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【冬天里的一把火嘉宾演讲实录】杨文科——现代混凝土裂缝产生的原因及控制方法

发稿时间:2016-02-01
导读
当前混凝土裂缝问题十分严重,甚至到了无楼板不裂,无梁不裂,裂是正常现象,不裂反而不正常的地步。裂缝的产生成为现代混凝土难度最大、最复杂、涉及面最广的一个问题,是对工程结构的使用安全、耐久性影响最大的一个问题。以下为杨文科先生在“冬天里的一把火”千人盛会的精彩演讲。 
 
嘉宾简介
杨文科,1961年4月生,高级工程师,中国民航机场建设集团公司副总经理。《现代混凝土科学的问题与研究》著作者,该书曾引起国内外混凝土科技界的热烈讨论和争议。
 
一、各类裂缝
 
混凝土裂缝随处可见。
桥梁上是裂缝
房屋的裂缝
道路上的裂缝
民航机场上的裂缝
预制件上的裂缝
 
以上几组在桥梁、房屋、道路工程上的裂缝照片,可以用触目惊心来形容。裂缝如此严重,谁还相信这样的混凝土是C40,C60,这样的构件是耐久的。谁还敢相信裂缝无害的学术观点。更确切地说,裂缝才是耐久性真正的、最可怕的“第一杀手”。然而,我国高铁上各种裂缝更为严重。
 
高铁桥墩上的各种裂缝
桥梁梁面、梁底裂缝及修补
轨枕垫板裂缝
Ⅰ型轨枕裂缝(未使用时在工厂已裂)
Ⅱ型轨枕(刚铺入线路未通车己裂)
Ⅲ型轨枕(刚铺入线路未通车已裂)
 
总之,裂缝已经是全世界各种工程结构质量、耐久性、使用安全的最大障碍。尽管高铁、高楼、道路等,设计上使用寿命都要求一百年,可实际上由于各种裂缝的存在,实际寿命大大低于设计要求,这是不争之事实。
 
近年来,我国每年都会发生房倒桥塌等恶性事故,我国高速公路的实际寿命为五年!民航为十五年!我国许多高铁运营后三五年就进入了大修期!所以,只有消除或减少裂缝才能认真保证工程的使用安全性和寿命。
 
二、裂缝产生的原因
 
混凝土强度增长的过程就是收缩的过程,收缩就有可能产生裂缝,凡是能产生收缩,或增加收缩的因素都是失水裂缝发生的因素;
 
混凝土在温度的作用下也要产生收缩,收缩就可能产生温度裂缝;
 
混凝土在高温干燥的情况下也要收缩。收缩就可能 产生干缩裂;
 
混凝土在外力作用下也可能产生裂缝;
 
总之,混凝土内各种因素产生的内应力和其抗拉能力是一对矛盾体,当拉应力大于其抗拉能力的时候,就必然产生裂缝;相反,当其抗拉能力大于其拉应力时,就不产生裂缝。
 
所以,一个混凝土构件,从设计、施工、到使用环境都存在裂缝产生的因素,我总结大小有二十一种因素,分述如下:
 
1
设计方面的因素:
 
• 许多梁、板结构的长度越来越长、面积越来越大、超静定结构越来越多;
 
• 设计上钢筋用量越来越大,排布越来越密;
 
• 高标号混凝土的普遍使用。
2
水泥生产方面的因素:
 
• 水泥的细度越来越细,特别是三天强度越来越高 ;
 
• 闭路磨和高效选粉机普遍采用;
 
• 混合材掺量越来越大,品种越来越多而且混乱;
 
• 助磨剂普遍使用;
 
• 出厂存放日期普遍不够;
 
• C3S的含量越来越高;
 
• C3A的含量影响很大;
 
• C2S的含量越来越少;
 
• 颗粒级配很不合理。
3
施工方面的因素:
 
• 商品混凝土和泵送混凝土越来越普遍
水灰比较大;
 
• 配合比中粗骨料用量越来越低;
 
• 水泥之外的其它胶凝材料用量越来越大,品种也越来越多,而且乱;
 
• 抹面和养护无人重视;
 
• 外加剂品种多,其负面影响无人理会;
 
• 现场温度;
 
• 现场湿度;
 
• 现场风力;
 
以上是影响裂缝的因素,根据裂缝产生的原因,我将裂缝划分为四类:
 
1、失水裂缝
2、温度裂缝
3、干缩裂缝    
4、受力裂缝
 
三、裂缝的防治
 
解决裂缝问题是一个庞大而系统的工程尽管影响失水裂缝产生的原因很多,很复杂,但对任何一个具体的工程结构而言,起决定性的原因可能就只有几种或十多种,经过二十多年的工程经验,我们已经研究出防止失水裂缝产生的成套工艺技术,我可以负责任的说,任何结构我们都有办法不让失水裂缝发生。
 
四、具体的防治办法
 
1、选择好原材料,尤其是水泥
2、选择好施工时间
3、选择好配合比
4、选择好施工工艺
5、抹子的影响
6、养护
 
在一些特殊环境下,聚丙烯和聚酯等同类纤维对失水裂缝的产生有抑制作用,但对每个具体的工程,方法都略有区别。
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