近年來,随着鋼筋混凝土(tǔ)結構的長大化(huà)和複雜化(huà),以及商(shāng)品混凝土(tǔ)的大量推廣和混凝土(tǔ)強度等級的提高,結構裂縫出現機率大大增加,有些(xiē)已危及結構的安全性和耐久性,有的地下(xià)工程裂滲已影響其使用功能(néng)。重慶博鵬實業有限公司根據長期的科學研究和大量工程實踐,提出鋼筋混凝土(tǔ)結構裂縫原因及控制、預防措施,供工程界參考,不妥之處請指正。 

　　2 結構裂縫産生(shēng)的原因及預防 

　　結構裂縫産生(shēng)的原因很複雜,根據國内外的調查資料,引起裂縫有兩大類原因,一(yī)種由外荷載(如(rú)靜、動荷載)的直接應力和結構次應力引起的裂縫,其機率約20%;一(yī)種是結構因溫度、膨脹、收縮和不均勻沉降等因素由變形變化(huà)引起的裂縫,其機率約80%。裂縫發生(shēng)與材料、設計、施工和維護有關,現作(zuò)以下(xià)分(fēn)析。 

　　2.1材料缺陷 

　　在變形裂縫中收縮裂縫占有80%的比例,從混凝土(tǔ)的性質來說大概有: 

　　2.1.1 幹燥收縮 

　　研究表明,水泥加水後變成水泥硬化(huà)體,其絕對體積減小。每l00克水泥水化(huà)後的化(huà)學減縮值爲7～9ml,如(rú)混凝土(tǔ)水泥用量爲35Okg/m3,則形成孔縫體積約25～30l/m3之巨。這是混凝土(tǔ)抗拉強度低(dī)和極限拉伸變形小的根本原因。研究表明,每lOOg水泥漿體可蒸發水約6ml,如(rú)混凝土(tǔ)水泥用量爲350kg/m3,當混凝土(tǔ)在幹燥條件下(xià), 則蒸發水量達2ll/m3。毛細孔縫中水逸出産生(shēng)毛細壓力,使混凝土(tǔ)産生(shēng)“毛細收縮”。由此引起水泥砂漿的幹縮值爲0.1%～0.2%;混凝土(tǔ)的幹縮值爲0.04%～0.06%。而混凝土(tǔ)的極限拉伸值隻有0.01%～0.02%,故易引起幹縮裂縫,幹燥收縮裂紋出現在接近1年齡期内。 

　　2.1.2 溫差收縮 

　　對于強度要求較高的混凝土(tǔ),水泥用量相對較多,水泥水化(huà)是個放(fàng)熱過程,其水化(huà)熱爲l65～250焦爾/克,随混凝土(tǔ)水泥用量提高,其絕熱溫升可達50～80℃。研究表明,當混凝土(tǔ)内外溫差1 0℃時,産生(shēng)的冷縮值εC= △T/α= 10/l10-5=0.O1%,如(rú)溫差爲20～30℃時,其冷縮值爲0.02～0.03%,而混凝土(tǔ)極限拉伸值隻有0.01~0.015%,因而冷縮常引起混凝土(tǔ)開裂。 

　　2.1.3塑性收縮 

　　混凝土(tǔ)初凝之前出現泌水和水份急劇蒸發,引起失水收縮,此時骨料與水泥之間也(yě)産生(shēng)不均勻的沉縮變形,它發生(shēng)在混凝土(tǔ)終凝之前的塑性階段,故稱爲塑性收縮。其收縮量可達1%左右。在混凝土(tǔ)表面上(shàng),特别在抹壓不及時和養護不良的部位出現龜裂,寬度達l～2mm,屬表面裂縫。水灰比過大,水泥用量大,外加劑保水性差,粗骨料少,振搗不良,環境溫度高,表面失水大等都能(néng)導緻混凝土(tǔ)塑性收縮而發生(shēng)表面開裂現象。 

　　2.1.4 自生(shēng)收縮 

　　密閉的混凝土(tǔ)内部相對濕度随水泥水化(huà)的進展而降低(dī),稱爲自幹燥。高水灰比的普通混凝土(tǔ)(OPC)由于毛細孔隙中貯存大量水分(fēn),自幹燥引起的收縮壓力較小,所以自生(shēng)收縮值較低(dī)而不被注意。但(dàn)是,低(dī)水灰比的高性能(néng)混凝土(tǔ)(HPC) 則不同,早期強度較高的發展率會使自由水消耗較快(kuài),以至使孔體系中的相對濕度低(dī)于80%。而HPC結構緻密,外界水泥很難滲入補充,在這種條件下(xià)開始産生(shēng)自幹收縮。研究表明,齡期2個月(yuè)(yuè)水膠比爲0.4的HPC,自幹收縮率爲0.01%,水膠比爲0.3的HPC,自幹收縮率爲0.02%。HPC的總收縮中幹縮和自收縮幾乎相等,水膠比越小自收縮所占比例越大。由此可知,HPC的收縮性與OPC完全不同,OPC以幹縮爲主,而HPC以白幹收縮爲主。問題的要害是:HPC自收縮過程開始于水化(huà)速率處于高潮階段的頭幾天,溫度梯度首先引發表面裂縫,随後引發内部微裂縫,若混凝土(tǔ)變形受到約束,則進一(yī)步産生(shēng)收縮裂縫。這是高标号混凝土(tǔ)容易開裂的主要原因之一(yī)。