结构裂缝产生的原因是什么?
结构裂缝孕育产生的原因很纷乱,凭据国内外的观察资料,引起裂缝有两大类原因,一种由外荷载(如静、动荷载)的直接应力和结构次应力引起的裂缝,其机率约20%;一种是结构因温度、膨胀、收缩、徐变和不均匀沉降等因素由变形转变引起的裂缝,其机率约80%。 裂缝产生与质料、设计、施工和维护有关,现作以下剖析。 (一)质料缺陷 在变形裂缝中收缩裂缝占有80%的比例,从砼的性质来说大概有: 1.干枯收缩 研究证明,水泥加水后酿成水泥硬化体,其绝对体积减小。 每100克水泥水化后的化学减缩值为7~9ml,如砼水泥用量为350kg/m3,则形成孔缝体积约25~30L/m3之巨。这是砼抗拉强度...全部
结构裂缝孕育产生的原因很纷乱,凭据国内外的观察资料,引起裂缝有两大类原因,一种由外荷载(如静、动荷载)的直接应力和结构次应力引起的裂缝,其机率约20%;一种是结构因温度、膨胀、收缩、徐变和不均匀沉降等因素由变形转变引起的裂缝,其机率约80%。
裂缝产生与质料、设计、施工和维护有关,现作以下剖析。 (一)质料缺陷 在变形裂缝中收缩裂缝占有80%的比例,从砼的性质来说大概有: 1.干枯收缩 研究证明,水泥加水后酿成水泥硬化体,其绝对体积减小。
每100克水泥水化后的化学减缩值为7~9ml,如砼水泥用量为350kg/m3,则形成孔缝体积约25~30L/m3之巨。这是砼抗拉强度低和极限拉伸变形小的根来源基本因。研究证明,每100克水泥浆体可蒸发水约6ml,如砼水泥用量为350kg/m3,当砼在干枯条件下,则蒸发水量达21L/m3。
毛细孔缝中水逸出孕育产生毛细压力,使砼孕育产生“毛细收缩”。由此引起水泥砂浆的干缩值为0。1~0。2%;砼的干缩值为0。04~0。06%。而砼的极限拉伸值只有0。01~0。02%,故易引起干缩裂缝。
2.温差收缩 水泥水化是个放热过程,其水化热为165~250焦尔/克,随砼水泥用量提高,其绝热温升可达50~80℃。研究证明,当砼内外温差10℃时,孕育产生的冷缩值εc=△T/α=10/110-5=0。
01%,如温差为20~30℃时,其冷缩值为0。02~0。03%,当其大于砼的极限拉伸值时,则引起结构开裂。 3.塑性收缩 砼初凝之前出现泌水和水份急剧蒸发,引起失水收缩,此时骨料与水泥之间也孕育产生不均匀的沉缩变形,它产生在砼终凝之前的塑性阶段,故称为塑性收缩。
其收缩量可达1%左右。在砼外貌上,特别在抹压不敷时和养护不良的部位出现龟裂,宽度达1~2mm,属外貌裂缝。水灰比过大,水泥用量大,外加剂保水性差,粗骨料少,振捣不良,环境温度高,外貌失水大等都能导致砼塑性收缩而产生外貌开裂现象。
4.自生收缩 密封的砼内部相对湿度随水泥水化的进展而降低,称为自干枯。自干枯造成毛细孔中的水分不饱和而孕育产生负压,因而引起砼的自生收缩。高水灰比的普通砼(OPC)由于毛细孔隙中贮存大量水分,自干枯引起的收缩压力较小,所以自生收缩值较低而不被注意。
但是,低水灰比的高性能砼(HPC)则差别,早期强度较高的成长率会使自由水消耗较快,以至使孔体系中的相对湿度低于80%。而HPC结构致密,外界水泥很难渗入增补,在这种条件下开始孕育产生自干收缩。
研究证明,龄期2个月水胶比为0。4的HPC,自干收缩率为0。01%,水胶比为0。3的HPC,自干收缩率为0。02%。HPC的总收缩中干缩和自收缩几乎相等,水胶比越小自收缩所占比例越大。由此可知,HPC的收缩性与OPC完全差别,OPC以干缩为主,而HPC以自干收缩为主。
问题的要害是:HPC自收缩过程开始于水化速率处于上涨阶段的头几天,湿度梯度首先引发外貌裂缝,随后引发内部微裂缝,若砼变形受到约束,则进一步孕育产生收缩裂缝。这是高标号砼容易开裂的主要原因之一。
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