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混凝土橋梁結構裂縫產生的原因分析

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混凝土橋梁結構裂縫產生的原因分析

發布日期:2019-09-29 作者:華固建筑科技(新疆)有限公司 點擊:

 混凝土橋梁裂縫的成因及種類

(一)荷載導致的裂縫常規的靜、動荷載以及次應力均會使混凝土橋梁產生裂縫,我們就稱之后荷載裂縫,這種裂縫又分為次應力裂縫及直接應力裂縫兩種,所謂的次應力裂縫指的是外荷載所引起次應生而出現的裂縫;而直接應力裂縫則是外荷載引起的直接應力而出現的裂縫。在實際的工程項目中,比較常見的是次應力裂縫,多數屬于張拉、剪切或者劈裂等性質。(二)溫度變化導致的裂縫混凝土自身具有熱脹冷縮的性質,如果外部或者內部環境出現變化,混凝土就會產生變形,如果變形受到一定的約束,則其結構內部就會產生應力,一旦應力超出了混凝土的抗拉強度,裂縫就隨之產生。在一些跨徑較大的橋梁中,溫度應力甚至可以超出活載應力。與其它裂縫最大的不同是溫度裂縫會隨著溫度的變化而變化。導致溫度變化的主要原因包括日照、溫差、水化熱、驟然降溫或者冬季施工不當等等。

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(三)收縮而導致的裂縫混凝土結構最常見的裂縫問題多數是由于混凝土的收縮導致的,而在收縮的種類中,干縮及塑性收縮又是造成混凝土發生變形的主要因素。相關的研究結果證明,造成收縮裂縫最主要的原因包括水泥的品種、標號和用量、混凝土中骨料的品種、外摻劑及水灰比、養護方式和振搗的方法、外界的環境等等。(四)地基變形導致的裂縫因為基礎會發生豎向不均勻沉降,或者水平方向產生位移,從而結構中會出現附加應力,這種附加應力會超過混凝土的抗拉能力,從而造成結構裂縫的產生。造成基礎不均勻沉降的主要因素包括前期地質勘探精度不足和試驗資料不準確;地基地質的差異過大;結構的荷載及基礎的類型差異過大;地基凍脹以及活動斷層、溶洞和滑坡體等不良地質。(五)鋼筋銹蝕導致的裂縫因為在施工過程中,控制措施較差導致保護層的厚度不夠,混凝土的保護層就受到空氣中二氧化碳的侵蝕,造成鋼筋表面的碳化,從而降低鋼筋四周混凝土的堿度;或者由于介入了氯化物致使鋼筋四周含有較高的氯離子,從而破壞鋼筋表面的氧化膜,出現銹蝕,銹蝕的產物氫氧化鐵的體積呈數倍增長,出現膨脹應力,最終造成混凝土的裂縫或者剝離,出現裂縫且銹跡會滲入到混凝土的表面。因為出現銹蝕,不但會減少鋼筋有效斷面的面積,削弱了鋼筋和混凝土的握裹力,降低結構的承載力,而且還會誘發其它形式的裂縫,加快破壞結構的速度。

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(六)凍脹導致的裂縫當空氣中的溫度在零度以下,由于混凝土吸水飽和,所以會出來冰凍的現象,原本游離的水變成凍,體積發生膨脹,從而混凝土就會出現膨脹應力。此外,混凝土凝膠孔中存在的過冷水,其結冰條件為-78度以下,在微觀結構中會進行重新分布或者遷移,造成滲透壓,導致混凝土的膨脹壓力增加,降低了混凝土的強度,最終出現裂縫。特別是在混凝土初凝階段,受凍最嚴重,在混凝土成齡后會有很大的強度損失。(七)施工材料質量導致的裂縫通常混凝土的主要組成材料包括水泥、砂、拌和水、外加劑以及骨料和摻合料等等。如果材料質量不合格,或者雜質的含量多,都會造成混凝土結構產生裂縫。比如,水泥的安定性及強度達不到要求,或者受潮、過期、較高的含堿量等;砂石滑料的粒徑過細,級配不良,較大的空隙率等,會加大水泥與拌和水的用量,使得混凝土強度受到影響,加大收縮。如果砂石的含泥量大,也會使混凝土的強度、抗滲性及抗凍性有所降低;其它一些輕物質或者有機質的含量過多,會使水泥的硬化過程放慢,從而降低混凝土的強度,尤其是早期強度;而砂石中的硫化物會和水泥中鋁酸三鈣產生化學反應,導致體積膨脹。此外,如果拌和水和外加劑中的氯化物含量過高,則會對鋼筋銹蝕產生直接影響。


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