《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》課件10.4 裂縫原因

1、第十章 變形和裂縫寬度的計(jì)算10.4 產(chǎn)生裂縫的原因10.4 產(chǎn)生裂縫的其他原因 混凝土結(jié)構(gòu)中存在拉應(yīng)力是產(chǎn)生裂縫的必要條件。 除荷載作用外，結(jié)構(gòu)的不均勻沉降、收縮、溫度變化，以及在混凝土凝結(jié)、硬化階段等都會(huì)引起拉應(yīng)力，從而產(chǎn)生裂縫。 結(jié)構(gòu)中主拉應(yīng)力達(dá)到混凝土（當(dāng)時(shí)）的抗拉強(qiáng)度時(shí)，并不立即產(chǎn)生裂縫，而是當(dāng)拉應(yīng)變達(dá)到極限拉應(yīng)變etu時(shí)才出現(xiàn)裂縫。 硬化后的混凝土極限拉應(yīng)變etu約為15010-6，即10m長(zhǎng)的構(gòu)件，產(chǎn)生1.5mm的很小受拉變形即會(huì)產(chǎn)生裂縫。 由于混凝土材料的不均勻性，裂縫首先在強(qiáng)度最小的位置發(fā)生。裂縫發(fā)生前瞬間的應(yīng)變分布會(huì)產(chǎn)生應(yīng)變集中。 不同齡期的混凝土，其裂縫斷面狀況有較大差別

2、。齡期很短的混凝土，裂縫斷面較為光滑，兩裂縫不能完全閉合。而充分硬化后的混凝土，裂縫斷面則呈不規(guī)則較為鋒銳狀態(tài)，兩斷面可以閉合。第十章 變形和裂縫寬度的計(jì)算10.4 產(chǎn)生裂縫的原因第十章 變形和裂縫寬度的計(jì)算10.4 產(chǎn)生裂縫的原因一、材料原因水泥異常凝結(jié)引起的裂縫受風(fēng)化的水泥，其品質(zhì)很不安定?；炷翝仓筮_(dá)到一定強(qiáng)度前，在凝結(jié)硬化階段會(huì)產(chǎn)生如圖所示的短小的不規(guī)則裂縫。隨著水泥品質(zhì)的改善，這種裂縫目前較少見到。1、水泥方面第十章 變形和裂縫寬度的計(jì)算10.4 產(chǎn)生裂縫的原因水泥水化熱水泥用量在300kg/m3左右時(shí)，溫度上升為3040左右。第十章 變形和裂縫寬度的計(jì)算10.4 產(chǎn)生裂縫的原因在

3、實(shí)際結(jié)構(gòu)中，內(nèi)部因水化熱產(chǎn)生蓄熱的同時(shí)，構(gòu)件表面還產(chǎn)生放熱，使得構(gòu)件溫度經(jīng)上升后再下降。第十章 變形和裂縫寬度的計(jì)算10.4 產(chǎn)生裂縫的原因第十章 變形和裂縫寬度的計(jì)算10.4 產(chǎn)生裂縫的原因構(gòu)件的最小尺寸大于800mm時(shí)，通常可認(rèn)為是大體積混凝土。對(duì)于大體積混凝土，內(nèi)部溫度較大，構(gòu)件外周溫度較低，內(nèi)外溫差很大，引起內(nèi)外混凝土膨脹變形差異。內(nèi)部混凝土膨脹受到外部混凝土的變形約束，而使構(gòu)件表面產(chǎn)生裂縫。這種裂縫在構(gòu)件表面通常呈直交狀況，第十章 變形和裂縫寬度的計(jì)算10.4 產(chǎn)生裂縫的原因第十章 變形和裂縫寬度的計(jì)算10.4 產(chǎn)生裂縫的原因大型構(gòu)件與小尺寸構(gòu)件共同組成的結(jié)構(gòu)（如基礎(chǔ)梁與薄墻板、大尺

4、寸梁與薄樓板等），以及梁柱框架結(jié)構(gòu)中均可能因溫差的影響產(chǎn)生裂縫。第十章 變形和裂縫寬度的計(jì)算10.4 產(chǎn)生裂縫的原因第十章 變形和裂縫寬度的計(jì)算10.4 產(chǎn)生裂縫的原因2、 骨料方面第十章 變形和裂縫寬度的計(jì)算10.4 產(chǎn)生裂縫的原因混凝土下沉和泌水混凝土澆筑后，在凝結(jié)過程中會(huì)產(chǎn)生下沉和泌水，下沉量約為澆筑高度的1%。當(dāng)下沉受到鋼筋或周圍混凝土的約束也會(huì)產(chǎn)生裂縫。第十章 變形和裂縫寬度的計(jì)算10.4 產(chǎn)生裂縫的原因3、施工原因(a) 材料混合不均勻(b) 長(zhǎng)時(shí)間攪拌(c) 快速澆筑(d) 先后澆筑時(shí)差過長(zhǎng)混合材料不均勻：由于攪拌不均勻，材料的膨脹性和收縮的差異，引起局部的一些裂縫。長(zhǎng)時(shí)間攪拌：

5、混凝土運(yùn)輸時(shí)間過長(zhǎng)，長(zhǎng)時(shí)間攪拌突然停止后很快硬化產(chǎn)生的異常凝結(jié)，引起網(wǎng)狀裂縫。第十章 變形和裂縫寬度的計(jì)算10.4 產(chǎn)生裂縫的原因3、施工原因(a) 材料混合不均勻(b) 長(zhǎng)時(shí)間攪拌(c) 快速澆筑(d) 先后澆筑時(shí)差過長(zhǎng)澆筑速度過快：當(dāng)構(gòu)件高度較大，如一次快速澆筑混凝土，因下部混凝土尚未充分硬化，產(chǎn)生下沉，引起裂縫。交接縫：澆筑先后時(shí)差過長(zhǎng)，先澆筑的混凝土已硬化，導(dǎo)致交接縫混凝土不連續(xù)，這是結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的起始位置，將成為結(jié)構(gòu)承載力和耐久性的缺陷。第十章 變形和裂縫寬度的計(jì)算10.4 產(chǎn)生裂縫的原因(e) 模板變形(f) 支撐下沉(g) 支撐下沉第十章 變形和裂縫寬度的計(jì)算10.4 產(chǎn)生裂縫的

6、原因三、荷載產(chǎn)生的裂縫第十章 變形和裂縫寬度的計(jì)算10.4 產(chǎn)生裂縫的原因四、收縮裂縫五、溫度裂縫第十章 變形和裂縫寬度的計(jì)算10.4 產(chǎn)生裂縫的原因第十章 變形和裂縫寬度的計(jì)算10.4 產(chǎn)生裂縫的原因六、不均勻沉降產(chǎn)生裂縫(a) 混凝土開裂第十章 變形和裂縫寬度的計(jì)算10.4 產(chǎn)生裂縫的原因七、鋼筋銹蝕產(chǎn)生的裂縫第十章 變形和裂縫寬度的計(jì)算10.4 產(chǎn)生裂縫的原因七、鋼筋銹蝕產(chǎn)生的裂縫(b) 水、CO2侵入第十章 變形和裂縫寬度的計(jì)算10.4 產(chǎn)生裂縫的原因七、鋼筋銹蝕產(chǎn)生的裂縫(c) 開始銹蝕第十章 變形和裂縫寬度的計(jì)算10.4 產(chǎn)生裂縫的原因七、鋼筋銹蝕產(chǎn)生的裂縫使鋼筋產(chǎn)生銹蝕的原因有：骨料中含氯化鹽；外部進(jìn)入氯化鹽；混凝土碳化；保護(hù)層不足；過大的裂縫寬度。鋼筋銹蝕產(chǎn)生體積膨脹可達(dá)原體積的數(shù)倍，使鋼筋位置處的混凝土受到內(nèi)壓力而產(chǎn)生裂縫，并隨之剝落。這種裂縫沿鋼筋方向發(fā)展，且隨著銹蝕的發(fā)展混凝土剝離產(chǎn)生空隙，這可從敲擊產(chǎn)生的空洞聲得到判別。(d) 鋼筋體積膨脹第十章 變形和裂縫寬度的計(jì)算10.4 產(chǎn)生裂縫的原因第十章 變形和裂縫寬度的計(jì)算10.4 產(chǎn)生裂縫的原因碳化引起的銹蝕氯離子引起的銹蝕鋼筋阻銹劑形成保護(hù)膜在陽(yáng)極，保護(hù)膜阻止鐵離子的流失在陰極，保護(hù)膜形成對(duì)氧的屏障第