混凝土桥梁的耐久性及常见病害成因分析课程.pptx

会计学1.5地基础变形引起的裂缝
1.6冻胀引起的裂缝
1.7施工材料质量引起的裂缝
1.8施工工艺质量引起的裂缝
2荷载引起的裂缝
2.1直接应力裂缝
2.2次应力裂缝
2.3荷载裂缝特征
2.4温度变化引起的裂缝砼桥梁的耐久性及常见病害成因分析1非荷载裂缝1.1混凝土收缩裂缝1.1.1收缩引起的裂缝种类当混凝土的自由收缩受到约束时，如超静定结构的约束（无铰拱）、钢筋的阻碍、大体积、新旧混凝土结合（如在岩石上浇筑混凝土、承台与墩台身混凝土龄期及水灰比不一致、桥面现浇混凝土与结构顶面混凝土、湿接头混凝土龄期及水灰比不一致）等，若产生的拉应变大于当时混凝土的极限拉应变就会产生与拉应力方向相垂直的裂缝。塑性收缩：
发生在施工过程中、混凝土浇筑后4～5h左右，此时水泥水化反应激烈，分子链逐渐形成，出现泌水和水分急剧蒸发，混凝土失水收缩，同时骨料因自重下沉，因此时混凝土尚未硬化，称为塑性收缩。塑性收缩所产生量级很大，可达1%左右。在骨料下沉过程中若受到钢筋阻挡，便形成沿钢筋方向的裂缝。在构件竖向变截面处如T梁、箱梁腹板与顶底板交接处，因硬化前沉实不均匀将发生表面的顺腹板方向裂缝。为减小混凝土塑性收缩，施工时应控制水灰比，避免过长时间的搅拌，下料不宜太快，振捣要密实，竖向变截面处宜分层浇筑。缩水收缩（干缩）：
混凝土结硬以后，随着表层水分逐步蒸发，湿度逐步降低，混凝土体积减小，称为缩水收缩（干缩）。因混凝土表层水分损失快，内部损失慢，因此产生表面收缩大、内部收缩小的不均匀收缩，表面收缩变形受到内部混凝土的约束，致使表面混凝土承受拉力，当表面混凝土承受拉力超过其抗拉强度时，便产生收缩裂缝。混凝土硬化后收缩主要就是缩水收缩。如配筋率较大的构件（超过3%），钢筋对混凝土收缩的约束比较明显，混凝土表面容易出现龟裂裂纹。如下图。

桥面收缩裂缝

湿接头混凝土收缩裂缝这类收缩裂缝多数是混凝土构件表层由于养护不当，表层失水、干缩所造成。这类裂缝一般不深，多数深度不超过钢筋保护层厚度。
预制T梁由于钢模拆除不及时，T梁混凝土收缩受到钢模板约束，造成最薄处的腹板竖向裂缝，但不伸到下缘马蹄和上缘翼板处，由于腹板较薄，这类收缩裂缝可能穿透腹板厚度，但对承载能力基本上无影响。锚头封锚混凝土收缩裂缝导致漏水，使拱桥吊杆生锈腐蚀，如下图。炭化收缩：大气中的二氧化碳与水泥的水化物发生化学反应引起的收缩变形。炭化收缩只有在湿度50%左右才能发生，且随二氧化碳浓度的增加而加快。
自生收缩：自生收缩是混凝土在硬化过程中，水泥与水发生水化反应，这种收缩与外界湿度无关，且可以是正的（即收缩），也可以是负的（即膨胀）。1.1.2影响混凝土收缩裂缝的主要因素（2）骨料品种。骨料中石英、石灰岩、白云岩、花岗岩、长石等吸水率较小、收缩性较低；而砂岩、板岩、角闪岩等吸水率较大、收缩性较高。另外骨料粒径大收缩小，含水量大收缩越大。
（3）水灰比。用水量越大，水灰比越高，混凝土收缩越大。（4）外掺剂。外掺剂保水性越好，则混凝土收缩越小。
（5）养护方法。良好的养护可加速混凝土的水化反应，获得较高的混凝土强度。养护时保持湿度越高、气温越低、养护时间越长，则混凝土收缩越小。蒸汽养护方式比自然养护方式混凝土收缩要小。
（6）外界环境。大气中湿度小、空气干燥、温度高、风速大，则混凝土水分蒸发快，混凝土收缩越快。（7）振捣方式及时间。机械振捣方式比手工捣固方式混凝土收缩性要小。振捣时间应根据机械性能决定，一般以5～15s/次为宜。时间太短，振捣不密实，形成混凝土强度不足或不均匀；时间太长，造成分层，粗骨料沉入底层，细骨料留在上层，强度不均匀，上层易发生收缩裂缝。对于温度和收缩引起的裂缝，增配构造钢筋可明显提高混凝土的抗裂性，尤其是薄壁结构（壁厚20~60㎝）。构造上配筋宜优先采用小直径钢筋（φ8~Φ14）、小间距布置（@10~@15㎝），全截面构造配筋率不宜低于0.3％，一般可采用0.3％～0.5％。1.2钢筋锈蚀引起的裂缝均可引起钢筋表面氧化膜破坏，这是因为氯离子半径小，活性大，具有很强穿透钝化膜的能力，氯离子首先吸附在钝化膜有缺陷处，使氢氧化铁反应成易溶的氯化铁，使钝化膜局部破坏，产生坑蚀。
钢筋中铁离子与侵入到混凝土中的氧气和水分发生锈蚀反钢筋锈蚀引起的裂缝应，其锈蚀物氢氧化铁体积比原来增长约2～4倍，从而对周围混凝土产生膨胀应力，导致

梁底钢筋锈蚀裂缝保护层混凝土开裂、剥离，沿钢筋纵向产生裂缝，并有锈
迹渗到混凝土表面。由于锈蚀，使得钢筋有效断面面积减
小，钢筋与混凝土握裹力削弱，结构承载力下降，并将诱
发其它形式的裂缝，加剧钢筋锈蚀，导致结构破坏。

板底钢筋锈蚀导致混凝土脱落

钢筋周围混凝土未碳化，