混凝土橋梁裂縫成因綜述
(作者未知) 2009/8/28
(接上頁)水泥的水化,表面混凝土最容易而且直接受到這種不利影響。因此混凝土澆筑后的最初幾天是養(yǎng)護的關鍵時期,在施工中應切實重視起來。
以上對混凝土的施工溫度與裂縫之間的關系進行了理論和實踐上的初步探討,雖然學術界對于混凝土裂縫的成因和計算方法有不同的理論,但對于具體的預防和改善措施意見還是比較統(tǒng)一,同時在實踐中的應用效果也是比較好的,具體施工中要靠我們多觀察、多比較,出現問題后多分析、多總結,結合多中預防處理措施,混凝土的裂縫是完全有避免的。
3 收縮引起的裂縫
3.1收縮引起的裂縫成因
在實際工程中,混凝土因收縮引起的裂縫是常見的。在混凝土收縮種類中,塑性收縮和縮水收縮(干縮)是發(fā)生混凝土體積變形的主要原因,另外還有自身收縮和炭化收縮。
塑性收縮。發(fā)生在施工過程中、混凝土澆注后4-5小時左右,此時水泥水化反應激烈,分子鏈逐漸形成。出現泌水和水分急劇蒸發(fā),混凝土矢水收縮,同時骨料因自重下沉,因此混凝土尚未硬化,稱為縮性收縮?s性收縮所產生原因量級很大,可達1左右。在骨料下沉過程中若受到鋼筋阻攔,便形成沿鋼筋方向的裂縫。在構件豎向變截面處如T梁、箱梁腹板與頂板交接處,因硬化前沉實不均勻將發(fā)生表面的順腹板方向裂縫。為減少混凝土縮性收縮,施工時應控制水灰比,避免過長時間的攪拌,下料不宜太快,振搗要密實,豎向變截面處宜分層澆注。
縮水收縮(干縮)。混凝土結硬以后,隨著表層水分逐步蒸發(fā),濕度逐步降低,混凝土體積減小,稱為縮水收縮(干縮)。因混凝土表層水分損失快,內部損失慢,因此產生表面收縮大、內部收縮小的不均勻收縮,表面收縮變形受到內部混凝土的約束,至使表面混凝土承受拉力,當表面混凝土承受拉力超過其抗拉強度時,便產生收縮裂縫。混凝土硬化后收縮主要就是縮水收縮。如配筋率較大構件(超過3%),鋼筋對混凝土收縮的約束比較明顯,混凝土表面容易出現詭裂裂紋。
自生收縮。自生收縮是混凝土在硬化過程中,水泥和水發(fā)生水化反應,這種收縮與外界濕度無關,且可以是正的(即收縮,如普通硅酸鹽水泥混凝土),也可以是負的(即膨脹,如礦渣水泥混凝土與分煤灰水泥混凝土)。
炭化收縮。大氣中的二氧化碳與水泥的水化物發(fā)生化學反應引起的收縮變形。炭化收縮只有在濕度50%左右才能發(fā)生,且隨二氧化碳的濃度的增加而加快。炭化收縮一般不做計算。
3.2 控制收縮裂縫的措施
混凝土收縮裂縫的特點是大部分屬表面裂縫,裂縫寬度較細,且縱橫交錯,成詭裂狀,形狀沒有任何規(guī)律。
水泥品種、標號、及用量選用。礦渣水泥、快硬水泥、低熱水泥混凝土收縮性較高,普通水泥、火山灰水泥、礬土水泥混凝土收縮性較低。另外水泥標號越低、單位體積用量越大、模細度越大,則混凝土收縮越大,且發(fā)生收縮時間越長。例如,為了提高混凝土的強度,施工時經常采用強行增加水泥用量的做法,結果收縮應力明顯加大。
骨料品種選用。骨料中石英、石灰?guī)r、白云巖、花崗巖、長石等吸水率較小、收縮率較低;而砂巖、板巖、角閃巖等吸水率較大、收縮性較高。另外骨料粒徑大收縮小,含水量大收縮越大。
水膠比選用。用水量越大,水膠比越高,混凝土收縮越大。
外加劑選用。外摻劑保水性越好,則混凝土收縮越小。
養(yǎng)護方法選擇。良好的養(yǎng)護可加速混凝土的水化反應,獲得較高的混凝土強度。養(yǎng)護時保持濕度越高、氣溫越低、養(yǎng)護時間越長,則混凝土收縮越小。蒸汽養(yǎng)護方式比自然養(yǎng)護方式混凝土收縮越小。
外界環(huán)境。大氣中濕度小、空氣干燥、濕度高、風速大,則混凝土水分蒸發(fā)快,混凝土收縮越快。
振搗方式及時間。機械振搗方式比手工搗固方式混凝土收縮要小。振搗時間應根據機械性能決定,一般以5-15/次為宜,時間太短,振搗不密實,形成混凝土強度不足或不均勻;時間太長,造成分層,粗骨料沉入底層,細骨料留在上層,強度不均勻,上層易發(fā)生收縮裂縫。
對于溫度和收縮引起的裂縫,增配構造鋼筋可明顯提高混凝土的抗裂性,尤其是薄壁結構(壁厚20-60)。構造上配筋優(yōu)先采用小直徑鋼筋(8-14)小間距布置(10-15),全截面構造配筋率不宜低于0.3%,一般可采用0.%-0.5%。
4 地基礎變形引起的裂縫
4.1地基變形引起裂縫成因
由于基礎豎向不均勻沉降或水平方向位移,使結構中產生附加力,超出混凝土結構的抗拉能力,導致結構開裂;A不均勻沉降的主要原因有:
地質勘察精度不夠、實驗資料不準。在沒有充分掌握地質情況就設計、施工,這是造成地基不均勻沉降的主要原因。比如丘陵區(qū)或山嶺區(qū)橋梁,勘察時鉆孔間距太遠,而地基巖面起伏大,勘察報告不能充分反映實際地質情況。(未完,下一頁)
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