混凝土裂缝原因分析及控制

混凝土是一种非均质的复杂多相混合材料,在其微观结构相组成之间主要的结合力是范德华力。因此其抗拉强度远低于抗压强度。当混凝土内部产生拉应力超过其抗拉强度时,就产生裂缝。混凝土裂缝是混凝土工程施工中的质量通病,裂缝产生的原因以及如何防止混凝土裂缝,早已成为全球混凝土工程的一项研究课题,现就本人所学理论知识结合本人的实践经验,浅谈混凝土工程施工裂缝原因分析及控制。     

浅谈混凝土温度裂缝的防治

混凝土是多种材料组成的非匀质材料,其抗拉强度远小于抗压强度,当拉应力超过混凝土的抗拉强度,就产生了裂缝.结构混凝土的裂缝,有表面裂缝和贯穿裂缝两种,这两种裂缝都有一定的危害性.而贯穿裂缝会影响结构的整体性、耐久性和正常使用,甚至结构安全.由于混凝土水化所释放的水化热会产生较大的温度变化和收缩作用,因此温度应力是导致混凝土产生裂缝的主要原因.     

高湿偏低温环境对蒸养混凝土强度发展的影响

采用在10~14℃水中养护模拟蒸养混凝土的高湿偏低温使用环境,研究掺加矿粉、粉煤灰和硅灰的混凝土经过(80±2)℃恒温6 h的强度发展。试验结果表明:掺加矿粉、粉煤灰、硅灰可显著提高蒸养混凝土的脱模强度,提高其抗裂性;10~14℃水养至28 d龄期,混凝土出现相对抗压强度倒缩现象,且脱模抗压强度越高的混凝土强度倒缩值也越高;劈裂抗拉强度的发展与其强度高低有关,脱模劈裂抗拉强度相对较低的试件,在整个养护期间,其值缓慢增长,而脱模劈裂抗拉强度相对较高的试件,在整个养护期间,其值出现相对倒缩;蒸养混凝土内部有大量孔隙,多数孔隙中存在针片状AFm相;混凝土在高湿偏低温环境中的吸水膨胀和AFm相向AFt相的转变是造成蒸养混凝土强度倒缩的主要原因。     

大体积混凝土温度收缩裂缝控制

大体积混凝土裂缝是困扰建筑业多年的质量通病.文章通过分析实际工程大体积混凝土的施工方法和工艺,计算分析可能产生的最大温度收缩应力,以控制其不超过混凝土的抗拉强度,从而达到裂缝控制目的.     

蒸压加气混凝土墙体开裂施工组织解决措施

对于建筑来说,裂缝对其使用功能及建筑物结构的耐久性有着严重的危害。由于加气混凝土墙体会因为各种原因产生变形,而变形会产生的各种应力。当墙体内应力超过加气混凝土墙体的抗拉强度时就会产生裂缝。所以把加气混凝土墙体内的各种应力释放和协调,改善建筑结构材料变形的协调能力才是解决加气混凝土墙体裂缝的根本。     

膨胀剂和玄武岩纤维对含氯盐混凝土压拉性能的影响

研究了不同掺量的膨胀剂和玄武岩纤维对含氯盐混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度的影响。结果表明:当膨胀剂掺量和玄武岩纤维掺量相同时,含氯盐混凝土压拉强度随氯盐掺量的增加而增加;当氯盐掺量和玄武岩纤维掺量相同时,含氯盐混凝土压拉强度随膨胀剂掺量的增加而降低。与素混凝土相比,当氯盐掺量、玄武岩纤维掺量和膨胀剂掺量分别为4 kg/m~3、3 kg/m~3和8%时,含氯盐混凝土抗压强度和抗压强度增长率的最大值分别为48.3 MPa和26.4%;劈裂抗拉强度和劈裂抗拉强度增长率的最大值分别为3.63 MPa和23.5%。结果同时表明:在含氯盐混凝土中掺入玄武岩纤维对劈裂抗拉强度比对抗压强度的改善更显著。     

大体积承台混凝土水化热分析及温控措施

由于水泥的水化热作用,大体积混凝土浇筑过程中将产生大量的水化热.混凝土浇筑初期,外部混凝土收缩受到内部混凝土约束产生拉应力,当其超过材料的抗拉强度时产生裂缝.文章首先介绍混凝土水化热产生的机理和水化热发生的过程,然后通过工程实例详细介绍了大体积混凝土浇筑过程中的水化热影响及如何降低混凝土内部的绝热温升,施工时应采取温控防裂措施,减小混凝土的水化热和内外温差.     

防止混凝土路面裂缝的几个问题

水泥昆凝土路面板上早期发生的裂缝,一般是由板内产生的拉或弯拉应力超过极限抗拉强度所致.昆凝土板的收缩和翘曲(包括混凝土凝固体积收缩,上下部分失水快慢不一致造成板面翘;因温度降低引起收缩,混凝土板上下温差产生的翘曲等等),在混凝土板与基层产生摩阻力、粘结力,使混凝土板内产生拉和弯拉应力,在这种力超过混凝土板的极限抗拉强度时,裂缝即随之产生.另外,水泥的质量,混凝土板的切缝时间和长度,基层、面层强度和开放交通过早等,也是造成混凝土路面板裂缝的重要原因.     

短切玄武岩纤维混凝土的力学性能试验研究

通过力学性能对比试验,研究了短切玄武岩纤维对混凝土试件破坏模式及力学性能的影响. 结果表明,短切玄武岩纤维混凝土的破坏呈明显的延性特征,玄武岩纤维显著提高了混凝土的抗弯拉强度和弯曲韧性,短切玄武岩纤维混凝土试件的弯拉强度较基体混凝土提高了61.4%,其弯曲韧性指数是基体混凝土的5.6倍;同时,玄武岩纤维延缓了混凝土抗压、抗拉强度的发展,短切玄武岩纤维混凝土试件的7天抗压、劈裂抗拉强度分别是其28天强度的78.7%、66.1%,而基体混凝土试件的7天抗压、劈裂抗拉强度分别是其28天强度的92.8%、69.8%.     

混凝土材料性能对其裂缝影响试验研究

用混凝土的抗拉强度和抗拉应变试验研究了混凝土材料性能对混凝土缝裂的影响，并提出了控制裂缝的对策。试验结果证明：合理的使用混凝土配合比、骨料粒经、严格的施工生产可提高混凝土的抗拉强度和抗拉应变，并可预防裂缝的产生。     

纤维对吉音水库面板混凝土抗裂影响的试验研究与应用

面板混凝土作为堆石体大坝的主要防渗结构,其典型的薄型长条板状结构,长、宽、厚三向尺寸相差悬殊,其产生裂缝的几率比普通水工大体积混凝土更大,裂缝的产生绝大多数是由于混凝土内部拉应力超过其抗拉强度所产生的,掺和纤维来提高混凝土的抗裂性能已被工程界所广泛应用。通过基准混凝土与掺和不同种类纤维混凝土的抗裂等级、劈拉强度、轴拉强度、极限拉升值、干燥收缩变形试验结果比对,PVA纤维将混凝土抗裂等级由Ⅱ级提高到Ⅰ级,抗裂性能优异适用本工程。     

粉煤灰混凝土的单轴与劈裂抗拉强度研究

采用混凝土与螺纹钢筋组成的单轴抗拉试验装置及传统的劈裂抗拉试验装置,实施以早龄期为中心粉煤灰混凝土的单轴抗拉及劈裂抗拉强度试验,并与普通混凝土的试验结果作比较.试验结果表明,粉煤灰混凝土的抗拉强度随龄期的发展规律与普通混凝土存在较大差异,虽然粉煤灰在中长龄期抗拉强度有大幅增长,但其最终抗拉强度仍明显低于普通混凝土.另外,单轴抗拉强度明显高于劈裂抗拉强度,而劈裂抗拉强度与规范公式的计算结果基本接近.在对试验结果进行回归分析的基础上,分别建立劈裂、单轴抗拉强度与抗压强度的关系公式,以及劈裂-单轴抗拉强度关系式.     

基于统一相场理论和内聚力模型的钢纤维混凝土界面过渡区力学性能研究

为探究数值模拟中界面过渡区不同建模方式对钢纤维混凝土力学性能及其损伤、破坏过程的影响，基于统一相场理论和内聚力模型，针对含单根钢纤维的混凝土拉伸试验，采用2种方法建立钢纤维混凝土界面过渡区的数值计算模型，对比分析不同建模方式对钢纤维混凝土力学性能及其破坏形态的影响，并考察不同因素对含单根钢纤维的混凝土极限抗拉强度的影响。结果表明，对混凝土基体部分采用相场断裂模型、界面过渡区采用内聚力模型，无论是计算结果还是细观破坏形态，都具有较好的准确性和可靠性；初始裂缝位置取30 mm和35 mm的钢纤维混凝土抗拉强度比取25 mm时分别提高30.8%和75.7%,钢纤维埋置角度为15°,30°和45°时的钢纤维混凝土抗拉强度比0°时分别降低12.2%,30.8%和48.9%,钢纤维增强作用受初始裂缝位置及钢纤维埋置角度影响较大，受钢纤维直径影响相对较小。采用统一相场理论可降低分析的难度、保证较高的计算精度，为研究钢纤维混凝土的损伤、断裂过程提供了理论参考。     

混凝土力学性能的应变率效应

针对混凝土材料本构关系具有明显的应变率效应,对混凝土材料在不同应变率下的力学性能进行了分析研究。总结了应变率对混凝土抗压强度、抗拉强度、弹性模量以及临界应变的影响,通过比较各拟和公式预测的动态增大系数以及文献中的试验数据,分析了各公式的适用条件和范围。结果表明：对于混凝土抗压强度,在不同的应变率范围内应采用不同的经验公式;对于混凝土抗拉强度,修正的CEB（欧洲国际混凝土委员会规范）公式与试验数据符合更好;应变率对弹性模量的影响较小,可采用CEB公式计算动态弹性模量;应变率对与极限抗压强度、极限抗拉强度相对应的临界应变值的影响需做进一步的研究。     

大体积混凝土裂缝控制研究

随着现代社会不断发展,高层建筑越来越多,体形越来越复杂,由于混凝土抗拉强度低、韧性差,以及在结硬过程中会产生收缩,因此混凝土结构很容易产生各种裂缝.本文主要介绍了大体积混凝土裂缝产生的原因和控制措施以及修补工法.     

考虑水平层缝对锦屏高拱坝整体安全度的影响

研究混凝土强度的不均匀性有两层意思,其一是水平施工缝降低层缝的抗拉强度,其二是混凝土本身的浇筑层面所形成的各项异性,这两种混凝土水平层缝在拱坝结构上都形成薄弱环节.针对拱坝真实受力状态,对拱坝所用的二级配混凝土材料成型的带水平层缝的混凝土试块进行了劈裂抗拉力学性能试验研究,试块尺寸为300 mm× 300 mm× 300 mm,试验比较了两种水平层缝的存在对本体和含层面试件的抗拉强度的影响.试验结果表明,水平施工缝和浇筑层面均使混凝土强度不均匀,产生各向异性,降低混凝土的抗拉强度.运用三维非线性有限元数值分析方法,确定锦屏高拱坝存在水平层缝的整体安全度.     

高性能混凝土高温后劈裂抗拉强度试验研究

在不同温度相同恒温时间以及相同温度不同恒温时间两种情况下对C40高性能混凝土立方体试件的劈裂抗拉强度进行试验研究,分析讨论了不同高温作用后混凝土材料劣化的机理以及对劈裂抗拉强度的影响,探讨了劈裂抗拉强度随温度变化的规律。结果表明,高温后对混凝土的劈裂抗拉强度影响最大的因素是作用的最高温度,在相同的恒温时间条件下,C40高性能混凝土的劈裂抗拉强度随着经历温度的升高总体呈下降趋势;在相同的试验温度条件下,混凝土的劈裂抗拉强度随着试验时间的延长会出现反弹现象。     

大体积混凝土结构裂缝成因分析及控制措施浅议

大体积混凝土由于施工体积厚大,由此带来的是水泥水化作用所放出的热量使混凝土内部温度逐渐升高,造成较大的内外温差,加之混凝土早期的抗拉强度底,弹性模量小,致使混凝土容易形成开裂,影响工程质量。本文结合工程实例分析了大体积混凝土裂缝产生的原因、机理,并针对产生裂缝的原因提出了一套减少裂缝的有效措施,具有一定的实际意义。     

增强混凝土的方法与力学原理综述

混凝土是一种抗拉强度和延性都较差的脆性材料，人们在广泛使用它的同时，不断地研究和探讨改善其性能的方法。复合材料法是人们采用的主要方法，首先是钢筋和混凝土的复合，产生了钢筋混凝土结构学；其次是纤维和混凝土的复合，形成了纤维混凝土学科。近年来，部分欧美科学家正在掀起用新型纺织品增强混凝土的研究热潮。简要回顾钢筋混凝土和纤维混凝土学科的主要内容，综述近年来国外织物增强混凝土方面的研究状况。     

钢筋混凝土双向板耐火性能研究

利用有限元软件ABAQUS对高温下钢筋混凝土双向板三维瞬态温度场和三维力学性能进行非线性分析,数值模拟结果与文献结果吻合较好。在此基础上,分析影响钢筋混凝土双向板耐火性能的主要参数,包括跨高比、保护层、荷载比、配筋率、混凝土的抗压强度和抗拉强度。研究结果表明:保护层、荷载比、配筋率和抗拉强度对钢筋混凝土板耐火极限影响较大;混凝土板在高温时产生的张拉薄膜效应对耐火性能的提高有很大的有益作用;控制荷载比、提高配筋率、适当加大保护层厚度和提高混凝土的抗拉强度是提高钢筋混凝土板耐火性能的有效措施。