结构裂缝产生的原因是什么？ 收缩,产生,水泥

结构裂缝孕育产生的原因很纷乱，凭据国内外的观察资料，引起裂缝有两大类原因，一种由外荷载（如静、动荷载）的直接应力和结构次应力引起的裂缝，其机率约20%；一种是结构因温度、膨胀、收缩、徐变和不均匀沉降等因素由变形转变引起的裂缝，其机率约80%。裂缝产生与质料、设计、施工和维护有关，现作以下剖析。
　　（一）质料缺陷
　　在变形裂缝中收缩裂缝占有80%的比例，从砼的性质来说大概有：
　　1．干枯收缩
　　研究证明，水泥加水后酿成水泥硬化体，其绝对体积减小。每100克水泥水化后的化学减缩值为7～9ml，如砼水泥用量为350kg/m3，则形成孔缝体积约25～30L/m3之巨。这是砼抗拉强度低和极限拉伸变形小的根来源基本因。研究证明，每100克水泥浆体可蒸发水约6ml，如砼水泥用量为350kg/m3，当砼在干枯条件下，则蒸发水量达21L/m3。毛细孔缝中水逸出孕育产生毛细压力，使砼孕育产生“毛细收缩”。由此引起水泥砂浆的干缩值为0.1～0.2%；砼的干缩值为0.04～0.06%。而砼的极限拉伸值只有0.01～0.02%，故易引起干缩裂缝。
　　2．温差收缩
　　水泥水化是个放热过程，其水化热为165～250焦尔/克，随砼水泥用量提高，其绝热温升可达50～80℃。研究证明，当砼内外温差10℃时，孕育产生的冷缩值εc=△T/α=10/110-5=0.01%，如温差为20～30℃时，其冷缩值为0.02～0.03％，当其大于砼的极限拉伸值时，则引起结构开裂。
　　3．塑性收缩
　　砼初凝之前出现泌水和水份急剧蒸发，引起失水收缩，此时骨料与水泥之间也孕育产生不均匀的沉缩变形，它产生在砼终凝之前的塑性阶段，故称为塑性收缩。其收缩量可达1％左右。在砼外貌上，特别在抹压不敷时和养护不良的部位出现龟裂，宽度达1～2mm，属外貌裂缝。水灰比过大，水泥用量大，外加剂保水性差，粗骨料少，振捣不良，环境温度高，外貌失水大等都能导致砼塑性收缩而产生外貌开裂现象。
　　4．自生收缩
　　密封的砼内部相对湿度随水泥水化的进展而降低，称为自干枯。自干枯造成毛细孔中的水分不饱和而孕育产生负压，因而引起砼的自生收缩。高水灰比的普通砼（OPC）由于毛细孔隙中贮存大量水分，自干枯引起的收缩压力较小，所以自生收缩值较低而不被注意。但是，低水灰比的高性能砼（HPC）则差别，早期强度较高的成长率会使自由水消耗较快，以至使孔体系中的相对湿度低于80%。而HPC结构致密，外界水泥很难渗入增补，在这种条件下开始孕育产生自干收缩。研究证明，龄期2个月水胶比为0.4的HPC，自干收缩率为0.01%，水胶比为0.3的HPC，自干收缩率为0.02%。HPC的总收缩中干缩和自收缩几乎相等，水胶比越小自收缩所占比例越大。由此可知，HPC的收缩性与OPC完全差别，OPC以干缩为主，而HPC以自干收缩为主。问题的要害是：HPC自收缩过程开始于水化速率处于上涨阶段的头几天，湿度梯度首先引发外貌裂缝，随后引发内部微裂缝，若砼变形受到约束，则进一步孕育产生收缩裂缝。这是高标号砼容易开裂的主要原因之一。