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【工程技术】桥梁混凝土裂缝产生的原因!


混凝土裂缝产生的原因

(一)混凝土自身温度升高

混凝土浇筑初期,水泥在水化过程中产生大量水化热,使混凝土的温度迅速上升。但由于混凝土表面散热条件较好,热量可以向大气中散发,因此温度上升较少:而混凝土内部由于散热条件较差,热量散发慢,水泥散发的热量不易散失,导致温度上升较多。

(二)地基基础沉降的影响

当地基发生不均匀沉降时,会引起构件的约束变形,使结构内部拉应力发生变化,如结构基础类型差别大、地基地质条件的差异、地基冻胀都能引起结构薄弱部位产生沉降裂缝。

(三)温差变化

混凝土在施工期间,外界气温变化的影响很大。混凝土的内部温度是浇筑温度、水化热的绝热升温和结构散热降温等各种温度的叠加之和,外界气温愈高,混凝土的结构温度也愈高,如外界温度下降,会增加混凝土的降温幅度,特别是在外界气温骤降时,会增加外层混凝土与内部混凝土的温差。

(四)混凝土收缩变形

混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。混凝土中含有大量空隙、粗孔及毛细孔,孔隙中存在水分,而水分的活动将影响到混凝土的一系列性质,引起混凝土的收缩变形,导致裂缝的产生。

(五)钢筋锈蚀引起的裂缝

由于保护层厚度不足,混凝土保护层受二氧化碳侵蚀碳化至钢筋表面,使钢筋周围混凝土碱度降低,或由于氯化物介入,钢筋周围氯离子含量较高,均可引起钢筋表面氧化膜破坏发生锈蚀反应,其锈蚀物氢氧化铁体积比原来增长几倍,从而产生膨胀应力,导致保护层混凝土开裂,沿着钢筋纵向产生裂缝,并有锈迹渗到混凝土表面。

(六)冻胀引起的裂缝

大气气温低于零度时,吸水饱和的混凝土出现冰冻,游离的水转变成冰,体积膨胀,因而混凝土产生膨胀应力;同时混凝土凝胶孔中的过冷水在微观结构中迁移和重分布引起渗透压,使混凝土中膨胀力加大,混凝土强度降低,并导致裂缝出现。

(七)施工方法和施工工艺原因

在混凝土结构构件制作、运输、安装过程中,施工方法不合理、施工质量较低,容易产生各种形式的裂缝,产生裂缝的原因主要有以下几方面:

1.骨料进场要严格控制:碎石厂对碎石的分级生产控制不严格,施工单位进场的石子混堆、混放,导致混凝土拌合物和易性性能差,造成混凝土质量波动,质量差的混凝土容易产生裂缝。

2.施工前对支架压实不足或支架刚度不足,浇筑混凝土后支架不均匀下沉;施工时模板刚度不足,在浇筑混凝土时,由于混凝土自重和侧向压力的作用使得模板变形。

桥梁混凝土裂缝的预防措施及有效控制

(一)设计措施1.采取合理的结构形式。2.合理布置分布钢筋:尽量采用小直径i密间距布筋,结构边缘处或变截面处需要加强分布筋,表面可以设置钢筋网片。(二)合理地选择混凝土原材料优选混凝土原材料(骨料的选用、掺粉煤灰、采用低水化热的水泥等)、优化混凝土配合比的目的就是使混凝土具有较大的抗裂能力。

(三)基底的处理

1.尽可能以桩柱式(坐于岩盘上的重力式基础除外)基础及下部的形式加宽,避免下部产生不均匀沉陷。

2.对基底采取夯实、换填夯实等,使沉降均匀,基底的埋深要考虑冻土的影响;对刚性扩大基础,建议对下部结构联成一体,并尽量对基底进行技术处理,尽可能减少不均匀的沉陷。

3.新建基础的承载能力要比原有基础适当提高;加强横向连接,降低沉降对新旧接缝处受力的影响。

(四)采取合适的施工措施合适的施工方法不仅能降低混凝土内的最高温度,还能减小混凝土的内外温差,有效地降低温度裂缝的产生,达到控制裂缝的目的。

1.混凝土浇筑方案。在混凝土施工过程中,为了有效降低混凝土的内外温差,常采用分块浇筑。分块浇筑又可分为分层浇筑法和分段跳仓浇筑法两种。

2.振捣工艺。采用二次振捣技术(浇灌后的混凝土),在振动界限以前,给予二次振捣,改善混凝土强度,提高抗裂性。

3.降低混凝土浇筑温度的措施。把混凝土的初始温度降低到一定程度,使之产生的温差较小,从而产生的拉应力小于混凝土抗拉强度,可以避免混凝土开裂。

(五)增加养生措施刚浇筑的混凝土、强度低、抵抗变形能力小,如遇到不利的温湿度条件,其表面容易发生有害的冷缩和干缩裂缝。保温的目的是减小混凝土表面与内部温差及表面混凝土温度梯度,防止表面裂缝的发生。

处理混凝土裂缝方法

如果裂缝情况影响到混凝土结构的性能时,就应更慎重研讨,分析比较,采用经济高效的方法,达到加固目的,可采用的方法有如下几种:

(一)表面处理法

沿混凝土裂缝表面铺设薄膜材料,一般可用环氧类树脂或树脂浸溃玻璃布。深度未达到钢筋表面的发丝裂缝。

(二)填充法

施工时,先将槽内碎片清除,磐要时涂底层结合料,填充后待填充料充分硬化,再用砂轮或抛光机将表面磨光。



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