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混凝土结构裂缝产生的原因有哪些?

发布时间:2018/09/13 点击量:

  建筑物在使用一段时间之后会出现裂缝,而这时大家必须要进行相应的加固改造,从而禁止裂缝的扩展,但是要想达到理想的效果必须要了解裂缝产生的原因,接下来建筑加固企业小编就为大家总结混凝土结构裂缝产生的具体原因。

混凝土结构房屋裂缝

  建筑物在使用过程中承受两大类荷载。第一类是静载荷、动载荷及其它外荷载;第二类是变形荷载,包括温度、收缩。裂缝产生的原因主要有以下几种:

  1.由外荷载(静或动)的直接应力(按常规计算的主应力)所引起裂缝

  (1)受弯、受拉等构件的横向裂缝

  在钢筋混凝土受弯构件中,当截面的受拉边缘混凝士拉应力达到其抗拉强度极限应变时,构件在抗拉能力最弱截面出现第一条(批)裂缝,裂缝处钢筋承担全部拉应力,其应力随着载荷增加而迅速增加。受拉张紧的混凝土出现裂缝后即向裂缝两边回缩,使混凝土与钢筋表面产生相对滑移,由于混凝土与钢筋之间存在粘结力混凝士的回缩受到钢筋的约束。

  在距裂缝越远混凝土的回缩越小,这个截面的应力状态也就与裂缝即将出现前的应力状态相同,随着裂缝距离增加,钢筋应力逐渐下降,混凝士应力逐渐增加。在裂缝两则,钢筋长度方向粘结应力分布不均匀,当混凝士应力重新增加到等于抗拉强度处将会出现第二条(批)裂缝。第二批裂缝出现后退出工作的混凝土也向裂缝两边回缩,同理其余裂缝将陆续出现,直到裂缝的间距小于两条裂缝之间的受拉区拉应力不可能到达混凝土的抗拉强度,才不会产生新裂缝,从而裂缝数量和间距趋于稳定。

  裂缝出现后,随着荷载不断增加,钢筋的拉伸应变将大大超过混凝土的拉伸应变,两者之间的相对滑移逐步增大,从而使裂缝不断开展。由于混凝士质量的不均匀性,裂缝的出现是随机的,裂缝间距和裂缝宽度的分散性是比较大的。理论上存在最小裂缝间距和最大裂缝间距。该裂缝超过最大裂缝允许值时,会影响结构安全。

  (2)受弯构件的斜裂缝

  受弯构件在弯矩、剪力共同作用下,随着荷载的增加,在集中荷载与支座之间陆续出现一些斜裂缝,其中近支座处的一条斜裂缝发展较快,成为导致构件破坏的临界裂缝。这样会发生斜截面破坏,而这种破坏带有脆性性质,无明显预兆,危害性极大。

  2.由结构的饮应力所引起的裂缝

  许多建筑物结构的实际工作状态同常规计算模式有出入。如钢筋混凝土屋架,结点是按铰接计算的,而实际的屋架结点却承受着较显著的弯矩和剪力,构件内这样的应力称为次应力,它们常在结点处引起裂缝的出现。还有些常规不计算的外荷载应力,但实际却引起结构裂缝。

  3.由结构变形变化所引起的裂缝

  由温度、收缩、不均匀沉降等因素而引起结构的变形,而变形受约束产生内部应力,当应力超过一定数值则引起裂缝。裂缝出现后变形可以得到满足或部分满足,内部应力松弛。结构材料韧性良好才可以适应变形要求。因结构变形变化而引起的裂缝主要有:

  (1) 温度裂缝

  温度裂缝是最常见的一种裂缝,是混凝七收缩与冷缩共同结果。混凝土具有热胀冷缩的特性,由于内部或外部约束, 当混凝土不能自由收缩与冷缩时,会在混凝土内部引起的约束拉力而产生裂缝,这种裂缝出现和开展有一个时间过程,实验资料表明,混凝士在一年内完成总收缩值的60%-85%,在实际工程中许多温度收缩裂缝在一年左右出现。温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。温度裂缝的走向通常无一定规律,大面积结构裂缝常纵横交错;梁板类长度尺寸较大的结构,裂缝多平行于短边;深入和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接近平行,裂缝沿着长边分段出现,中间较密。裂缝宽度大小不一,受温度变化影响较为明显,冬季较宽,夏季较窄。高温膨胀引起的混凝土温度裂縫是通常中间粗两端细,而冷缩裂缝的粗细变化不太明显。此种裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低混凝士的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。

  (2)千缩裂缝["]

  干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右。水泥浆中水分的蒸发会产生干缩,且这种收缩是不可逆的。干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果。干缩裂缝多为表面性的平行线状或网状浅细裂缝,宽度多在0.05~0.2 mm之间,大体积混凝土中平面部位多见,较薄的梁板中多沿其短向分布。混凝土千缩主要和混凝士的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性质和用量、外加剂的用量等有关。

  (3)塑性收缩 裂缝

  塑性收缩是指混凝士在凝结之前,表面因失水较快而产生的收缩。塑性收缩裂缝一般 在干热或大风天气出现,裂缝多呈中间宽两端细且长短不一、互不连贯状态。其产生的主要原因为:混凝士在终凝前几乎没有强度或强度很小,或者混凝土刚刚终凝而强度很小时,受高温或较大风力的影响,混凝土表面失水过快,造成毛细管中产生较大的负压而使混凝士体积急剧收缩,而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩,因此产生龟裂。影响混凝士塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝士的凝结时间、环境温度、风速、相对湿度等等。

  (4)沉降收缩裂缝

  该裂缝一般多沿主筋通长方向或箍筋上或埋设件周围,在混凝t表面出现,常在浇灌后发生,硬化后停止。裂缝产生原因是混凝士浇捣后,骨料颗粒沉落,水泥浆上浮,受到钢筋或埋设件或大骨料的阻挡,而使混凝土互相分离。另外,混凝土本身组成材料沉降不均匀造成开裂。

  (5)沉陷裂缝

  沉陷裂缝的产生是由于结构地基士质不匀、松软,或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致;或者因为模板刚度不足,摸板支撑间距过大或支撑底部松动等所致,特别是在冬季,模板支撑在冻土上,冻士化冻后产生不均匀沉降,致使混凝士结构产生裂缝。此类裂缝多为深进或贯穿性裂缝,其走向与沉陷情况有关,一般沿与地面垂直或呈30°~45°角方向发展,较大的沉陷裂缝,往往有一定的错位,裂缝宽度往往与沉降量成正比关系。裂缝宽度受温度变化的影响较小。地基变形稳定之后,沉陷裂缝也基本趋于稳定。

  4.由特殊情况引起(如地震、滑坡等)所引起的裂缝

  地震引起的裂缝,可以看成地基的“动态变形变化”。滑坡引起的建筑物裂缝也可以说是由于地基变形所引起,该变形可能是蠕变变形,也可能是突然的失稳变形。

  5.由材料所引起的裂缝

  碱骨料反应是指混凝土拌和后会产生一些碱性离子,这些离子与某些活性骨料产生化学反应并吸取周围环境中的水而体积增大,造成混凝土酥松、膨胀开裂。这种裂缝-般出现在混凝土结构使用期间,一旦出现很难补救。另外,由材料质量原因引起的裂缝较常见的是水泥,粗细骨料质量不好,这种情况造成的后果是结构承载能力降低,刚度很差,空气稳定性很弱,隐患容易恶化等。

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