混凝土常見裂縫種類及分析示意圖

1、2混凝土結(jié)構(gòu)中的非荷載裂縫混凝土結(jié)構(gòu)中的非荷載裂縫混凝土結(jié)構(gòu)是我國工程結(jié)構(gòu)中最常見、應(yīng)用最廣泛的結(jié)構(gòu)形式之一。但由于混凝土結(jié)構(gòu)自身組成材料的弱點（抗拉強度較低），在使用條件下容易出現(xiàn)裂縫，這里所說的裂縫是指肉眼可見的宏觀裂縫，而不是微觀裂縫，其寬度應(yīng)在0.05mm以上?；炷两Y(jié)構(gòu)中常見的裂縫可分為兩類，一類是由于結(jié)構(gòu)承受荷載產(chǎn)生的裂縫，這類裂縫是結(jié)構(gòu)在荷載作用下在某些部位產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過了材料的抗拉強度而引起的，又稱為“荷載裂縫”；另一

2、類是由于混凝土材料的收縮變形、溫度變化以及混凝土內(nèi)鋼筋銹蝕等原因引起的裂縫，又稱為“非荷載裂縫”。目前，國內(nèi)外對因荷載作用引起的“荷載裂縫”進行了較深入地研究，建立了相關(guān)的理論和控制標準，而對因其他原因引起的“非荷載裂縫”則主要是在設(shè)計和施工中規(guī)定了一些構(gòu)造措施來防止和減輕，尚未建立起有效的計算理論和控制措施，因此，本文將混凝土結(jié)構(gòu)中的“非荷載裂縫”作為主要的研究對象來加以分析。21非荷載裂縫的分類211混凝土硬化以前新拌混凝土的塑性裂

3、縫出現(xiàn)塑性裂縫的主要原因有：a）新拌混凝土在可塑狀態(tài)下凝結(jié)收縮而產(chǎn)生的塑性收縮裂縫；b）可塑狀態(tài)下新拌混凝土，其組成材料因受力下沉不均勻或下沉受阻而產(chǎn)生的塑性沉降裂縫；c）可塑狀態(tài)下的混凝土因模板變形、支架下沉或受到施工過程中的擾動、移動等原因而產(chǎn)生的其他塑性裂縫。212硬化混凝土的早期收縮裂縫硬化混凝土早期收縮裂縫主要包括干燥裂縫、自生收縮裂縫和溫度收縮裂縫。1）干燥收縮裂縫干燥時收縮，受濕時膨脹，這是水泥基混凝土材料的固有特性，其主

4、要原因是混凝土內(nèi)的固體水泥漿體體積會隨含水量而改變?；炷林泄橇蠈λ酀{體積的變化起到了很大的約束作用，使混凝土的體積變化遠低于水泥漿體的體積變化。在硬化水泥漿體中，部分水存在于漿體的毛細孔隙內(nèi)，而相當一部分水則存在于水泥硅酸鈣凝膠體之中。混凝土干燥時，首先失去的是較大孔徑的毛細孔隙中的自由水份，但這幾乎不會引起固體漿體體積的變化，只有很小孔徑毛細孔隙水和凝膠體內(nèi)的吸附水與膠體的層間孔隙水減少時才會引起明顯的收縮。目前，混凝土干燥收縮的

5、機理尚不完全清楚，一般認為是干燥時混凝土內(nèi)的孔隙水拉力發(fā)生變化，膠凝體粒子的表面張力增加，膠凝體內(nèi)的膨脹蒸汽壓力減小和層間水稱出的綜合結(jié)果。2）自生收縮裂縫自生收縮是水泥水化作用引起的收縮，并不屬于干燥收縮。水泥水化本身造成體積膨脹，但如將參與水化反應(yīng)的水的體積加在一起，則水化前后水泥與水的總體積減少。在已硬化的水泥漿體中，未水化的水泥繼續(xù)水化是產(chǎn)生自生收縮的主要原因。自生收縮主要發(fā)生在混凝土硬化的早期，一般認為混凝土在開始硬結(jié)后的幾天

6、或幾周內(nèi)可完成自生收縮。水灰比的變化對于干燥收縮和自生收縮的影響正相反，當水灰比降低時，混凝土的干燥收縮減小，而自生收縮增大。如當水灰比大于0.5時，其自生收縮與干縮相比小得可以忽略不計。但是當水灰比小于0.35時，混凝土內(nèi)相對濕度很快降到80%以下，自生收縮與干縮則接近各占一半；當水灰比低至0.17時，則自生收縮要占100%，而干縮為0，意味著即使在很干燥的環(huán)境中也沒有水份向外蒸發(fā)，水灰比較小的高性能混凝土自收縮過程開始于水化速度處于

7、高潮階段的頭幾天，濕度梯度首先引發(fā)表面裂縫，隨后引發(fā)內(nèi)部裂縫，若混凝土變形受到約束，則進一步產(chǎn)生收縮裂縫，這也是高強混凝土容易開裂的主要原因之一。3）溫度收縮裂縫1)受力裂縫裂縫特征：裂縫位于混凝土梁中段，一般跨中裂縫寬度最大，豎向裂縫下寬上窄，沿梁兩側(cè)面通透。見附圖1。原因分析：在混凝土承受荷載時，下部受拉區(qū)鋼筋與混凝土共同受力，受拉區(qū)邊緣纖維應(yīng)變大于混凝土受彎極限拉應(yīng)變時，出現(xiàn)受拉區(qū)混凝土開裂。該類裂縫由承載力引起，裂縫一旦出現(xiàn)，即

8、具有一定的開展寬度，并沿梁高上延至一定高度，所以多為下寬上窄。開裂后鋼筋應(yīng)力較裂前突然增加，會在跨中區(qū)段出現(xiàn)幾條裂縫。2)溫度裂縫裂縫特征：裂縫在梁長范圍內(nèi)基本呈等間距分布，各縫寬相似，豎向裂縫上寬下窄，沿梁兩側(cè)面通透。見附圖2。原因分析：該類裂縫多出現(xiàn)在頂層上表面隔熱不當，或施工時暴曬造成梁板上下表面溫差大的部位。梁板上表面溫度高，混凝土膨脹變形大，下表面溫度低，混凝土膨脹變形小，形成變形差。當變形產(chǎn)生的拉應(yīng)力大于混凝土抗拉強度時，在