2.混凝土裂縫的類(lèi)型和成因
混凝土的裂縫基本上是由于水分蒸發(fā)和漿體收縮,收縮應(yīng)力大于混凝土的抗拉強(qiáng)度引的;炷恋氖湛s裂縫大體上有以下幾種類(lèi)型。
2.1塑性收縮裂縫
塑性收縮是混凝土在初凝前的塑性階段失水形成的。一種情況是新澆筑的混凝土表面泌水,在室外會(huì)很快地蒸發(fā);另一種情況是由于新拌混凝土顆粒之間的空間充滿了水,澆筑后的混凝土表面受風(fēng)吹、日曬,外部的高溫度和低濕度等因素的影響,隨著混凝土表面水分的蒸發(fā),內(nèi)部水分逐漸向外部遷移,造成混凝土在塑性階段的體積收縮。塑性收縮一般可達(dá)新澆混凝土體積的1%左右,大流動(dòng)性混凝土有時(shí)可達(dá)2%。在澆筑大面積平板(如樓層板、基礎(chǔ)底板、頂板等)時(shí),由于風(fēng)吹日曬,內(nèi)部水分遷移速度小于上表面水分蒸發(fā)的速度,混凝土表面的收縮應(yīng)力遠(yuǎn)大于混凝土的抗拉強(qiáng)度,就會(huì)產(chǎn)生大量不規(guī)則微細(xì)裂縫。如不及時(shí)抹壓和覆蓋,此類(lèi)裂縫會(huì)迅速向內(nèi)部延伸,嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成貫通裂縫。
2.2水化反應(yīng)收縮及裂縫
水泥水化反應(yīng)后,反應(yīng)產(chǎn)物的體積與剩余自由水體積之和小于反應(yīng)前水泥礦物體積與水體積之和,形成水化反應(yīng)收縮。水泥水化反應(yīng)收縮量可達(dá)混凝土體積的0.5%以上;炷脸跄,水化反應(yīng)收縮的一部分反映在塑性收縮中;在混凝土初凝后的水泥化學(xué)反應(yīng)收縮則主要形成混凝土內(nèi)部的毛細(xì)孔,在養(yǎng)護(hù)不及時(shí)或養(yǎng)護(hù)時(shí)間過(guò)短時(shí)會(huì)產(chǎn)生收縮裂縫。
2.3表面溫差收縮裂縫
大體積混凝土由于水泥水化熱導(dǎo)致混凝土內(nèi)部溫度較高,當(dāng)混凝土的表面溫度與氣溫相差過(guò)大時(shí),會(huì)發(fā)生溫差收縮裂縫。在混凝土澆筑初期(3~5天),如果混凝土表面溫度與環(huán)境差10℃,則由于溫差收縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力將大于混凝土的抗拉強(qiáng)度,即有可能出現(xiàn)溫差裂縫。由于空氣是溫度的不良導(dǎo)體,空氣與混凝土表面的熱交換不是靠傳導(dǎo)而主要是靠對(duì)流,熱交換比較和緩。經(jīng)驗(yàn)表明,在無(wú)風(fēng)的外部環(huán)境中,混凝土表面溫度與氣溫之差大于25℃時(shí),就會(huì)產(chǎn)生肉眼可見(jiàn)的溫差裂縫。因此,對(duì)于大體積混凝土或可能發(fā)生表面與環(huán)境溫差較大的混凝土工程應(yīng)采取內(nèi)部測(cè)溫的方法,關(guān)注混凝土表面溫度與環(huán)境氣溫的溫差。當(dāng)溫差太大時(shí),應(yīng)采取覆蓋保溫的方法,以免出現(xiàn)溫差裂縫。 2.4干燥收縮裂縫
混凝土硬化后,側(cè)部的游離水會(huì)由表及里逐漸蒸發(fā),導(dǎo)致混凝土由表及里逐漸產(chǎn)生干燥收縮裂縫。在約束條件下,收縮變形導(dǎo)致的收縮應(yīng)力大于混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí),混凝土就會(huì)出現(xiàn)由表及里的干燥收縮裂縫;炷恋母稍锸湛s是從施工階段撤除養(yǎng)護(hù)時(shí)開(kāi)始的,早期的收縮裂縫比較細(xì)微,往往不為人們所注意。隨著時(shí)間的推移,混凝土的蒸發(fā)量和干燥收縮量逐漸增大,裂縫也逐漸明顯起來(lái)。
混凝土干燥收縮值的大小與混凝土的體積穩(wěn)定性直接相關(guān),并受環(huán)境相對(duì)濕度的影響;炷恋闹T多成分中,以粗骨料的體積穩(wěn)定性最好,砂子次之,收縮變形主要發(fā)生在水泥及摻和料構(gòu)成的漿體和砂漿上。因此,在施工和易性允許的情況下,盡可能加大石子用量,降低砂率,降低用水量,對(duì)減少干燥收縮裂縫以及提高混凝土的體積穩(wěn)定性、強(qiáng)度和耐久性是有利的。
2.5混凝土骨料沉降引起的裂縫
混凝土初凝前處于一種自由狀態(tài),經(jīng)過(guò)振動(dòng)器械的振搗,排除了混凝土內(nèi)的大部分空隙,但仍有少部分空隙不可避免地存在。振搗完畢后,在混凝土內(nèi)部骨料自身重量的作用下,粗骨料等比重大的顆粒緩慢沉降密實(shí)。水氣泡等比重小的成分被擠壓浮至混凝土面層。出現(xiàn)此現(xiàn)象,若均勻沉降,則不會(huì)出現(xiàn)裂縫。然而混凝土在下沉過(guò)程中受到鋼筋骨架的影響,阻礙了混凝土下沉,所以在鋼筋附近就會(huì)出現(xiàn)裂縫,這種裂縫在塑性混凝土中尤為明顯。有時(shí)在施工過(guò)程中,因模板移動(dòng)、變形或受到劇烈振動(dòng),或拆模過(guò)早,混凝土強(qiáng)度不夠等,均能造成沉降裂縫。