1混凝土裂縫種類及成因【1】1.1塑性收縮裂縫塑性收縮裂縫是指混凝土在初凝前由于水分蒸發,混凝土內部水分不斷向表面遷移,表面因失水較快而產生的收縮裂縫。塑性收縮裂縫多在新澆筑并暴露于空氣中的結構表面出現,其形狀不規則,表現多為裂縫較淺,中間寬,兩端細且長短不一,互不連貫,一般長20-30cm,較長的裂縫可達2-3m,寬1-5mm。此種塑性收縮裂縫在混凝土初凝前及時抹壓或二次振搗可以愈合,如不及時處理并蓄水養護,可發展為貫通性有害裂縫。1.2塑性沉降裂縫(沉降收縮裂縫)在新拌混凝土中,骨料顆粒懸浮在一定稠度的膠結材漿體中,由于普通混凝土的漿體密度小于骨料,因而骨料在漿體中有下沉的趨勢,混凝土在澆筑后發生的不均勻沉落,使骨料下沉,漿體上浮,當沉降受到水平鋼筋或側面模板的摩擦阻力或預埋件的阻擋時,就會與周圍的混凝土形成沉降差,使混凝土因剪切而在混凝土頂部形成塑性沉降裂縫,此外,混凝土表面形成的浮漿層也會因泌水而開裂。這種裂縫主要沿主筋或箍筋通常方向分布,中間寬兩端窄。混凝土坍落度越大,越易發生塑性沉降裂縫。1.3水化收縮及自生干縮裂縫水泥在水化反應過程中,水化產物的絕‘’對體積同水化前的水泥與水的體積之和相比有減少的現象成為水化收縮。水化收縮在初凝前表現為漿體的宏觀體積收縮,收縮量的大小取決于水化產物中化學結合水量的。初凝后則在已形成的水泥石骨架內生成孔隙,在水泥繼續水化的過程中不斷消耗水分導致毛細孔中的自由水減少,濕度降低,在外部養護水供應不充分的情況下,混凝土內部產生自干燥現象。由自干燥作用導致毛細孔內產生負壓,引起混凝土內自干燥收縮。對于常態混凝土,其水膠比較高,混凝土內有較充裕的水分,在養護較好的情況下毛細管中很少出現缺水干燥現象,因而很少發生自生干燥收縮。對于水膠比低的混凝土,應在初凝時水泥石結構未達到很密實的情況下及時進行飽水養護,否則極易產生混凝土自內而外的自生干縮裂縫。1.4干縮裂縫混凝土工程在硬化后,內部的游離水會由表及里逐漸蒸發失水,導致混凝土由表及里逐漸產生干燥收縮。在約束條件下,收縮變形量導致的收縮應力大于混凝土的抗拉強度時,混凝土就會產生由表及里的干燥收縮裂縫。干燥收縮裂縫多出現在混凝土養護結束后的一段時間或是混凝土澆筑完畢后的一周左右。裂縫為表面性的平行線狀或網狀淺細裂縫,寬度多在0.05-0.2mm之間,較薄的梁、板類構件,多沿短向分布,整體性結構多發生在結構變截面處。平面裂縫多延伸到變截面部位或塊體邊緣,大體積混凝土在平面部位較為多見。干縮裂縫在潮濕條件下可以逐漸愈合,因此在產生收縮裂縫的早期就要引起注意,采取相應的措施,防止其發展成嚴重的貫穿整個構件截面的危害裂縫。1.5溫差裂縫溫差裂縫產生的主要原因是由溫差造成的。當外部溫度或結構內部溫度發生變化時,混凝土將發生形變,若變形受到約束,結構內將產生應力,當應力超過混凝土抗拉強度時將產生溫差裂縫,經驗表明:在無風天氣,混凝土表明溫度與環境氣溫之差大于25℃時,即出現肉眼可見的溫差裂縫。通常情況下,溫度應力主要有以下幾種形成方式:(1)水泥水化放熱產生溫度應力,此外,由于混凝土彈性模量的急劇變化也會在其內部形成殘余應力;(2)水化放熱基本結束后,由于混凝土的冷卻以及外界氣溫變化引起的溫度應力;(3)由于突發降水,冷空氣侵襲或日落等導致混凝土結構外表面溫度突然下降,內部溫度下降相對較慢而產生的溫度應力。在混凝土養護期間,溫差裂縫一般較淺細,危害性也不大,但隨時間的推移而繼續擴大,嚴重時將發展成較深的貫穿性的裂縫,嚴重影響混凝土的整體結構性能。1.6化學反應引起的裂縫化學反應引起的裂縫主要有堿-骨料反應引起的裂縫,鋼筋銹蝕膨脹導致的裂縫,砂、石中的硫酸鹽含量超標(或硫酸鹽環境)或方鎂石導致的膨脹裂縫(鈣礬石、水鎂石的生成引起的)。1.7凍融裂縫水受凍結冰時體積會膨脹,約9%,混凝土受凍融干濕反復作用的部位會產生網狀裂縫并由表及里逐漸剝蝕。1.8施工、澆筑工藝不當導致的裂縫結構地基不均,松動,模板剛度不足,模板支撐間距過大或支撐底部松動,澆筑斜坡上的混凝土時,混凝土坍落度太大導致的下流等都會引起混凝土裂縫產生。墻體等垂直結構分層澆筑時,如澆筑速度太快,下層混凝土在硬化初期可能發生沉降,產生橫向裂縫。如兩層間澆筑相距時間太長,則會產生冷縫;當澆筑梁、柱交界部位則會產生沉降裂縫;滑模工藝時間不當,可能將混凝土拉裂。混凝土澆筑后,在強度和彈性模量都不很高的情況下,過早的施加超過混凝土承載能力的施工荷載,或在混凝土強度未達到設計要求時就過早拆除支撐底模板,使混凝土結構過早承受荷載,會導致混凝土在受拉區產生不可愈合的裂縫。總體來說,外加劑在改善混凝土的性能方面具有以下作用:(1)可以減少混凝土的用水量.或者不增加用水量就能增加混凝土的流動度。(2)可以調整混凝土的凝結時間。(3)減少泌水和離析.改善和易性和抗水淘洗性。(4)可以減少坍落度損失.增加泵送混凝土的可泵性。(5)可以減少收縮.加入膨脹劑還可以補償收縮。(6)延緩混凝土初期水化熱.降低大體積混凝土的溫升速度,減少裂縫發生。(7)提高混凝土早期強度.防止負溫下凍結。(8)提高強度,增加抗凍性、抗滲性、抗磨性、耐腐蝕性。(9)控制堿一骨料反應.阻止鋼筋銹蝕,減少氯離子擴散。(10)制成其他特殊性能的混凝土。(11)降低混凝土粘度系數等。在混凝土中加人外加劑后,由于品種不同,產生的作用也各異,多數是產生物理作用,例如吸附于水泥粒子表面形成吸附膜,改變了電位,產生不同的吸力或斥力;有的會破壞絮凝結構,提高水泥擴散體系的穩定性,改善水泥水化的條件:有的能形成大分子結構,改變水泥粒子表面的吸附狀態;有的會降低水的表面張力和表面能等:還有少數直接參與化學反應,與水泥生成新的化合物。由于外加劑能有效地改善混凝土的性能,而且具有良好的經濟效益.在許多都得到廣泛的應用,成為混凝土中不可或缺的材料。尤其是能減少劑的使用.水泥粒子能得到充分的分散,用水量大大減少,水泥潛能得到充分發揮.致使水泥石較為致密,孔結構和界面區微結構得到很好的改善,從而使得混凝土的物理力學性能有了很大的提高,無論是不透水性,還是氯離子擴散、碳化、抗硫酸鹽侵蝕.以及抗沖、耐磨性能等各方面均優于不摻外加劑的混凝土,不僅提高了強度,改善和易性.還可以提高混凝土的耐久性。只有摻用減水劑,配制高施工性、高強度、高耐久性的高性能混凝土才有可能實現。