浅议水工混凝土建筑物裂缝产生原因、分类及预防措施.docVIP

精品论文 参考文献 浅议水工混凝土建筑物裂缝产生原因、分类及预防措施 王 川 陈 龙 陈露阳 　　（南水北调中线干线保定管理处，河北，保定，071000） 　　【摘 要】混凝土裂缝是水工建筑物普遍存在而又难于解决的问题，也是影响建筑工程质量的重要因素之一。为此，本文真对水工建筑物裂缝产生的原因进行了分析，并提出了预防措施。 　　【关键词】混凝土；裂缝；预防 　　裂缝在水工混凝土建筑物病害中最为常见，其产生是多种因素共同作用的结果。混凝土硬化过程中存在着众多的微孔隙、气穴和微裂缝。当混凝土受到荷载、温差等作用之后不断地扩展和连通，最终形成混凝土裂缝。具统计水工建筑物由于裂缝、冲蚀引起的溃坝占溃坝总数的38%。因此，在施工中应切实采取有效措施控制混凝土裂缝的产生。 　　一、水工混凝土建筑物裂缝的分类 　　1. 按裂缝产生原因分为：荷载裂缝（混凝土结构由于承受各种荷载后产生的裂缝）和变形裂缝（因环境温度、湿度变化或混凝土结构内部温、湿度或水分变化使其变形而产生的裂缝，包括塑性裂缝、温度裂缝、干燥收缩裂缝、自收缩裂缝和碳化收缩裂缝等。另外还有碱—骨料反应裂缝、钢筋锈蚀裂缝等）。 　　2. 按裂缝危害程度分为：有害裂缝（严重影响混凝土结构耐久性和使用性能，必须治理）和无害裂缝（可以不治理，仅影响建筑物外观）。 　　二、水工混凝土建筑物裂缝产生的原因 　　混凝土自浇筑开始便经受外界环境和内部因素的作用而产生应力。当应力超过混凝土的极限强度或其应力变形超过了混凝土的极限变形值，混凝土结构物即产生裂缝，发展到严重程度，结构物会因失去承载能力而遭到破坏。从力学观点分析，结构物有其本身的承载力或抗裂能力，设计者通常用这种力来抵御外界或其本身的破坏力。破坏力主要包括：(1)外荷载应力（2）温度应力（3）干缩应力（4）膨胀产生的应力（5）自生体积变形应力（6）基础变形和模板走样产生的应力（7）塑性收缩和碳化收缩产生的应力。 　　三、水工混凝土建筑物裂缝的分类及其特征 　　裂缝产生的原因复杂，有时几种原因并存，根据裂缝产生的部位、发生的时间和裂缝走向，将其分为以下4类： 　　1、塑性收缩裂缝：多发生在竖向尺寸较大的混凝土上表面或侧面吗，出现在混凝土浇筑后终凝前，约在浇筑后4～15h。裂缝走向为不规则裂缝，无固定方向，但对长形混凝土结构，其上表面也会产生垂直于长方向的横向裂缝，沉降收缩裂缝多发生在钢筋及预埋件旁或靠近模板处； 　　2、温度裂缝：出现存在温差的地方，如大体积混凝土表面，有些混凝土墙也会出现温度裂缝，无固定部位，一般出现在内部升至最高温度后，温度开始下降时，约在混凝土浇筑后2-7d，裂缝无固定走向； 　　3、干燥收缩裂缝：出现存在湿度差的地方，如表面较大的板式或壁式结构表面，深度约为10-15mm，从混凝土硬化到数年的较长时间内均可出现，此种裂缝多为长条形混凝土结构的垂直方向，裂缝相互平行，间隔距离比较均匀，也有斜裂缝或不规则的干缩裂缝； 　　4、荷载裂缝：多出现在混凝土结构尺寸变化处，荷载不同的两结构连接处以不同结构类型的两结构连续处。加荷后较长时间均可出现，其中因地基沉降而引起的裂缝可持续数年，裂缝走向一般沿荷载方向，如梁底的横向裂缝或梁端的剪切斜裂缝。 　　四、水工混凝土建筑物裂缝的危害 　　混凝土结构出现裂缝后使人产生不安全感。裂缝宽度超过规定值，其深度和长度又足够大时，将使钢筋保护层破坏，导致钢筋锈蚀，钢筋锈蚀后的体积膨胀又进一步使混凝土裂缝扩大，如此恶性循环的结果将使混凝土结构逐渐破坏，丧失承载能力，同时，裂缝的出现降低了混凝土的密实性，易受以水为载体的侵蚀性介质的侵蚀，为硫酸盐、氯盐等侵蚀。承受水压的结构通过裂缝漏水，混凝土抗冻也因裂缝的存在而进一步降低。裂缝的产生大大降低了混凝土的耐久性。 　　五、水工混凝土建筑物裂缝控制措施 　　1、设计方面：对永久荷载和可变荷载应按《建筑结构荷载规范》GB50009的规定采用。 设计时除应符合《混凝土结构设计规范》GB50010的规定，还应根据具体情况：地震裂度等级、建筑物规模、地基基础情况，当地气候条件、使用功能的需要等因素，全面慎重考虑对混凝土结构采取有效的设计措施，控制混凝土收缩、温度变化、地基基础不均匀沉陷等原因产生的裂缝。 　　2、有关混凝土材料和配合比方面的措施 　　（1）选择质量合格的原材料： 　　①水泥：对大体积混凝土而言宜选用中热硅酸盐水泥、低热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥，采用低热水泥要考虑对早期折模的影响，对水泥的矿物成分和细度都应有要求。德国研究表明，胶材体系尤其是水泥的性能直接决定了混凝土材料的抗裂性。建议使用尽可能低的水泥用量和水化慢、延伸性好的水泥以减少开裂。 　　②骨料：混凝土用骨料应符合有关标准（行业标准和国标），应优先选用洁净、级配良好的中