反應引起的裂縫,混凝土拌和后會產生一些堿性離子,這些離子與某些活性骨料產生化學反應并吸收周圍環(huán)境中的水而體積增大,造成混凝土酥松、膨脹開裂。由于施工當中混凝土保護層未滿足,保護層受二氧化碳侵蝕碳化至鋼筋表面,使鋼筋周圍混凝土堿度降低,或由于氯化物介入,鋼筋周圍氯離子含量較高,均可引起鋼筋表面氧化膜破壞,鋼筋中鐵離子與侵入到混凝土中的氧氣和水分產生銹蝕反應,其銹蝕物氯氧化鐵體積比原來增長約2~4倍,從而對混凝土產生膨脹產力,導致保護層混凝土開裂、剝離,沿鋼筋縱向產生裂縫,并有銹跡滲到混凝土表面,因而結構承載力下降,導致結構破壞。這種裂縫一般出現(xiàn)在使用期間。
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