混凝土路面裂缝原因是什么

混凝土路面裂缝原因是什么

混凝土是一种非均质的复杂多相混相材料,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,就会产生裂缝。

因此,混凝土发生开裂的条件就是:在约束下变形产生的拉应力超过实时的抗拉强度,也就是说必须同时考虑三个条件:变形的大小、约束的程度、实时抗拉强度。

不受约束的自由变形不会产生应力;抗拉强度足以抵抗所产生的拉应力时则不会开裂。

也就是说不能笼统地认为收缩必然开裂。

所产生的应力大小和实时的弹性模量有关,和能够松弛应力的徐变有关;是否引起开裂还和混凝土的抗拉强度有关。

凡是组成良好并经适当捣固和养护的混凝土,只要内部孔隙和裂缝尚未形成相互连接而直达表面的通道,则基本上是水密性的;在使用中,结构的荷载以及大气环境的影响如冷热交替、干湿循环,可使这些内部微裂缝发展并传播,成为环境中侵蚀性介质浸入的通道[1]。

早期裂缝控制的意义在于,已有裂缝的扩展比新生成裂缝容易。

可能引起开裂的变形主要是收缩,影响最大的早期收缩如下:

干缩:停止养护后,环境相对湿度低于100%,混凝土干缩即开始;在干燥的空气中,收缩会持续进行,甚至在28年后仍能观察到一些变化[2]。

对于普通混凝土,28天收缩约40%, 3个月收缩60%左右,180天收缩约70%,1年收缩平均75%,完全收缩的时间可长达20年。

完全干缩值为10000微应变,F. m. Lee曾实测到4000微应变[2]。

影响收缩的主要因素是骨料的品种和用量。

当骨料品种一定时,单方混凝土中骨料用量越大,即浆骨比越小,则干缩越小。

骨料的“骨架”作用即在于此。

当水泥(或胶凝材料,以下同)用量不变时,水灰比(或水胶比,以下同)越大时,浆骨比越大,干缩也越大。

因此混凝土的配合比中应当尽量减小用水量。

温度收缩:随着水泥实际强度的提高、比表面积的增大,水化热也相应较大,再加上因要求混凝土具有较高早期强度而使用较大的水泥用量,使现在用于厚度为30cm的混凝土构件也需要控制内部温度的变化。

混凝土温度每下降15℃时,收缩约150微应变。

例如抗压强度约30mPa的混凝土,其弹性模量为约30gPa(按我国结构设计规范),则在约束下可产生弹性拉应力约4.5mPa,而30mPa的混凝土的直接抗拉强度约为2 .7mPa。

常有工程中的混凝土拆除模板时就发现已产生裂缝,显然是由温度变形所致。

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