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大体积混凝土裂缝的类型大体积混凝土裂缝主要因水化热积聚、温度应力、收缩变形及约束作用等综合作用而产生,常见类型包括:(1)温度裂缝:最典型且危害最大。水泥水化释放大量热量,内部温升显著(可达60–80℃),而表面散热快,形成内外温差(常超25℃),导致内部膨胀受表面约束而产生拉应力,当超过混凝土抗拉强度时即出现贯穿性或表面性裂缝,多发生在浇筑后3–7天。(2)收缩裂缝:包括塑性收缩(初凝前水分蒸发过快,表面失水干缩)、干燥收缩(硬化后内部毛细孔失水引起体积减小)及自收缩(低水胶比下水泥水化导致内部相对湿度下降所致),多呈不规则网状或平行细裂纹,分布于表面。(3)沉降裂缝:因混凝土塑性阶段骨料下沉、泌水上升,遇钢筋或预埋件受阻而形成顺筋裂缝,或模板支撑不稳导致局部沉降产生的斜向或竖向裂缝。(4)约束裂缝:由基础、相邻结构或内部配筋对混凝土变形的强制约束引起,如底板与桩基间差异沉降、长墙端部刚性约束等,易诱发深层横向裂缝。各类裂缝常相互叠加,需通过优化配合比(如掺粉煤灰、缓凝剂)、分层分块浇筑、保温保湿养护、设置后浇带及合理配筋等综合防控。
大体积混凝土结构裂缝主要包括干燥收缩裂缝、塑性收缩裂缝、安定性裂缝、温差裂缝、碳化收缩裂缝等。
1.1 收缩裂缝。混凝土在逐渐散热和硬化过程中会导致其体积的收缩,对于大体积混凝土,这种收缩更加明显。如果混凝土的收缩受到外界的约束,就会在混凝土体内产生相应的收缩应力,当产生的收缩应力超过当时的混凝土极限抗拉强度,就会在混凝土中产生收缩裂缝。影响混凝土收缩的主要因素主要是混凝土中的用水量、水泥用量及水泥品种。混凝土中的用水量和水泥用量越高,混凝土收缩就越大。水泥品种对干缩量及收缩量也有很大的影响,一般中低热水泥和粉煤灰水泥的收缩量较小。
1.2 塑性收缩也是大体积混凝土收缩一个主要来源。在水泥活性大、混凝土温度较高或者水灰比较低的条件下,混凝土的泌水明显减少,表面蒸发的水分不能及时得到补充,这时混凝土尚处于塑性状态,稍微受到一点拉力,混凝土的表面就会出现分布不规则的裂缝。出现裂缝以后,混凝土体内的水分蒸发进一步加快,于是裂缝迅速扩展。所以在这种情况下混凝土浇筑后需要及早覆盖养生。
1.3 温差裂缝 混凝土内部和外部的温差过大会产生裂缝。温差裂缝产生的主要原因是水泥水化热引起的混凝土内部和混凝土表面的温差过大。温差的产生主要有三种情况:
第一种是在混凝土浇筑初期,这一阶段产生大量的水化热,形成内外温差并导致混凝土开裂,这种裂缝一般产生在混凝土浇筑后的第3天。
第二种是在拆模前后,这时混凝土表面温度下降很快,从而导致裂缝产生。
第三种情况是当混凝土内部温度高达峰值后,热量逐渐散发而达到使用温度或最低温度,它们与最高温度的差值即内部温差。这三种温差都会产生裂缝,但最严重的是水化热引起的内外温差。
1.4 安定性裂缝 安定性裂缝表现为龟裂db3310/t 46-2018标准下载,主要是由于水泥安定性不合格而引起。
混凝土干缩主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性质和用量、外加剂的用量等有关。是混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果:混凝土受外部条件的影响,表面水分损失过快,变形较大,内部湿度变化较小变形较小,较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束,产生较大拉应力而产生裂缝。
塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现,裂缝多呈中间宽、两端细,且长短不一,互不连贯状态。常发生在混凝土板或比表面积较大的墙面上,较短的裂缝一般长20~30cm,较长的裂缝可达2~3m,宽1~5mm.从外观分为无规则网络状和稍有规则的斜纹状或反映出混凝土布筋情况和混凝土构件截面变化等规则的形状,深度一般3~10cm,通常延伸不到混凝土板的边缘。
沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软,或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致。或者因为模板刚度不足,模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致混凝土出现沉陷裂缝。特别是在冬季,模板支撑在冻土上,冻土化冻后产生不均匀沉降,致使混凝土结构产生裂缝。
温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。混凝土浇注后,在硬化过程中,水泥水化产生大量的水化热。由于混凝土的体积较大,大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发,导致内部温度急剧上升。而混凝土表面散热较快,这样就形成内外的较大温差。较大的温差造成混凝土内部与外部热胀冷缩的程度不同,使混凝土表面产生一定的拉应力。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时,混凝土表面就会产生裂缝,这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。