混凝土裂缝形成机理概述

1.预防裂缝的障碍

裂缝是固体的分离或错位。绝大多数混凝土裂缝的原因是清楚的。觉得“混凝土裂缝成因复杂无法搞清楚”的“不可知论”,是预防裂缝的第一个障碍。绝大多数混凝土裂缝是可以避免的。觉得“混凝土裂缝防不胜防”的“不可控论”,是预防裂缝的第2个障碍。混凝土裂缝成因可分成外因和内因。

2.混凝土裂缝外因

混凝土裂缝的外因包括荷载效应和非荷载效应。

(1)荷载效应荷载效应是力学因素,包括重力、风荷载、地震作用、活荷载、雪荷载、施工荷载等

(2)非荷载效应非荷载效应是物理因素和化学因素。物理因素包括:干湿变形、温度变形、徐变、沉降等因素,必须强调,自由的变形或位移不会产生裂缝,只有变形或位移被约束时,才会发生裂缝。没有约束就没有变形或位移裂缝。化学因素包括碳化反应、碱-骨料反应、钢筋锈蚀、氯离子反应等。

(3)荷载效应与非荷载效应比较非荷载效应裂缝发生的概率远高于荷载效应裂缝。

对荷载效应裂缝,关于混凝土设计、施工的国家和行业标准规定得明确、具体,有定量计算公式,结构设计软件也能给出定量的计算结果。而对非荷载效应裂缝,国家和行业标准给出的定量分析与计算办法在实践不能满足需求,有的规定空泛,操作性不强,设计软件覆盖也不够。

3.混凝土裂缝内因

混凝土裂缝内因是指人为因素,包括设计、材质和制作环节的原因。内因是技术与管理问题。对绝大多数裂缝而言,内因更为关键。

(1)设计原因

设计原因包括:设计了易出现裂缝的形体、体量和造型,对混凝土变形有刚性约束,但未采取相应的避免裂缝的措施;在结构设计和构造设计中预防裂缝的措施缺失;有设计错误或漏项等。

(2)材质原因

材质原因包括:混凝土材料——水泥、骨料、外加剂——选用不当;配合比设计或执行存有问题;混凝土搅拌、运输环节中存有问题。

(3)制作原因

制作原因包括:模具的刚度或坚固性不够;钢筋保护层误差大;钢筋与混凝土结合存有问题(间距过小);混凝土浇筑、振捣、养护、脱模中的问题;预制混凝土构件存放、运输、安装环节的问题。4.混凝土裂缝具体原因的类别混凝土裂缝的具体原因可分成6类:

1)收缩变形被约束。

2)内部物质膨胀。

3)荷载作用。

4)位移影响。

5)构件之间作用。

6)制作施工环节的直接原因。有些裂缝是由单一成因所致;有的裂缝是由多种因素所致。多种因素作用时,裂缝或叠加,如基础沉降与温度收缩叠加形成剪拉裂缝;或部分抵消,如炎热干燥环境下,干湿变形是收缩,温度变形是膨胀,两者变形叠加后部分抵消。

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