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混凝土开裂缘故原由你知道几个?

混凝土开裂缘故原由你知道几个?

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  • 宣布时间:2023-12-25 09:42

【提要形貌】土在通例静、动荷载及次应力下爆发的裂痕称荷载裂痕,归纳起来主要有直接应力裂痕、次应力裂痕两种。直接应力裂痕是指外荷载引起的直接应力爆发的裂痕, 次应力裂痕是指由外荷载引起的次生应力爆发裂痕。

混凝土开裂缘故原由你知道几个?

【提要形貌】土在通例静、动荷载及次应力下爆发的裂痕称荷载裂痕,归纳起来主要有直接应力裂痕、次应力裂痕两种。直接应力裂痕是指外荷载引起的直接应力爆发的裂痕, 次应力裂痕是指由外荷载引起的次生应力爆发裂痕。

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一、通俗混凝土裂痕爆发的缘故原由

1.荷载引起的裂痕

   混凝土在通例静、动荷载及次应力下爆发的裂痕称荷载裂痕,归纳起来主要有直接应力裂痕、次应力裂痕两种。直接应力裂痕是指外荷载引起的直接应力爆发的裂痕, 次应力裂痕是指由外荷载引起的次生应力爆发裂痕。

  荷载裂痕特征依荷载差别而异泛起差别的特点。这类裂痕多泛起在受拉区、受剪区或振动严重部位。但必需指出,若是受压区泛起起皮或有沿受压偏向的短裂痕,往往是结构抵达承载力极限的标记,是结构破损的先兆,其缘故原由往往是截面尺寸偏小。

 

 

2.温度引起的裂痕

  混凝土具有热胀冷缩性子,当外部情形或结构内部温度爆发转变,混凝土将爆发变形,若变形遭到约束,则在结构内将爆发应力,当应力凌驾混凝土抗拉强度时即爆发温度裂痕。在某些大跨径桥梁中,温度应力可以抵达甚至凌驾活载应力。温度裂痕区别其它裂痕最主要特征是将随温度转变而扩张或合拢。

 

3.缩短引起的裂痕

  在现实工程中,混凝土因缩短所引起的裂痕是最常见的。在混凝土缩短种类中,塑性缩短和缩水缩短(干缩)是爆发混凝土体积变形的主要缘故原由,另外尚有自生缩短和炭化缩短。

 

  塑性缩短,爆发在施工历程中、混凝土浇筑后4~5小时左右,此时水泥水化反应强烈,分子链逐渐形成,泛起泌水和水分急剧蒸发,混凝土失水缩短,同时骨料因自重下沉,因此时混凝土尚未硬化,称为塑性缩短。

 

  塑性缩短所爆发量级很大,可达1%左右。在骨料下沉历程中若受到钢筋阻挡,便形成沿钢筋偏向的裂痕。在构件竖向变截面处如T梁、箱梁腹板与顶底板交接处,因硬化前沉实不匀称将爆发外貌的顺腹板偏向裂痕。为减小混凝土塑性缩短,施工时应控制水灰比,阻止过长时间的搅拌,下料不宜太快,振捣要密实,竖向变截面处宜分层浇筑。

 

  缩水缩短(干缩),混凝土结硬以后,随着表层水分逐步蒸发,湿度逐步降低,混凝土体积减。莆跛醵蹋ǜ伤酰。因混凝土表层水分损失快,内部损失慢,因此爆发外貌缩短大、内部缩短小的不匀称缩短,外貌缩短变形受到内部混凝土的约束,致使外貌混凝土遭受拉力,当外貌混凝土遭受拉力凌驾其抗拉强度时,便爆发缩短裂痕 ;炷劣不笏醵讨饕褪撬跛醵。如配筋率较大的构件(凌驾3%),钢筋对混凝土缩短的约束较量显着,混凝土外貌容易泛起龟裂裂纹。

 

  自生缩短,自生缩短是混凝土在硬化历程中,水泥与水爆发水化反应,这种缩短与外界湿度无关,且可以是正的(即缩短,如通俗硅酸盐水泥混凝土),也可以是负的(即膨胀,如矿渣水泥混凝土与粉煤灰水泥混凝土)。

 

  炭化缩短,大气中的二氧化碳与水泥的水化物爆发化学反应引起的缩短变形。炭化缩短只有在湿度50%左右才华爆发,且随二氧化碳的浓度的增添而加速。炭化缩短一样平常不做盘算。

 

混凝土缩短裂痕的特点是大部分属外貌裂痕,裂痕宽度较细,且纵横交织,成龟裂状,形状没有任何纪律。

 

4.地基础变形引起的裂痕

  由于基础竖向不匀称沉降或水平偏向位移,使结构中爆发附加应力,凌驾混凝土结构的抗拉能力,导致结构开裂。

 

5.钢筋锈蚀引起的裂痕

  由于混凝土质量较差或 ;げ愫穸热狈Γ炷帘 ;げ闶芏趸记质刺炕粮纸钔饷玻垢纸钪芪Щ炷良疃冉档停蛴捎诼然锝槿耄纸钪芪壤胱雍拷细撸梢鸶纸钔饷惭趸て扑穑纸钪刑胱佑肭秩氲交炷林械难跗退直⑿馐捶从Γ湫馐次锴庋趸寤仍丛鎏碓2~4倍,从而对周围混凝土爆发膨胀应力,导致 ;げ慊炷量选耄馗纸钭菹虮⒘押郏⒂行饧I交炷镣饷。由于锈蚀,使得钢筋有用断面面积减。纸钣牖炷廖展ο魅酰峁钩性亓ο陆担⒔辗⑵渌问降牧押郏泳绺纸钚馐矗贾陆峁蛊扑。

  要避免钢筋锈蚀,设计时应凭证规范要求控制裂痕宽度、接纳足够的 ;げ愫穸龋ㄋ淙槐 ;げ阋嗖豢商瘢蝗还辜杏酶叨燃跣。芰κ苯哟罅押劭矶龋 ;施工时应控制混凝土的水灰比,增强振捣,包管混凝土的密实性,避免氧气侵入,同时严酷控制含氯盐的外加剂用量,沿海地区或其它保存侵蚀性强的空气、地下水地区尤其应稳重。

 

6.冻胀引起的裂痕

  大气气温低于零度时,吸水饱和的混凝土泛起冰冻,游离的水转酿成冰,体积膨胀9%,因而混凝土爆发膨胀应力 ;同时混凝土凝胶孔中的过冷水(结冰温度在-78度以下)在微观结构中迁徙和重漫衍引起渗透压,使混凝土中膨胀力加大,混凝土强度降低,并导致裂痕泛起。尤其是混凝土初凝时受冻最严重,成龄后混凝土强度损失可达30%~50%。冬季施工时对预应力孔道灌浆后若不接纳保温步伐也可能爆发沿管道偏向的冻胀裂痕。

7.施工质料质量引起的裂痕

混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加剂组成。设置混凝土所接纳质料质量缺乏格,可能导致结构泛起裂痕。

 

8.施工工艺质量引起的裂痕

在混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装历程中,若施工工艺不对理、施工质量差劲,容易爆发纵向的、横向的、斜向的、竖向的、水平的、外貌的、深进的和贯串的种种裂痕,特殊是细长薄壁结构更容易泛起。裂痕泛起的部位和走向、裂痕宽度因爆发的缘故原由而异。    

 

二、通俗混凝土裂痕的处理要领

1.外貌修复

  常用的要领有压实抹平,涂抹环氧粘结剂,喷涂水泥砂浆或细石混凝土,压抹环氧胶泥,环氧树脂粘贴下班丝布,增添整体面层,钢锚栓缝合等。

  外貌涂抹和外貌贴补法外貌涂抹适用规模是浆材难以灌入的细而浅的裂痕,深度未抵达钢筋外貌的发丝裂痕,不漏水的缝,不伸缩的裂痕以及不再运动的裂痕。外貌贴补(土工膜或其它防水片)法适用于大面积漏水(蜂窝麻面等或不易确定详细漏水位置、变形缝)的防渗堵漏。

2.局部修复法

  常用的要领有充填法、预应力法,部分凿除重新浇筑混凝土等。

  用修补质料直接填充裂痕,一样平常用来修补较宽的裂痕,作业简朴,用度低?矶刃∮0.3mm,深度较浅的裂痕、或是裂痕中有充填物,用灌浆法很难抵达效果的裂痕、以及小规模裂痕的浅易处理可接纳开V型槽,然后作填充处理。

 

3.水泥压力灌浆法

  适用于缝补宽度≥0.5mm的稳固裂痕。

  此法应用规模广,从细微裂痕到大裂痕均可适用,处理效果好。使用压送装备(压力0.2~0.4Mpa)将补缝浆液注入砼裂隙,抵达闭塞的目的,该要领属古板要领,效果很好。也可使用弹性补缝器将注缝胶注入裂痕,不必电力,十分利便效果也很理想。 

 

4.化学灌浆

  可灌入缝宽≥0.05mm的裂痕。

 

5.镌汰结构内力

  常用的要领有卸荷或控制荷载,设置卸荷结构,增设支点或支持。改简支梁为一连梁等。

 

6.结构补强

  常用的要领有增添钢筋,加厚板,外包钢筋混凝土,外包钢,粘贴钢板,预应力补强系统等。

  因超荷载爆发的裂痕、裂痕长时 间不处理导致的混凝土耐久性降低、火灾造成的裂痕等影响结构强度可接纳结构补强法。包括断面补强法、锚固补强法、预应力法等混凝土裂痕处理效果的检查包括修补质料试验 ;钻心取样试验 ;压水试验 ;压气试验等。

 

7.改变结构计划,增强整体刚度

例如:框架裂痕接纳增设隔板深梁法处理。

8.混凝土置换法

  混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有用要领,此要领是先将损坏的混凝土剔除,然后再置换入新的混凝土或其他质料。常用的置换质料有:通俗混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。 

9.电化学防护法

  电化学防腐是使用施加电场在介质中的电化学作用,改变混凝土或钢筋混凝土所处的情形状态,钝化钢筋,以抵达防腐的目的。阴极防护法、氯盐提取法、碱性回复法是化学防护法中常用而有用的三种要领。这种要领的优点是防护要领受情形因素的影响较。视酶纸睢⒒炷恋暮憔梅栏瓤捎糜谝蚜呀峁挂部捎糜谛陆ń峁。

 

10.仿生自愈正当

  仿生自愈正当是一种新的裂痕处理要领,它模拟生物组织对受创伤部位自动渗透某种物质,而使创伤部位获得愈合的性能,在混凝土的古板组分中加入某些特殊组分(如含粘结剂的液芯纤维或胶囊),在混凝土内部形成智能型仿生自愈合神经网络系统,当混凝土泛起裂痕时渗透出部分液芯纤维可使裂痕重新愈合。

 

11、其它要领

  常用要领有拆除重做,改善结构使用条件,通过试验或剖析论证不作处理等。

 

三、概略积混凝土裂痕爆发的缘故原由

  概略积混凝土结构中,由于结构截面大,水泥用量多,水泥水化所释放的水化热会爆发较大的温度转变和缩短作用,由此形成的温度缩短应力是导致钢筋混凝土爆发裂痕的主要缘故原由。这种裂痕有外貌裂痕和意会裂痕两种。外貌裂痕是由于混凝土外貌和内部的散热条件差别,温度外低内高,形成了温度梯度,使混凝土内部爆发压应力,外貌爆发拉应力,外貌的拉应力凌驾混凝土抗拉强度而引起的。

  意会裂痕是由于概略积混凝土在强度生长到一定水平,混凝土逐渐降温,这个降温差引起的变形加上混凝土失水引起的体积缩短变形,受到地基和其他结构界线条件的约束时引起的拉应力,凌驾混凝土抗拉强度时所可能爆发的意会整个截面的裂痕。这两种裂痕差别水平上,都属有害裂痕。

  高强度的混凝土早期缩短较大,这是由于高强混凝土中以30%~60%矿物细掺合料替换水泥,高效减水剂掺量为胶凝质料总量的1%~2%,水胶比为0.25~0.40,改善了混凝土的微观结构,给高强混凝土带来许多优良特征,但其负面效应最突出的是混凝土缩短裂痕几率增多。高强混凝土的缩短,主要是干燥缩短、温度缩短、塑性缩短、化学缩短和自缩短。

  混凝土初现裂纹的时间可以作为判断裂纹缘故原由的参考:塑性缩短裂纹约莫在浇筑后几小时到十几小时泛起 ;温度缩短裂纹约莫在浇筑后2到10d泛起 ;自缩短主要爆发在混凝土凝聚硬化后的几天到几十天 ;干燥缩短裂纹泛起在靠近1年岁期内。

 

1.干燥缩短

  当混凝土在不饱和空气中失去内部毛细孔和凝胶孔的吸附水时,就会爆发干缩,高性能混凝土的孔隙率比通俗混凝土低,故干缩率也低。

 

2.塑性缩短

  塑性缩短爆发在混凝土硬化前的塑性阶段。高强混凝土的水胶比低,自由水分少,矿物细掺合料对水有更高的敏感性,高强混凝土基本不泌水,外貌失水更快,以是高强混凝土塑性缩短比通俗混凝土更容易爆发。

 

3.自缩短

  密闭的混凝土内部相对湿度随水泥水化的希望而降低,称为自干燥。自干燥造成毛细孔中的水分不饱和而爆发负压,因而引起混凝土的自缩短。高强混凝土由于水胶比低,早期强度较快的生长,会使自由水消耗快,致使孔系统中相对湿度低于80%,而高强混凝土结构较密实,外界水很难渗入增补,导致混凝土爆发自缩短。

  高强混凝土的总缩短中,干缩和自缩短险些相等,水胶比越低,自缩短所占比例越大。与通俗混凝土完全差别,通俗混凝土以干缩为主,而高强混凝土以自缩短为主。

 

4.温度缩短

  关于强度要求较高的混凝土,水泥用量相对较多,水化热大,温升速率也较大,一样平常可达35~40℃,加上初始温度可使最高温度凌驾70~80℃。一样平常混凝土的热膨胀系数为10×10-6/℃,当温度下降20~25℃时造成的冷缩量为2~2.5×10-4,而混凝土的极限拉伸值只有1~1.5×10-4,因而冷缩常引起混凝土开裂。

 

5.化学缩短

  水泥水化后,固相体积增添,但水泥-水系统的绝对体积则减。纬尚矶嗝缚追欤咔炕炷了罕刃。獠艨笪锵覆艉狭希绞艿街圃迹矢咔炕炷恋幕醵塘啃∮谕ㄋ谆炷。

 

  当混凝土爆发缩短并受到外部或内部约束时,就会爆发拉应力,并有可能引起开裂。关于高强混凝土虽然有较高的抗拉强度,可是弹性模量也高,在相同缩短变形下,会引起较高的拉应力,而由于高强混凝土的徐变能力低,应力松懈量较。允强沽研阅懿。

 

 

四、概略积混凝土有害、无害裂痕判别标准

  原则上与核清静有关的钢筋混凝土不允许泛起裂痕,尤其是反应堆厂房底板、清静壳筒身及穹顶、汽轮机厂房蜗壳泵等主要部位严禁爆发裂痕,其他部位应尽可能控制裂痕的爆发。可是由于种种缘故原由不可阻止的爆发种种裂痕,为了明确当混凝土泛起裂痕时怎样判别其是否有害、无害?为此,福清核电各单位(业主、监理、工程公司、施工单位)经由认真钻研,确定了混凝土裂痕判别标准:

 

1、无害裂痕:

δf≤0.3mm   深度h≤0.5H

δf≤0.2mm   贯串(自愈性)

1.0mm≥δf>0.3mm  L≤0.1B

 

2、有害裂痕(知足下列条件之一):

δf>0.3mm  纵深裂痕、 h>0.5H ;

δf>0.2mm  贯串全截面 ;裂痕影响使用功效(有渗透、透气、透射线等要求,且知足其中之一即可) ;

δf>0.3mm 非贯串,可能引起钢筋锈蚀裂痕 ;降低结构承载力的裂痕。

 

3、各符号的寄义:

Δf——裂痕宽度   L——裂痕长度

h——裂痕深度     H——裂痕深度

B——沿裂痕长偏向的结构宽度,如浇筑后的沉缩(塑性裂痕)

 

五、无害裂痕处理要领

1.二次压面法

  关于新浇混凝土缩短裂痕,该裂痕多在新浇筑并袒露于空气中的结构构件外貌泛起,有塑态缩短、沉降缩短、干燥缩短、碳化缩短、凝聚缩短等缩短裂痕,这种裂痕不深也不宽,处理要领如下:

1)如混凝土仍有塑性,可接纳压抹一遍的要领,并增强养护。

2)如混凝土已硬化,可向裂痕内渗入水泥浆,然后用铁抹子抹平压实。

 

2.外貌涂抹砂浆法

  处理时将裂痕周围的混凝土外貌凿毛或沿裂痕凿成深15—20mm宽100—200mm凹槽,扫净并洒水湿润。先刷水泥净浆(业主批准适用的界面剂)一度,然后用1:1~2水泥砂浆分2~3层,涂抹总厚10~20mm压光。有渗漏水时,应用水泥净浆(厚2mm)和1:2.5水泥砂浆(厚4-5mm可惨入1—3%于水泥重量的氯化铁防水剂)交替抹压4-5层,涂抹后3-4小时举行笼罩并洒水养护。

 

3.外貌涂抹环氧胶泥(或粘贴环氧玻璃布)法

  涂抹前,将裂痕周围外貌洗濯清洁(油污应用丙酮或二甲苯擦洗净)、干燥。较宽裂痕用环氧胶泥填塞,并将胶泥匀称地涂刮压裂痕外貌,宽80-100mm O虏愀稍镉心烟馐笨梢杂没费趺航褂徒耗。需要粘贴环氧玻璃布时,先将玻璃布脱钠、干燥,视详细情形可作成一布二油(或二布三油,第二层布的周围应比下一层宽10~15mm)。

 

4.外貌凿槽嵌补法

  当裂痕希罕,但深度较深时,沿混凝土裂痕凿一条V型或U型槽,槽内外貌应修理平整,洗濯清洁,并坚持槽内干燥。槽内嵌入刚性子料如水泥砂浆、环氧胶泥,或填灌柔性子料如聚氯乙烯胶泥、沥青油膏等密封。密封质料嵌入前,先涂刷与嵌填质料混凝土性子的稀释涂料(外貌可作砂浆 ;げ慊虿蛔鞅 ;げ悖晗缸龇1。

 

1  外貌凿槽修补裂痕的处理要领

 

a)一样平常裂痕处理 

b)渗水裂痕处理 

c)运动裂痕处理

d)运动裂痕扩展后的情形:1—裂痕; 2—水泥砂浆或环氧胶泥; 3—聚氧乙烯; 4—1:2.5水泥砂浆或刚性防水五层做法 ;5—密封质料 ;6—隔离缓冲区 ;B—槽宽 ;δ—裂痕运动距离

注:关于施工缝外貌的裂痕,处理时可在与其毗连的施工段混凝土浇筑前,按外貌凿槽嵌补法的要求在裂痕位置处凿V型或U型槽,该槽内不再填充其他填充物,由该毗连施工段浇筑的结构混凝土填充,以包管施工缝处混凝土。

 

5.外貌贴条法

关于裂痕移动规模不限于一个平面并有防水要求未便凿槽修补的活裂痕,可将一条具有柔性的聚丁橡胶密封条置于裂痕上面,用聚丁橡胶粘结剂将周边粘结于混凝土上(见图2),使密封条中部能随裂痕运动而自由运动,长的裂痕可分段为粘结,分段为密封条的毗毗邻纳聚丁橡胶粘贴搭接,搭接处上下压搓应切成斜面搭接,长度100mm。

2 柔性密封带外貌粘贴

1—裂痕 2—油毡或塑料隔离层 ;3—聚丁橡胶密封条 ;4—粘结剂

 

 

六、有害裂痕处理要领

 

1.水泥灌浆法

钻孔:接纳风钻钻孔,孔距1-1.5m除浅孔接纳骑缝孔外一样平常占孔轴线与裂痕呈30—45·斜角(见图3),孔深应穿过裂痕面0.5m以上,当钻孔有两排或两排以上时,宜交织或呈梅花形安排。

 

3钻孔示意

1—裂痕,2—齐缝口,3—斜孔

 

冲洗:钻孔完毕后,应用水冲洗,按竖向排列自上而下逐孔举行。

密封:缝面冲洗净后,在裂痕外貌用1:1~2水泥砂浆或环氧胶泥涂抹。

埋管:一样平常用ø19-38的钢管作灌浆管(钢管上端加工丝扣),装置前在钢管外壁用生胶带缠紧,然后旋入孔中,孔中管壁周围的逍遥用水泥砂浆或硫磺砂浆封堵,以防冒浆或灌浆管冲孔中脱出。

试压:用0.1-0.2MPa压力水作渗水试验,接纳灌浆孔压水,排水孔排水的要领检查裂痕和管路流通情形,然后关闭排气孔检查止浆堵漏效果,并湿润缝面,以利粘结。

灌浆:及格的经设计批准使用的填缝用注射性水泥,水泥净将水灰比为0.4,灌浆压力0.3—0.5MPa。在整条裂痕处理完毕后,孔内应充满净浆,并填入净砂用棒捣实。

 

2.化学灌浆法

钻孔:接纳风钻钻孔,孔距1-1.5m除浅孔接纳骑缝孔外一样平常占孔轴线与裂痕呈30—45·斜角(见图3),孔深应穿过裂痕面0.5m以上,当钻孔有两排或两排以上时,宜交织或呈梅花形安排 ;

密封:缝面冲洗净后,在裂痕外貌用1:1~2水泥砂浆或环氧胶泥涂抹。

埋管:一样平常用ø19-38的钢管作灌浆管(钢管上端加工丝扣),装置前在钢管外壁用生胶带缠紧,然后旋入孔中,孔中管壁周围的逍遥用水泥砂浆或硫磺砂浆封堵,以防冒浆或灌浆管冲孔中脱出。

试压:用0.2-0.3MPa压缩空气举行压力实验 ;

灌浆:接纳环氧树脂浆液举行灌浆。

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