世界杯线上平台结构的宏观裂缝产生的原因主要有三种,一是由外荷载引起的,这是发生最为普遍的一种情况,即按常规计算的主要应力引起的;二是结构次应力引起的裂缝,这是由于结构的实际工作状态与计算假设模型的差异引起的;三是变形应力引起的裂缝,这是由温度、收缩、膨胀、不均匀沉降等因素引起结构变形,当变形受到约束时便产生应力,当此应力超过世界杯线上平台抗拉强度时就产生裂缝。
当世界杯线上平台结构物产生变形时,在结构的内部、结构与结构之间,都会受到相互影响、相互制约,这种现象称为约束。当世界杯线上平台结构截面较厚时,其内部温度和湿度分布不均匀,引起内部不同部位的变形相互约束,这样的约束称之为内约束;当一个结构物的变形受到其他结构的阻碍所受到的约束称为外约束。外约束又可分为自由体、全约束和弹性约束。建筑工程中的大体积世界杯线上平台结构所承受的变形,主要是因温差和收缩而产生的。
建筑工程中的大体积世界杯线上平台结构中,由于结构截面大,水泥用量多,水泥水化所释放的水化热会产生较大的温度变化和收缩作用,由此形成的温度收缩应力是导致钢筋世界杯线上平台产生裂缝的主要原因。这种裂缝有表面裂缝和贯通裂缝两种。表面裂缝是由于世界杯线上平台表面和内部的散热条件不同,温度外低内高,形成了温度梯度,使世界杯线上平台内部产生压应力,表面产生拉应力,表面的拉应力超过世界杯线上平台抗拉强度而引起的。贯通裂缝是由于大体积世界杯线上平台在强度发展到一定程度,世界杯线上平台逐渐降温,这个降温差引起的变形加上世界杯线上平台失水引起的体积收缩变形,受到地基和其他结构边界条件的约束时引起的拉应力,超过世界杯线上平台抗拉强度时所可能产生的贯通整个截面的裂缝。这两种裂缝不同程度上,都属有害裂缝。
高强度的世界杯线上平台早期收缩较大,这是由于高强世界杯线上平台中以30%~60%矿物细掺合料替代水泥,高效减水剂掺量为胶凝材料总量的1%~2%,水胶比为0.25~0.40,改善了世界杯线上平台的微观结构,给高强世界杯线上平台带来许多优良特性,但其负面效应最突出的是世界杯线上平台收缩裂缝几率增多。高强世界杯线上平台的收缩,主要是干燥收缩、温度收缩、塑性收缩、化学收缩和自收缩。世界杯线上平台初现裂纹的时间可以作为判断裂纹原因的参考:塑性收缩裂纹大约在浇筑后几小时到十几小时出现;温度收缩裂纹大约在浇筑后2到10d出现;自收缩主要发生在世界杯线上平台凝结硬化后的几天到几十天;干燥收缩裂纹出现在接近1年龄期内。
干燥收缩:当世界杯线上平台在不饱和空气中失去内部毛细孔和凝胶孔的吸附水时,就会产生干缩,高性能世界杯线上平台的孔隙率比普通世界杯线上平台低,故干缩率也低。
塑性收缩:塑性收缩发生在世界杯线上平台硬化前的塑性阶段。高强世界杯线上平台的水胶比低,自由水分少,矿物细掺合料对水有更高的敏感性,高强世界杯线上平台基本不泌水,表面失水更快,所以高强世界杯线上平台塑性收缩比普通世界杯线上平台更容易产生。
自收缩:密闭的世界杯线上平台内部相对湿度随水泥水化的进展而降低,称为自干燥。自干燥造成毛细孔中的水分不饱和而产生负压,因而引起世界杯线上平台的自收缩。高强世界杯线上平台由于水胶比低,早期强度较快的发展,会使自由水消耗快,致使孔体系中相对湿度低于80%,而高强世界杯线上平台结构较密实,外界水很难渗入补充,导致世界杯线上平台产生自收缩。高强世界杯线上平台的总收缩中,干缩和自收缩几乎相等,水胶比越低,自收缩所占比例越大。与普通世界杯线上平台完全不同,普通世界杯线上平台以干缩为主,而高强世界杯线上平台以自收缩为主。
温度收缩:对于强度要求较高的世界杯线上平台,水泥用量相对较多,水化热大,温升速率也较大,一般可达35~40℃,加上初始温度可使最高温度超过70~80℃。一般世界杯线上平台的热膨胀系数为10×10-6/℃,当温度下降20~25℃时造成的冷缩量为2~2.5×10-4,而世界杯线上平台的极限拉伸值只有1~1.5×10-4,因而冷缩常引起世界杯线上平台开裂。
化学收缩:水泥水化后,固相体积增加,但水泥-水体系的绝对体积则减小,形成许多毛细孔缝,高强世界杯线上平台水胶比小,外掺矿物细掺合料,水化程度受到制约,故高强世界杯线上平台的化学收缩量小于普通世界杯线上平台。
当世界杯线上平台发生收缩并受到外部或内部约束时,就会产生拉应力,并有可能引起开裂。对于高强世界杯线上平台虽然有较高的抗拉强度,可是弹性模量也高,在相同收缩变形下,会引起较高的拉应力,而由于高强世界杯线上平台的徐变能力低,应力松弛量较小,所以抗裂性能差。
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