混凝土浇筑以后,由于养护、混凝土收缩、温度变化(包括内外温差)等的作用下不可避免的回产生微裂缝。裂缝在控制在允许范围内是不会对结构安全产生影响。
混凝土带裂缝工作,只有混凝土开裂,钢筋才能参与工作。但是裂缝是有要求的,不能超过规范。一般说来,当裂缝超过0.35MM时,钢筋混凝土结构失效。
而且抗渗性能,预应力等都有特殊的要求。事实上,受弯构件的受力过程分为三个阶段:整体工作阶段、带裂缝工作阶段、屈服阶段。由于混凝土抗拉强度很低,因此第一阶段所能承载的弯矩很小,所以大部分阶段处于带裂缝工作时期。
反而言之,如果要保证混凝土使用阶段不带裂缝,就需要大大加大截面大小,是第一阶段的最大弯矩大于使用弯矩,从而导致不经济。
剪切裂纹是指:钢筋混凝土梁在外荷载的直接应力和次应力的作用下,引起结构变形而裂缝。
一、裂缝形成原因。1、裂缝的部位。
(一)梁受拉区裂缝。由于浇筑混凝土时施工管理不善,使用了低劣的钢筋,造成梁受拉钢筋强度不足。施工中,提前拆模、施工荷载超过设计荷载或混凝土强度低于设计规定,以及使用不当,使用荷载大大超过原设计荷载,使梁受拉区产生裂缝。梁受拉区产生的裂缝一般采用水泥浆封闭,防止钢筋锈蚀,再根据具体情况做补强加固处理。
(二)梁在支座附近的斜裂缝。梁的混凝土强度低于设计强度,抗剪钢筋不足,箍筋没有增加,也有的因超载,提前拆模时混凝土强度低于标准强度值,造成的抗剪能力低而产生剪切裂缝。应先用粘结浆液压注处理,再进行加固补强,确保梁的使用安全。
(三)梁受压区裂缝。梁的高度小,有的梁没有抗裂验算,混凝土振捣不够密实,梁长期在年温差和日温差作用下产生温差变形及长期处于干燥状态的环境中干缩变形,梁在温差和干缩的综合作用下裂缝。缝上宽下窄,有贯穿的,不贯穿的。裂缝长度为梁高的3/5~4/5,梁底部不裂,这种裂缝可用水泥砂浆压注、粘结密封裂缝和补强。
混凝土出现裂缝的原因有:
(1)砼的收缩。
收缩是砼的一个主要特性,对砼的性能有很大影响。
由于收缩而产生的微观裂缝一旦发展则有可能引起机构物的开裂、变形甚至破坏。
(2)温度应力。
砼内的水泥在水化反应中发散出大量热量,使砼升温,并与外部气温形成一定温差,从而产生温度应力。
其大小与温差有关,并直接影响到砼的开裂及裂缝宽度。
(3)配筋不足。
配筋间距大、配筋率小的砼结构开裂多,无筋砼比有筋砼开裂多。
钢筋的位置要正确,保护层过大或过小都可能导致砼开裂。
(4)砼材料及配合比。
配合比设计不当直接影响砼的抗拉强度,是造成砼开裂不可忽视的原因。
配合比不当指水泥用量过大、水灰比大、含砂率不适当、骨料种类不佳、选用外加剂不当等,这几个因素是互相关联的。
(5)养护条件。
养护是使砼正常硬化的重要手段。
养护条件对裂缝的出现有着关键的影响。
在标准养护条件下,砼硬化正常,不会开裂,但只适用于试块或是工厂的预制件生产,现场施工中不可能拥有这种条件。
现场砼养护越接近标准条件,砼开裂可能性就越小。
(6)施工质量。
砼浇筑施工中,振捣不均匀,或是漏振、过振等情况,会造成砼离析、密实度差,降低结构的整体强度。
砼内部气泡不能完全排除时,钢筋表面的气泡则会降低砼与钢筋的粘结力。
钢筋若受到过多振动,则水泥浆在钢筋周围密集,也将大大降低粘结力。
钢筋产生锈蚀的主要原因是铁发生了水合氧化反应而产生水合氧化铁。铁产生水合氧化铁需要二个条件:水和氧气。
铁发生锈蚀分为二个过程:先是和水反应生成氢氧化亚铁,然后氢氧化亚铁和氧气反应生成铁锈。只要隔离了水分,铁就不容易生锈了。
、塑性混凝土下沉,被顶部钢筋所阻,形成沿钢筋的裂缝(通长或断续)使得混凝土发生附加变形,裂缝的混凝土碳化加快,引起钢筋锈蚀,大大降低混凝土结构的耐久性和承载能力。
2、用含氯盐类外加剂拌合混凝土,导致钢筋锈蚀,钢筋锈蚀后体积膨胀,胀裂混凝土。
3、钢筋锈蚀后截面减小,造成混凝土内空鼓,形成顺筋裂缝。使得混凝土裂缝处碳化加快,降低混凝土结构的承载能力和稳定性,可能导致局部或整体的破坏。