混凝土膨胀性裂纹有哪些

混凝土膨胀性裂纹是土木工程中一个常见且复杂的问题，它严重影响着混凝土结构的强度、刚度和耐久性。本文将从多个方面详细阐述混凝土膨胀性裂纹的类型及其成因。

1. 延迟钙矾石膨胀裂缝

延迟钙矾石膨胀裂缝是由于混凝土中的钙矾石部分或全部分解后，在后期重新生成钙矾石的过程中，结晶膨胀对混凝土产生挤压应力，导致混凝土开裂。这种裂缝的破坏作用往往滞后，且难以监测评估，是混凝土膨胀性裂纹中较为棘手的一种。

2. 水泥安定性不良引起的裂缝

当水泥中含有游离氧化钙或氧化镁时，其安定性可能不良，导致混凝土在硬化后继续水化而产生体积膨胀。这种不均匀膨胀会使混凝土局部产生拉应力，当拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时，就会产生膨胀裂缝。

3. 膨胀剂使用不当引起的裂缝

随着膨胀剂在混凝土中的广泛应用，因膨胀剂使用不当引起的裂缝也日益增多。膨胀剂拌和不均匀、振捣不到位等因素都可能导致混凝土不均匀膨胀，从而产生裂缝。

4. 温度差异引起的裂缝

混凝土结构局部处于高温或低温环境时，会造成混凝土不均匀膨胀或收缩，从而产生裂缝。例如，在寒冷条件下浇注混凝土而未采取有效保温措施时，混凝土中的水分受冻体积膨胀，就容易造成开裂。

5. 碱骨料反应裂缝

混凝土中的碱性离子与某些活性骨料产生化学反应，吸收周围环境中的水而体积增大，造成混凝土酥松、膨胀开裂。这种裂缝一般出现在混凝土结构使用期间，且一旦出现很难补救。

6. 钢筋锈蚀膨胀裂缝

当混凝土中的钢筋受到锈蚀时，其体积会膨胀数倍，对周围混凝土产生膨胀应力，导致混凝土开裂。这种裂缝多为纵向裂缝，沿钢筋位置出现。

7. 骨料膨胀引起的裂缝

骨料中混入膨胀组分或含有氧化镁、硫酸盐等缓慢水化膨胀的物质时，也可能导致混凝土开裂。这种裂缝俗称“混凝土的癌症”，其进展由表及里，危害极大。

8. 干燥收缩和自收缩裂缝

除了膨胀作用外，干燥收缩和自收缩也是混凝土开裂的重要原因。干燥收缩是由于混凝土失水引起的体积缩小，而自收缩则是由于水泥水化过程中的化学收缩导致的。

9. 化学膨胀裂缝

除了上述提到的碱骨料反应和钢筋锈蚀外，水泥杆菌腐蚀、混凝土中氯离子含量过高等化学因素也可能导致混凝土膨胀开裂。

10. 应力集中裂缝

在混凝土结构应力集中的部位，如门窗洞口、平面或立面突出凹进处等，也容易产生裂缝。这些裂缝多呈斜向楔形状或劈裂状。

11. 监测与评估方法

为了有效监测和评估混凝土膨胀性裂纹，可以采用应变计法、超声脉冲法、声发射法等多种方法。这些方法通过测试混凝土的应变、超声脉冲传递情况或声发射信号等参数，来判断裂缝的产生和发展情况。

12. 预防措施

针对混凝土膨胀性裂纹的成因，可以采取多种预防措施。例如，选用碱活性小的砂石骨料、低碱水泥和低碱或无碱的外加剂；加强混凝土的振捣和养护工作；在寒冷地区采取有效的保温措施等。

混凝土膨胀性裂纹是土木工程中一个复杂且重要的问题。通过深入了解其类型和成因，并采取有效的监测、评估和预防措施，我们可以有效减少这类裂缝的产生和发展，保障混凝土结构的安全和耐久性。