混凝土的裂缝与预防

混凝土的裂缝与预防（精选12篇）

混凝土的裂缝与预防 篇1

1 混凝土产生裂缝的原因

混凝土中产生裂缝有多种原因, 主要有温度和湿度的变化, 混凝土的脆性和不均匀性, 以及结构不合理、原材料不合格、模板变形、基础不均匀沉降等。混凝土硬化期间水泥放出大量水化热, 内部温度不断上升, 在表面引起拉应力。后期在降温过程中, 由于受到基础或老混凝土的约束, 又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时, 即会出现裂缝;许多混凝土的内部湿度变化很小或较慢, 但表面湿度可能变化较大或剧烈。如养护不周、时干时湿, 表面干缩形变受到内部混凝土的约束, 也往往导致裂缝;混凝土是一种脆性材料, 抗拉强度是抗压强度的1/10左右, 由于原材料不均匀, 水灰比不稳定, 及运输和浇筑过程中的离析现象, 在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的, 存在着许多抗拉能力很低、易于出现裂缝的薄弱部位。在钢筋混凝土中, 拉应力主要是由钢筋承担, 混凝土只是承受压应力;在素混凝土内或钢筋混凝上的边缘部位如果结构内出现了拉应力, 则需依靠混凝土自身承担。

2 混凝土温度应力分析

根据温度应力的形成过程可分为以下3个阶段:一是早期。自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束, 一般约30d。这个阶段水泥放出大量的水化热、混凝上弹性模量的急剧变化。由于弹性模量的变化, 这一时期在混凝土内形成残余应力。二是中期。自水泥放热作用基本结束时起至混凝土冷却到稳定温度时止, 这个时期温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化引起的, 这些应力与早期形成的残余应力相叠加, 在此期间混凝上的弹性模量变化不大。三是晚期。混凝土完全冷却以后的运转时期。温度应力主要是外界气温变化所引起, 这些应力与前2种的残余应力相叠加。根据温度应力引起的原因可分为2类, 一类是自生应力。边界上没有任何约束或完全静止的结构, 如果内部温度是非线性分布的, 由于结构本身互相约束而出现的温度应力。另一类是约束应力。结构的全部或部分边界受到外界的约束, 不能自由变形而引起的应力。

3 预防措施

3.1 减轻温度应力

为了防止裂缝, 减轻温度应力可以从控制温度和改善约束条件方面着手。一是控制温度。措施如下:采用改善骨料级配, 用干硬性混凝土、掺混合料、加引气剂或塑化剂等措施, 以减少混凝土中的水泥用量;拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却, 以降低混凝土的浇筑温度;热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度, 利用浇筑层面散热;在混凝土中埋设水管, 通入冷水降温;规定合理的拆模时间, 气温骤降时进行表面保温, 以免混凝土表面发生急剧的温度梯度;施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构, 在寒冷季节采取保温措施。二是改善约束条件。措施如下:合理地分缝、分块;避免基础过大起伏;合理地安排施工工序, 避免过大的高差和侧面长期暴露;此外, 改善混凝土的性能, 提高抗裂能力, 加强养护, 防止表面干缩, 特别是保证混凝土的质量十分重要, 应特别注意避免产生贯穿裂缝, 出现后要恢复其结构的整体性是十分困难的, 因此施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主。

3.2 适时拆模, 注重防护

在混凝土的施工中, 为了提高模板的周转率, 往往要求新浇筑的混凝土尽早拆模。当混凝土温度高于气温时应适当考虑拆模时间, 以免引起混凝土表面的早期裂缝。新浇筑早期拆模, 在表面引起很大的拉应力, 出现“温度冲击”现象。在混凝土浇筑初期, 由于水化热的散发, 表面引起相当大的拉应力, 此时表面温度亦较气温为高, 此时拆除模板, 表面温度骤降, 必然引起温度梯度, 从而在表面附加一拉应力, 与水化热应力叠加, 再加上混凝土干缩, 表面的拉应力达到很大的数值, 就有导致裂缝的危险, 但如果在拆除模板后及时在表面覆盖一轻型保温材料, 如泡沫海绵等, 对于防止混凝土表面产生过大的拉应力, 具有显著的效果。

3.3 适量加筋

加筋对大体积混凝土的温度应力影响很小, 因为大体积混凝土的含筋率极低, 只是对一般钢筋混凝土有影响。在温度不太高及应力低于屈服极限的条件下, 钢的各项性能是稳定的, 而与应力状态、时间及温度无关。钢的线胀系数与混凝土线胀系数相差很小, 在温度变化时两者间只发生很小的内应力。由于钢的弹性模量为混凝土弹性模量的7～15倍, 当内混凝土应力达到抗拉强度而开裂时, 钢筋的应力将不超过100～200kg/cm2。因此, 在混凝土中要想利用钢筋来防止细小裂缝的出现很困难。但加筋后结构内的裂缝一般就变得数目多、间距小、宽度与深度较小, 而且如果钢筋的直径细而间距密时, 对提高混凝土抗裂性的效果较好。

3.4 使用外加剂

为保证混凝土工程质量, 防止开裂, 提高混凝土的耐久性, 正确使用外加剂也是减少开裂的措施之一。例如使用减水防裂剂, 其主要作用:一是混凝土中存在大量毛细孔道, 水蒸发后毛细管中产生毛细管张力, 使混凝土干缩变形。增大毛细孔径, 可降低毛细管表面张力, 但会使混凝土强度降低。这个表面张力理论早在20世纪60年代就已被国际上所确认。二是水灰比是影响混凝土收缩的重要因素, 使用减水防裂剂可使混凝土用水量减少25%。三是水泥用量也是混凝土收缩率的重要因素, 掺加减水防裂剂的混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少15%的水泥用量, 其体积用增加骨料用量来补充。四是减水防裂剂可以改善水泥浆的稠度, 减少混凝土泌水, 减少沉缩变形。五是提高水泥浆与骨料的粘结力, 提高混凝土抗裂性能。六是混凝土在收缩时受到约束产生拉应力, 当拉应力大于混凝土抗拉强度时裂缝就会产生。减水防裂剂可有效提高混凝土抗拉强度, 大幅提高混凝土的抗裂性能。七是掺加外加剂可使混凝土密实性好, 可有效地提高混凝土的抗碳化性, 减少碳化收缩。八是掺减水防裂剂后混凝土缓凝时间适当, 在有效防止水泥迅速水化放热基础上, 避免因水泥长期不凝而带来的塑性收缩增加。九是掺外加剂混凝土和易性好, 表面易摸平, 形成微膜, 减少水分蒸发, 减少干燥收缩。许多外加剂都有缓凝、增加和易性、改善塑性的功能, 在工程实践中应多进行这方面的试验, 比单纯地靠改善外部条件, 会更加简捷、经济。

3.5 混凝土的早期养护

混凝土早期养护的主要目的在于保持适宜的温湿条件, 以达到如下效果:一是使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭, 防止有害的冷缩和干缩;实践证明, 混凝土常见的裂缝, 大多数是不同深度的表面裂缝, 其主要原因是温度梯度造成寒冷地区的温度骤降也容易形成裂缝。混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要。从温度应力观点出发, 保温应达到下述要求:防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度, 防止表面裂缝;防止混凝土超冷, 应该设法使混凝土的施工期最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度;防止老混凝土过冷, 以减少新老混凝土间的约束。二是使水泥水化作用顺利进行, 以期达到设计的强度和抗裂能力。适宜的温湿度条件是相互关联的, 混凝土的保温措施常常也有保湿的效果。新浇混凝土中所含水分完全可以满足水泥水化的要求。但由于蒸发等原因常引起水分损失, 从而推迟或防碍水泥的水化, 表面混凝土最容易而且直接受到这种不利的影响。因此, 混凝土浇筑后的最初几天是养护的关键时期, 在施工中应切实重视该时期的养护

参考文献

[1]王贵明.混凝土裂缝的成因及其预防措施.山西省第二人民警察学校, 山西太原[期刊]建材技术与应用, 2004-05-15.

混凝土的裂缝与预防 篇2

浅谈水泥混凝土路面裂缝的原因与预防

水泥混凝土路面具有强度高,稳定性好,使用时间长,养护费用低等优点,在路面结构中使用越来越广泛.但混凝土最主要的.缺点是抗压能力差、容易开裂.笔者根据多年来从事施工技术工作的经验,就水泥混凝土路面裂缝的原因与预防谈一些体会.

作 者：归立发  作者单位：广西市政工程有限公司,广西,南宁,530021 刊 名：城市建设与商业网点 英文刊名：CHENGSHI JIANSHE YU SHANGYE WANGDIAN 年，卷(期)： “”(25) 分类号： 关键词：水泥混凝土路面   裂缝   原因   控制  

混凝土裂缝的形成与预防 篇3

关键词：混凝土裂缝；预防；控制对策

混凝土在施工中对有些结构按其所处条件的不同，允许存在一定宽度的裂缝。裂缝按成因分类主要有塑性裂缝、干缩裂缝、温度裂缝及不均匀沉降裂缝。但施工中仍尽可能采取有效的技术措施控制裂缝，使结构尽量不出现裂缝，或尽量减少裂缝的数量和宽度，特别是避免有害裂缝的出现，以确保工程质量。

一、裂缝形成的原因

1、收缩引起的裂缝

（1）干缩裂缝。混凝土结构物受到风吹日晒，其表面水分散失过快、体积收缩大，而其内部温度变化小，收缩也小，表面收缩变形受到内部的约束而产生较大的拉应力，当拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时，产生干缩裂缝。

（2）塑性收缩裂缝。混凝土浇筑后没有及时覆盖，表面游离水蒸发过快，产生急剧的体积收缩，而此时混凝土强度很低，不能抵抗这种变形应力而开裂，即塑性收缩裂缝。

2、温度变化引起的裂缝

混凝土内的水泥在水化反应中散发出大量的热量，使混凝土温度升高，并与外部气温形成一定的温差，从而产生温度应力。其大小与温差有关，并直接影响到混凝土的开裂及裂缝的宽度。

3、配筋不足引起的裂缝

无筋混凝土比有筋混凝土容易开裂，有筋混凝土的配筋间距大、配筋率小容易造成开裂。钢筋位置要摆放正确，保护层过大或者过小都可能导致混凝土开裂。

4、配合比设计不当引起的裂缝

（1）截面不够、梁的跨度过大、高度偏小。

（2）由于计算错误导致受力钢筋截面偏小或板太薄、配筋位置不当、节点不合理等。

（3）结构构件截面突变或因开洞、留槽引起应力集中。

（4）构造处理不当或各种结构缝设置不当等因素均容易导致混凝土结构开裂。

（5）结构形式选择不当。超长、超厚及超静定结构对于各种变形有显着约束作用。

（6）结构混凝土强度选择了过高的强度等级

5、养护条件达不到引起的裂缝

养护条件对裂缝的出现有着关键的影响。在标准养护条件下，混凝土硬化正常，不会出现裂缝，但这只适用于预制件生产，现浇混凝土不可能拥有这种条件，只能是越接近标准养护条件，混凝土开裂的可能性越小。

6、施工质量引起的裂缝

在现场浇筑混凝土过程中，振捣不均匀或漏振、过振，会造成混凝土离析、密实度差、从而降低结构的整体强度。

混凝土内部气泡不能完全排除时，钢筋表面的气泡会降低混凝土与钢筋的粘结力；钢筋若受到过振，使水泥浆在钢筋周围密集，也会大大降低粘结力。

7、化学反应引起的裂缝

主要是指碱骨料反应裂缝和钢筋锈蚀引起的裂缝。

混凝土拌和后会产生一些碱性离子，这些离子与某些活性骨料产生化学反应并吸收周围环境中的水份致使體积增大，造成混凝土酥松、开裂。碱骨料发硬裂缝一般出现在混凝土使用期间，一旦出现裂缝将很难补救，因此应提前预防。

钢筋锈蚀裂缝是由于混凝土浇筑、振捣不良或者是钢筋保护层较薄致使有害物质进入混凝土使钢筋产生锈蚀，锈蚀的钢筋体积膨胀，导致混凝土开裂。

8、沉陷引起的裂缝

沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不均匀、松软、回填土不密实、浸水而造成不均匀沉降所致。或者因为模板刚度不足，模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致，特别是在冬季，模板支撑在冻土上，冻土化冻后产生不均匀沉降，导致混凝土结构产生裂缝。

二、混凝土裂缝预防措施

2.1材料组成、配比的优化

优化混凝土组成成分及配比，包括碱水剂的种类，水泥的品种、用量，矿物掺合料（如粉煤灰，矿粉），水灰比，骨料体积含量，骨料最大粒径、砂率和细度模数，粗骨料级配等等，其对减少混凝土出现裂缝具有极大的改善作用。

2.2加强设计和构造措施

2.2.1“抗”与“放”原则

“抗”的原则是通过提高混凝土结构的抗拉强度和极限拉伸，来抵抗混凝土干缩和温度变形，体现在对混凝土构件的配筋进行适当增加，奇斯克列里经验公式告诉我们，工程中最好“细筋密布”，即在同样的配筋情况下，尽可能使用直径较细的钢筋，使钢筋的间距密一些。

“放”的原则是通过创造混凝土结构自由变形的条件，来释放混凝土干缩和温度变形。该原则体现在留设变形缝上，混凝土结构施工期间和建成后永久保留的变形缝，称为“伸缩缝”，当前实际施工中，一般都采用“伸缩缝”。

2.2.2优化结构平面布置

①建筑平面宜规则，避免平面形状突变。②对于连续长度较长的外墙，建筑外墙上可以考虑设置大的落地门窗和八角窗以减小墙端部处温差应力，避免楼板切角裂缝的产生。③当房屋长度大于60米时，可在房屋中部设置收缩后浇带，以减小混凝土收缩应力及温度应力的影响。④对于外露的现浇刚劲混凝土女儿墙、挂板、栏板、檐口等构件，当其水平直线长度超过12米时，可设置伸缩缝，伸缩缝间距≤12m。

2.3混凝土的早期养护

混凝土早期养护的主要目的在于保持适宜的温湿条件，以达到如下效果：一是使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭，防止有害的冷缩和干缩；实践证明，混凝土常见的裂缝，大多数是不同深度的表面裂缝，其主要原因是温度梯度造成寒冷地区的温度骤降也容易形成裂缝。混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要。从温度应力观点出发，保温应达到下述要求：防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度，防止表面裂缝；防止混凝土超冷，应该设法使混凝土的施工期最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度；防止老混凝土过冷，以减少新老混凝土间的约束。二是使水泥水化作用顺利进行，使其达到设计的强度和抗裂能力。适宜的温湿度条件是相互关联的，混凝土的保温措施常常也有保湿的效果。新浇混凝土中所含水分完全可以满足水泥水化的要求。但由于蒸发等原因常引起水分损失，从而推迟或防碍水泥的水化，表面混凝土最容易而且直接受到这种不利的影响。因此，凝土浇筑后的最初几天是养护的关键时期，在施工中应切实重视该时期的养护。

2.4合理使用外加剂

为保证混凝土工程质量，防止开裂，提高混凝土的耐久性，正确使用外加剂也是减少开裂的措施之一。

综上所述，混凝土裂缝应根据成因采取有效解决办法，在施工中仍尽可能采取有效的技术措施控制裂缝，使结构尽量不出现裂缝，或尽量减少裂缝的数量和宽度，特别是避免有害裂缝的出现，以确保工程质量。

参考文献

[1]徐至钧.混凝土结构裂缝预防与修复[M].第1版.北京；机械工业出版社，2011，108.

[2]姚燕.高性能混凝土的体积变化及裂缝控制[M].第1版.北京；中国建筑工业出版社，2011，53.

[3]筑龙网.建筑施工裂缝防治图解与案例精选[M].第1版.北京；机械工业出版社，2010；28.

[4]王铁梦.工程结构裂缝控制[M].第1版.北京；中国建筑工业出版社，1997；322.

[5]庄崖屏.钢筋混凝土基本构件设计[M].第2版.北京；地震出版社，1993；61.

混凝土裂缝的预防与处理 篇4

1.1 塑性收缩裂缝

混凝土塑性收缩裂缝不仅会影响混凝土构件的外观质量, 更重要的是会造成混凝土防水性能下降、钢筋容易锈蚀等不良后果, 影响混凝土结构的使用年限。塑性收缩是混凝土浇筑后、终凝前仍处于塑性状态时, 因表面水份蒸发失水引起毛细管压力而产生的表面收缩;在高风速、低湿度、高气温和高混凝土温度等情况下, 水份蒸发更快, 表面更容易产生塑性收缩。塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现, 裂缝多呈中间宽、两端细且长短不一, 互不连贯状态。常发生在混凝土板或比表面积较大的墙面上, 较短的裂缝一般长20～30cm, 较长的裂缝可达2～3m, 宽1～5mm。从外观分为无规则网络状和稍有规则的斜纹状或反映出混凝土布筋情况和混凝土构件截面变化等规则的形状, 深度一般3～10cm。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间、环境温度、风速、相对湿度等等。

主要预防措施: (1) 严格控制混凝土单位用水量及水灰比, 在满足泵送和浇筑要求时, 尽可能减少坍落度;掺加适量、质量良好的泵送剂和掺合料, 可改善施工性能, 减少沉陷; (2) 混凝土搅拌时间要适当, 时间过短、过长都会造成拌合物均匀性变坏而增大沉陷; (3) 混凝土应分层浇筑、振捣密实, 振捣时间以10～15s/次为宜, 在混凝土浇筑1～1.5h后, 混凝土尚未凝结之前, 对混凝土进行二次振捣, 表面要压实抹光; (4) 在浇筑混凝土前, 对模板进行预湿, 混凝土浇筑成型后, 采取措施, 有利于降低混凝土表面的温度, 如覆盖塑料薄膜等, 防止因水分急剧蒸发而形成内外硬化不均和异常收缩引起的裂缝。

1.2 沉降收缩裂缝

沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致, 或者因为模板刚度不足模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致特别是在冬季, 模板支撑在冻土上, 冻土化冻后产生不均匀沉降, 致使混凝土结构产生裂缝。不均匀沉陷裂缝多属贯穿性裂缝, 其走向与沉陷情况有关, 有的在上部, 有的在下部, 一般与地面垂直或呈30～45°角方向发展。较大的不均匀沉陷裂缝, 往往上下或左右有一定的差距, 裂缝宽度受温度变化影响较小, 因荷载大小而异, 且与不均匀沉降值成比例。裂缝宽度0.3～0.4mm, 受温度变化的影响较小。地基变形稳定之后, 沉陷裂缝也基本趋于稳定。

主要预防措施: (1) 对松软土、填土地基应进行必要的夯实和加固; (2) 避免直接在松软土或填土上制作预制构件, 或经压夯实处理后作预制场地; (3) 模板应支撑牢固, 保证有足够强度和刚度, 并使地基受力均匀。拆模时间不能过早, 应按规定执行; (4) 构件制作场地周围应作好排水措施, 并注意防止水管漏水或养护水浸泡地基。

1.3 温度裂缝

混凝土具有热胀冷缩的性质, 当外部环境或结构内部温度发生变化, 混凝土将发生变形;若变形遭到约束, 则在结构内部将产生应力;应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度混凝土裂缝。温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。其产生的原因有:一是由于温差较大引起的, 混凝土结构在硬化期间水泥放出大量水化热, 由于混凝士的体积较大, 大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发, 内部温度不断上升, 使混凝土表面和内部温差加大, 混凝土内部膨胀高于外部, 此时混凝土表面将受到很大的拉应力, 而混凝土的早期抗拉强度很低, 因而出现裂缝。这种温差一般仅在表面处较大, 离开表面就很快减弱, 因此裂缝只在接近表面的范围内发生, 表面层以下结构仍保持完整;二是由结构温差较大, 受到外界的约束引起的, 当大体积混凝土浇筑在约束地基上时, 又没有采取特殊措施降低, 放松或取消约束, 或根本无法消除约束, 易发生深进, 直至贯穿的温度裂缝。温度混凝土裂缝区别于其它混凝土裂缝最主要特征是:混凝土裂缝会随温度的变化而扩张或合拢。引起温度变化的主要因素有: (1) 年平均温差引起的均匀温差; (2) 日照引起的梯度温差; (3) 水化热。

主要预防措施: (1) 采用改善骨料级配, 用干硬性混凝土, 掺混合料加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量; (2) 拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度; (3) 热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度, 利用浇筑层面散热; (4) 在混凝土中埋设水管, 通入冷水降温; (5) 规定合理的拆模时间, 气温骤降时进行表面保温, 以免混凝土表面发生急剧的温度梯度; (6) 施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构, 在寒冷季节采取保温措施。

1.4 干缩裂缝及预防

干缩变形对混凝土危害很较大, 它可导致混凝土表面产生很高的拉应力而产生开裂不仅降低其结构承载能力与安全性, 而且严重降低混凝土的抗渗、抗冻、抗腐蚀等耐久性能。干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或在混凝土浇筑完毕后的一周左右。水泥浆中水分的蒸发会产生干缩, 且这种收缩是不可逆的。干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果:混凝土受外部条件的影响, 表面水分损失过快, 变形较大, 内部湿度变化较小变形也小, 较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束, 产生较大拉应力而产生裂缝。相对湿度越低, 水泥浆体干缩越大, 干缩裂缝越易产生。混凝土干缩主要和混凝土的水灰比、水泥用量、细度及品种、集料的质量、施工质量等有关。

主要预防措施: (1) 采用矿渣水泥比采用普通水泥的收缩大, 采用高标号水泥由于颗粒较细, 混凝土收缩也较大, 水泥用量多或水灰比大者收缩量也较大; (2) 当混凝土中的水泥用量不变时, 混凝土的干缩率将随着水灰比的增大而增加。混凝土单位用水量的多少, 也是影响其干缩率的重要因素, 一般用水量每增加1%, 干缩率增大2～3%; (3) 混凝土用集料的弹性模量较大时, 则其干缩率较小。混凝土采用吸水率较大的集料时, 其干缩率就较大。集料的含泥量较多时, 也会增大混凝土的干缩性; (4) 利用可靠的成型密实工艺和长期稳定的保湿养护, 可推迟混凝土干缩变形的发生和发展, 但对混凝土的最终干缩率无显著影响。采用湿热处理养护的混凝土, 可减小混凝土的干缩率。

1.5 化学反应引起的裂缝及预防

碱骨料反应裂缝和钢筋锈蚀引起的裂缝是钢筋混凝土结构中最常见的由于化学反应而引起的裂缝。水泥中的强碱与集料中的活性二氧化硅发生化学反应, 并在集料表现生成复杂的碱—硅酸凝胶, 这种凝胶吸水后会产生很大的体积膨胀, 从而导致混凝土产生胀裂破坏。混凝土的碱集料反应进行缓慢, 有一定的潜伏期, 通常要若干年之后才出现, 其破坏作用一旦发生便难以阻止, 因此应以预防为主。

主要预防措施: (1) 选用含碱量小于0.6%的水泥, 或在水泥中掺加能抑制碱集料反应的混合材料; (2) 适当掺入引气型外加剂缓冲膨胀破坏力; (3) 控制集料质量由于混凝土浇筑、振捣不良或者是钢筋保护层较薄, 有害物质进入混凝土使钢筋产生锈蚀锈蚀的钢筋体积膨胀导致混凝土胀裂此种类型的裂缝多为纵向裂缝, 沿钢筋的位置出现。通常的预防措施有: (1) 保证钢筋保护层的厚度; (2) 混凝土级配要良好; (3) 混凝土浇注要振捣密实; (4) 钢筋表层涂刷防腐涂料。

2 裂缝处理

我国《混凝土结构设计规范》规定了钢筋混凝土构件裂缝宽度允许值, 目前裂缝常用的治理方法有以下几种:

(1) 表面修补法。适用于裂缝宽度小于0.2mm的对承载能力无影响的表面及深进裂缝, 以及大面积细裂缝防渗漏水的处理;

(2) 压力灌浆法。压力灌浆法系用压浆泵将胶结料压入裂缝中, 由于其凝结、硬化而起到补缝作用, 以恢复结构的整体性。一般对宽度大于0.5mm的裂缝, 可采用水泥灌浆;宽度小于0.5mm的裂缝, 或较大的温度收缩裂缝, 宜采用化学灌浆;

(3) 结构加固法。适应于对整体性、承载能力有较大影响的深进及贯穿性裂缝的固处理。裂缝宽度一般在1～3mm之间。一般方法有: (1) 加设钢筋混凝土围套; (2) 加钢套箍; (3) 设置预应力拉杆。

(4) 综合加固补强法。对宽度大于3mm的裂缝往往有构造上的缺陷, 此时已不能单纯的使用那一种修补方法。一般多并用构造上的强加固方法。

3 结语

混凝土产生裂缝的机率较多, 稍有差错将会造成无法估量的损失。为了降低经济损失, 所以要减少和控制裂缝的出现。

摘要：裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象, 它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力, 影响建筑物的使用功能, 而且会引起钢筋的锈蚀, 混凝土的碳化, 降低材料的耐久性, 影响建筑物的承载能力。本文对混凝土工程中常见的一些裂缝问题进行了探讨分析, 并针对具体情况提出了一些预防、处理措施。

关键词：混凝土裂缝,防治措施,裂缝处理

参考文献

[1]刑振贤.土木工程材料[M].郑州:郑州大学出版社, 2006.

[2]邓永旗.吴全成.混凝土裂缝的预防与处理[J].河南建材, 2010, (5) .

沥青混凝土路面的裂缝预防及处理 篇5

沥青混凝土路面的裂缝预防及处理

沥青混凝土路面裂缝问题是公路工程质量通病之一.本文从裂缝产生的.原因入手,对沥青路面层间应力进行了较详细的分析,并有针对性地提出了预防裂缝出现的相应措施.

作 者：林烈稿  作者单位：核工业南方工程总公司,江西南昌,330002 刊 名：科技创新导报 英文刊名：SCIENCE AND TECHNOLOGY INNOVATION HERALD 年，卷(期)： “”(16) 分类号：U416.217 关键词：沥青混凝土路面   裂缝预防措施   处理方法  

浅谈水工混凝土裂缝的预防与处理 篇6

【关键词】水工建筑物；混凝土；裂缝；处理

在水工建筑物施工建设的过程中，混凝土裂缝可谓是一个极为普遍且难以解决的实际问题，它的存在给整个水工建筑物构成了严重威胁，不仅影响着结构的整体性和耐久性，同时给周围居民的生命财产造成严重的威胁。为此，在现代化工程施工建设的过程中，我们有必要提前做好水工混凝土裂缝的预防与控制，保证水工建筑物功能的正常发挥。

1.水工混凝土概述

所谓的混凝土主要指的是由砂石骨料、水泥以及其他材料添加构成的非均质复合脆性材料。由于混凝土施工技术、本身约束力等问题的影响，使得混凝土在施工中必然会产生一定的裂缝，这些裂缝通常可以分为力微裂缝和有害裂缝两种。其中微裂缝也被广泛的称之为无害裂缝，它通常都部队结构的承重以及其他功能产生威胁，但是受到荷载、温差等相关作用之后，其必然会不断的扩展，从而引发严重的工程病害，轻者使得混凝土内部的钢筋材料发生腐蚀，严重的化则会降低混凝土结构整体性、耐久性，产生使用价值威胁，甚至是给人们生命财产带来损害。因此，在目前社会经济发展中，做好混凝土结构裂缝控制已成为水利工程建设工作人员面临的主要问题，也是现代化社会发展的核心所在。

迄今为止，在水工混凝土施工建设的过程中都会在一定范围内发生裂缝，从结构设计的安全性方面分析，其中绝大多数的裂缝都是与整个水工建筑物结构安全没有直接关系的。但是，这些问题如果得不到有效的控制，在受到为例的作用下必然会给结构的整体性和安全性造成影响，甚至是威胁到工程的整体质量，给整个社会经济发展造成不必要的威胁和困扰。因此在当今的建筑工程项目中，我们必须要做好混凝土裂缝控制，无论是水工建筑物还是工民建，都不例外，都需要严格分析。

2.水工混凝土裂缝产生分析

就过去多年的工程实践分析，水工混凝土裂缝的出现与一般的混凝土结构裂缝存在着一定的差异，它有着结构更大、工程厚度高的特点，且整个工程结构由于长期与水接触从而其不确定性因素较多。另外，由此引发的裂缝问题也极为严重，且这些裂缝都是一个隐蔽程度高、危害大的特点。为此，在目前的工程施工探讨中，整个裂缝的分析需要从以下几方面分析：

2.1混凝土自身因素所引发的裂缝

在混凝土工程施工的过程中，由于水泥在加入水搅拌之后会与碱性物质、活性材料、氧化硅等发生物化反应，经过反应之后生成碱性结构，且从周围空气中吸收水发生膨胀。在这种结构特征下，整个混凝土体积会得到一定膨胀和收缩，从而引发裂缝问题。这种裂缝的出现是最为突出的，主要是因为混凝土结构表面抗极限拉力的不足而引起的。

2.2施工裂缝

一个工程结构的质量是否可靠与施工有着密切的关系。在工程施工环节，工程的材料、施工技术选择、施工设备和施工方法的控制都是衡量工程结构质量的关键。在混凝土工程中，做好施工裂缝控制离不开这些环节的严格管理，尤其是在水工混凝土工程中，其任何一个环节出现裂缝问题都容易给工程施工带来不必要的影响，甚至是引发重大的安全事故和质量隐患。同样，在施工中材料、技术设备等方面选择不合理也会引发工程裂缝隐患。

2.3外力因素

在混凝土结构施工中，在混凝土硬化的过程中必然会面对约束力的影响，同时混凝土热胀冷缩也会产生一定的体积膨胀，同时它内部会发生严重的质量问题。在混凝土施工之后，其会产生大量的热量，从而形成内部体积增加，在这个时候一旦结构外部的抗拉力不足，极容易给整个工程带来不必要的影响，最终出现裂缝。

3.水工混凝土裂缝的防止措施

3.1设计方面

设计单位应该提出混凝土施工温度控制的具体要求和混凝土养护的基本要求，控制外加剂的品种和掺量，确保混凝土收缩与膨胀相抵消；按《规范》要求设置必要的变形缝。

3.2混凝土配合

混凝土配合比设计时，在保证混凝土具有良好工作性的情况下，应尽可能的降低混凝土的单位用水量，采用“三低（低砂率、低坍落度、低水胶比）二掺（掺高效减水剂和高性能引气剂）一高（高粉煤灰掺量）”的设计准则，生产出“高强、高韧性、中弹、低热和高极拉值”的抗裂混凝土。施工时要严格控制混凝土配合比，计量要准确，坍落度抽检工作要加强，不能流于形式。

3.3混凝土振捣

混凝土振捣要密实，拆模后要挂草帘或铺草浇水养护保湿。新浇筑的混凝土就象刚刚出生的婴儿，需要体贴关心和爱护。混凝土的养护不仅对防止早期表面裂缝显得重要，它对混凝土后期强度的发展、混凝土的进一步成熟和耐久性等也同样重要，在过去许多工程的施工和管理中对养护的重要性没有充分的认识。

3.4养护环节

施工过程中应经常观察模板的位移和混凝土浇捣的密实情况，不能漏振，过振，且在第一次振捣后要进行第二次振捣。配置大体积混凝土宜使用低水化热水泥，如硅酸盐水泥或普通硅酸水泥、矿渣水泥，此外可掺加膨涨剂、适量的粉煤灰等，掺粉煤灰是一项既能减少由温度应力而使大坝开裂的危险，又能提高混凝土某些性能的经济有效的措施；同时要采用塑料薄膜和草袋覆盖，以确保混凝土内外温差小于25°。根据构造要求情况配置必要的钢筋起到限裂的作用。

3.5开槽法修补裂缝

采用环氧树脂：10聚硫橡胶：3水泥：12.5，砂：28.首先用人工将晒干筛后的砂、水泥按比例配好搅拌均匀后，将环氧树脂聚硫橡胶也按配比拌匀。然后掺入已拌好的砂、水泥当中，再用人工继续搅拌。最后用少量的丙酮将已拌好的砂浆稀释到适中稠度（约0.4斤丙酮就可以了）。

4.结论

裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象，它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力，影响建筑物的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影响建筑物的承载能力，因此要对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待，采用合理的方法进行处理，并在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展，保证建筑物和构件安全、稳定地工作。 [科]

【参考文献】

[1]刘要军.预防处理水利工程建设中的混凝土裂缝[J].科技致富向导，2010（29）.

[2]张金波.预防水利工程建设中的混凝土裂缝[J].科技致富向导，2010（32）.

混凝土裂缝的预防与处理 篇7

混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合形成的非均质脆性材料。由于混凝土施工和本身变形、约束等一系列问题, 硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙、气穴和微裂缝, 正是由于这些初始缺陷的存在使混凝土呈现出一些非均质的特性。微裂缝通常是一种无害裂缝, 对混凝土的承重、防渗及其他一些使用功能不产生危害。但在混凝土受到荷载、温差等作用之后, 微裂缝就会不断扩展和连通, 最终形成我们肉眼可见的宏观裂缝, 即混凝土工程中常说的裂缝。

2 混凝土工程中常见裂缝的预防

2.1 干缩裂缝预防

预防措施:一是选用收缩量较小的水泥, 一般采用中低热水泥和粉煤灰水泥, 降低水泥的用量;二是在混凝土配合比设计中应尽量控制好水灰比的选用, 同时掺加合适的减水剂;三是严格控制混凝土搅拌和施工中的配合比;四是加强混凝土的早期养护, 并适当延长混凝土的养护时间, 冬季施工时要适当延长混凝土保温覆盖时间, 并涂刷养护剂养护;五是在混凝土结构中设置合适的收缩缝。

2.2 塑性收缩裂缝预防

预防措施:一是选用干缩值较小早期强度较高的硅酸盐或普通硅酸盐水泥;二是严格控制水灰比, 掺加高效减水剂来增加混凝土的坍落度和和易性, 减少水泥及水的用量;三是浇筑混凝土之前, 将基层和模板浇水均匀湿透;四是及时覆盖塑料薄膜或者潮湿的草垫、麻片等, 保持混凝土终凝前表面湿润, 或者在混凝土表面喷洒养护剂等进行养护。五是在高温和大风天气要设置遮阳和挡风设施, 及时养护。

2.3 沉陷裂缝预防

预防措施:一是对松软土和填土地基在上部结构施工前应进行必要的夯实和加固;二是保证模板有足够的强度和刚度, 且支撑牢固, 并使地基受力均匀;三是防止混凝土浇灌过程中地基被水浸泡;四是模板拆除的时间不能太早, 且要注意拆模的先后次序;五是在冻土上搭设模板时要注意采取一定的预防措施。

2.4 温度裂缝预防

预防措施:一是尽量选用低热或中热水泥;二是减少水泥用量, 将水泥用量尽量控制在450kg/m3以下;三是降低水灰比, 一般混凝土的水灰比控制在0.6以下;四是改善骨料级配, 掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量, 降低水化热;五是改善混凝土的搅拌加工工艺, 在传统的“三冷技术”基础上采用“二次风冷”新工艺, 降低混凝土的浇筑温度;六是在混凝土中掺加一定量的具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂, 改善混凝土拌合物的流动性、保水性, 降低水化热, 推迟热峰的出现时间;七是高温季节浇筑时可以采用搭设遮阳板等辅助措施控制混凝土的温升, 降低浇筑混凝土的温度;八是要合理安排施工工序, 分层、分块浇筑, 以利于散热, 减小约束;九是在大体积混凝土内部设置冷却管道, 通冷水或者冷气冷却, 减小混凝土的内外温差;十是加强混凝土温度的监控, 及时采取冷却、保护措施;十一是预留温度收缩缝;十二是减小约束, 浇筑混凝土前宜在基岩和老混凝土上铺设5mm左右的砂垫层或使用沥青等材料涂刷;十三是加强混凝土养护, 混凝土浇筑后, 及时用湿润的草帘、麻片等覆盖, 并注意洒水养护, 适当延长养护时间, 保证混凝土表面缓慢冷却, 在寒冷季节, 混凝土表面应设置保温措施, 以防止寒潮袭击;十四是混凝土中配置少量的钢筋或者掺入纤维材料将混凝土的温度裂缝控制在一定的范围之内。

2.5 化学反应引起的裂缝预防

混凝土拌和后会产生一些碱性离子, 这些离子与某些活性骨料产生化学反应并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, 一旦出现很难补救, 因此应在施工中采取有效措施进行预防。主要的预防措施:一是选用碱活性小的砂石骨料;二是选用低碱水泥和低碱或无碱的外加剂;三是选用合适的掺和料抑制碱骨料反应。

由于混凝土浇筑、振捣不良或者是钢筋保护层较薄, 有害物质进入混凝土使钢筋产生锈蚀, 锈蚀的钢筋体积膨胀, 导致混凝土胀裂, 此种类型的裂缝多为纵向裂缝, 沿钢筋的位置出现。通常的预防措施有:一是保证钢筋保护层的厚度;二是混凝土级配要良好;三是混凝土浇注要振捣密实;四是钢筋表层涂刷防腐涂料。

3 裂缝处理

3.1 表面修补法

表面修补法是一种简单、常见的修补方法, 它主要适用于稳定和对结构承载能力没有影响的表面裂缝以及深进裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料, 在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂, 通常可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。

3.2 灌浆、嵌缝封堵法

灌浆法主要适用于对结构整体性有影响或有防渗要求的混凝土裂缝的修补, 它是利用压力设备将胶结材料压入混凝土的裂缝中, 胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体, 从而起到封堵加固的目的。常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化学材料。

嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法, 它通常是沿裂缝凿槽, 在槽中嵌填塑性或刚性止水材料, 以达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等等;常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。

3.3 结构加固法

当裂缝影响到混凝土结构的性能时, 就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中常用的主要有以下几种方法:加大混凝土结构的截面面积, 在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。

3.4 混凝土置换法

该方法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法, 此方法是先将损坏的混凝土剔除, 然后再置换入新的混凝土或其他材料。常用的置换材料有:普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。

3.5 电化学防护法

电化学防腐是利用施加电场在介质中的电化学作用, 改变混凝土或钢筋混凝土所处的环境状态, 钝化钢筋, 以达到防腐的目的。阴极防护法、氯盐提取法、碱性复原法是化学防护法中常用而有效的三种方法。这种方法的优点是受环境因素的影响较小, 适用钢筋、混凝土的长期防腐, 既可用于已裂结构也可用于新建结构。

3.6 仿生自愈合法

仿生自愈合法是一种新的裂缝处理方法, 它模仿生物组织对受创伤部位自动分泌某种物质, 使创伤部位得到愈合的机能, 在混凝土传统组分中加入某些特殊组分, 在混凝土内部形成智能型仿生自愈合神经网络系统, 当混凝土出现裂缝时分泌出部分液芯纤维使裂缝重新愈合。

摘要：混凝土的裂缝问题是一个普遍存在而又难以解决的工程实际问题, 因此, 对混凝土工程中常见的一些裂缝问题进行探讨分析, 针对具体情况找出一些预防和处理措施, 对提高施工人员解决该问题的能力, 进一步保证工程质量有十分重要的意义。

混凝土裂缝的产生与预防 篇8

1 原材料与配合比

1.1 水泥

水泥进仓时应有质量证明文件, 进场时应对其品种、级别、包装或散装仓号、出厂日期等进行检查, 并应对其强度、安定性及其他必要的性能指标进行复检。水泥一般应入库存放, 先到先用。由于水泥中的主要化学成分遇水时发生化学反应, 因此水泥仓库应保持干燥, 库房地面应高出室外地面30 cm, 离开窗户和墙壁30 cm以上, 同时袋装水泥堆放不能过高, 一般为10袋, 以免下部水泥受压结块, 如存放时间短, 库房紧张, 也不宜超过15袋。露天临时储存的水泥, 应选择地势高、排水条件好的场地, 并认真做好上盖下垫, 以防水泥受潮。散装水泥可用铁皮水泥罐仓或散装水泥库储存, 使用期不能超过出厂期3个月, 检查检验方法是检查产品合格证、出厂检验报告和进场复验报告。

1.2 砂、碎石或卵石

在使用过程中应注意砂石粗细骨料, 应按品种分别堆放, 并严禁与石灰等材料相邻堆放, 以免混杂。进场粗细骨料无试验资料者, 应在大堆上从5个不同的部位各抽取相等数量进行拌合, 将拌合的骨料以四分法取对角线部分的约10 kg (石子约30 kg) 进行检验。由于砂石原材料在多数情况下系非均质材料, 同批不同部位和不同批的材料质量都存在着差异, 因此对有试验资料的原材料, 在使用过程中, 还需要按有关规定要求定期抽样检查。对混凝土骨料来说, 影响配合比主要原因是含水率。因此, 应定期测定骨料的含水率, 及时对施工配合比进行调整。

1.3 水与外加剂

洁净、无杂质, 饮用水可直接使用。混凝土中掺用外加剂的质量及应用技术应符合现行国家标准和有关环境保护的规定, 必须有生产家的质量证明书, 包括厂名、品名、包装、质量 (重量) 、出厂日期、性能和使用说明, 使用前应以每次进厂的数量进行性能的检测。

2 混凝土产生裂缝的原因

混凝土中产生裂缝有多种原因, 主要有温度和湿度的变化, 混凝土的脆性和不均匀性, 以及结构不合理、原材料不合格 (如碱骨料反应) 、模板变形、基础不均匀沉降等。混凝土硬化期间水泥放出大量水化热, 内部温度不断上升, 在表面引起拉应力。后期在降温过程中, 由于受到基础或老混凝土的约束, 又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时, 即会出现裂缝;许多混凝土的内部湿度变化很小或较慢, 但表面湿度可能变化较大或剧烈。如养护不周、时干时湿, 表面干缩形变受到内部混凝土的约束, 也往往导致裂缝;混凝土是一种脆性材料, 抗拉强度是抗压强度的1/10左右, 由于原材料不均匀, 水灰比不稳定, 及运输和浇筑过程中的离析现象, 在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的, 存在着许多抗拉能力很低、易于出现裂缝的薄弱部位。

3 预防措施

3.1 减轻温度应力

为了防止裂缝, 减轻温度应力可以从控制温度和改善约束条件方面着手。一是控制温度。措施如下:采用改善骨料级配, 用干硬性混凝土、掺混合料、加引气剂或塑化剂等措施, 以减少混凝土中的水泥用量;拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却, 以降低混凝土的浇筑温度;热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度, 利用浇筑层面散热;在混凝土中埋设水管, 通入冷水降温;规定合理的拆模时间, 气温骤降时进行表面保温, 以免混凝土表面发生急剧的温度梯度;施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构, 在寒冷季节采取保温措施。二是改善约束条件。措施如下:合理地分缝、分块;避免基础过大起伏;合理地安排施工工序, 避免过大的高差和侧面长期暴露;此外, 改善混凝土的性能, 提高抗裂能力, 加强养护, 防止表面干缩, 特别是保证混凝土的质量十分重要, 应特别注意避免产生贯穿裂缝, 出现后要恢复其结构的整体性是十分困难的, 因此施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主。

3.2 适时拆模, 注重防护

在混凝土的施工中, 为了提高模板的周转率, 往往要求新浇筑的混凝土尽早拆模。当混凝土温度高于气温时应适当考虑拆模时间, 以免引起混凝土表面的早期裂缝。新浇筑早期拆模, 在表面引起很大的拉应力, 出现“温度冲击”现象。在混凝土浇筑初期, 由于水化热的散发, 表面引起相当大的拉应力, 此时表面温度亦较气温为高, 此时拆除模板, 表面温度骤降, 必然引起温度梯度, 从而在表面附加一拉应力, 与水化热应力叠加, 再加上混凝土干缩, 表面的拉应力达到很大的数值, 就有导致裂缝的危险, 但如果在拆除模板后及时在表面覆盖一轻型保温材料, 如泡沫海绵等, 对于防止混凝土表面产生过大的拉应力, 具有显著的效果。

3.3 适量加筋

加筋对大体积混凝土的温度应力影响很小, 因为大体积混凝土的含筋率极低, 只是对一般钢筋混凝土有影响。在温度不太高及应力低于屈服极限的条件下, 钢的各项性能是稳定的, 而与应力状态、时间及温度无关。钢的线胀系数与混凝土线胀系数相差很小, 在温度变化时两者间只发生很小的内应力。由于钢的弹性模量为混凝土弹性模量的7~15倍, 当内混凝土应力达到抗拉强度而开裂时, 钢筋的应力将不超过100~200kg/cm2。因此, 在混凝土中要想利用钢筋来防止细小裂缝的出现很困难。但加筋后结构内的裂缝一般就变得数目多、间距小、宽度与深度较小, 而且如果钢筋的直径细而间距密时, 对提高混凝土抗裂性的效果较好。

3.4 混凝土的早期养护

混凝土早期养护的主要目的在于保持适宜的温湿条件, 以达到如下效果:一是使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭, 防止有害的冷缩和干缩;实践证明, 混凝土常见的裂缝, 大多数是不同深度的表面裂缝, 其主要原因是温度梯度造成寒冷地区的温度骤降也容易形成裂缝。混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要。从温度应力观点出发, 保温应达到下述要求:防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度, 防止表面裂缝;防止混凝土超冷, 应该设法使混凝土的施工期最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度;防止老混凝土过冷, 以减少新老混凝土间的约束。二是使水泥水化作用顺利进行, 以期达到设计的强度和抗裂能力。适宜的温湿度条件是相互关联的, 混凝土的保温措施常常也有保湿的效果。

参考文献

[1]李东升.混凝土冬季施工[M].北京:中国水利水电出版社, 2001.

[2]高强.钢筋混凝土结构裂缝控制指南[M].北京:化学工业出版社, 2004.

[3]王铁成.混凝土结构 (上) ——混凝土结构原理[M].天津:天津大学出版社, 2004.

[4]戚立荣.混凝土裂缝成因及防治措施[J].水利建设与管理, 2010 (6) .

[5]李洪强.现浇混凝土裂缝质量通病与处理措施[J].中国高新技术企业, 2008 (8) .

混凝土裂缝的预防与处理 篇9

混凝土在现代工程建设中占有重要地位。而混凝土所产生的裂缝却较为普遍, 在实际的混凝土施工过程中裂缝几乎无处不在。尽管我们在施工中采取各种措施, 但裂缝仍然时有出现。所以很有必要对混凝土裂缝做一个分析。

混凝土裂缝产生的原因很多, 有变形引起的裂缝:如温度变化、收缩、膨胀、不均匀沉陷等原因引起的裂缝;有外载作用引起的裂缝;有养护环境不当和化学作用引起的裂缝等等。在实际工程中要区别对待, 根据具体情况提出解决裂缝的措施。

2 混凝土工程中常见裂缝及预防

2.1 干缩裂缝及预防

干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右。混凝土中水分的蒸发会产生干缩, 且这种收缩是不可逆的。干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果。干缩裂缝多为表面性的平行线状或网状浅细裂缝, 宽度多在0.05~0.2mm之间, 大体积混凝土中平面部位多见较薄的梁板中多沿其短向分布。混凝土干缩主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性质和用量、外加剂的用量等有关。

主要预防措施:一是选用收缩量较小的水泥一般采用中低热水泥和粉煤灰水泥, 降低水泥的用量。二是混凝土的干缩受水灰比的影响较大, 水灰比越大干缩越大, 因此在混凝土配合比设计中应尽量控制好水灰比, 同时掺加适量减水剂。三是严格控制混凝土搅拌和施工中的配合比, 混凝土的用水量绝对不能大于配合比设计所给定的用水量。四是加强混凝土的早期养护, 并适当延长混凝土的养护时间。冬季施工时要适当延长混凝土保温覆盖时间, 并涂刷养护剂养护。五是在混凝土结构中设置合适的收缩缝。

2.2 塑性收缩裂缝及预防

塑性收缩是指混凝土在凝结之前, 表面因失水较快而产生的收缩。塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现, 裂缝多呈中间宽两端细且长短不一、互不连贯状态。其产生的主要原因为:混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小, 或者混凝土刚刚终凝而强度很小时, 受高温或较大风力的影响, 混凝土表面失水过快, 造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩, 而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩, 因此产生龟裂。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间、环境温度、风速、相对湿度等等。

主要预防措施:一是选用干缩值较小早期强度较高的硅酸盐或普通硅酸盐水泥。二是严格控制水灰比, 掺入高效减水剂来增加混凝土的坍落度和和易性, 减少水泥及水的用量。三是浇筑混凝土之前, 将基层和模板浇水均匀湿透。四是及时覆盖塑料薄膜或者潮湿的草垫、麻片等, 保持混凝土终凝前表面湿润, 或者在混凝土表面喷洒养护剂等进行养护。五是在高温和大风天气要设置遮阳和挡风设施, 及时养护。

2.3 沉陷裂缝及预防

沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软, 或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致;或者因为模板刚度不足, 模板支撑间距过大或支撑底部松动等所致, 特别是在冬季, 模板支撑在冻土上, 冻土化冻后产生不均匀沉降, 致使混凝土结构产生裂缝。此类裂缝多为深进或贯穿性裂缝, 其走向与沉陷情况有关, 一般沿与地面垂直或呈30°~45°角方向发展, 较大的沉陷裂缝, 往往有一定的错位, 裂缝宽度往往与沉降量成正比关系。裂缝宽度受温度变化的影响较小。地基变形稳定之后, 沉陷裂缝也基本趋于稳定。

主要预防措施:一是对松软土、填土地基在上部结构施工前应进行必要的夯实和加固。二是保证模板有足够的强度和刚度, 且支撑牢固, 并使地基受力均匀。三是防止混凝土浇筑过程中地基被水浸泡。四是模板拆除的时间不能太早, 且要注意拆模的先后次序。五是在冻土上搭设模板时要注意采取一定的预防措施。

2.5 化学反应引起的裂缝及预防

混凝土拌和后会产生一些碱性离子, 这些离子与某些活性骨料产生化学反应并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, 一旦出现很难补救, 因此应在施工中采取有效措施进行预防。主要的预防措施:一是选用碱活性小的砂石骨料。二是选用低碱水泥和低碱或无碱的外加剂。三是选用合适的掺和料抑制碱骨料反应。

由于混凝土浇筑、振捣不良或者钢筋保护层较薄, 有害物质进入混凝土使钢筋产生锈蚀, 锈蚀的钢筋体积膨胀, 导致混凝土胀裂, 此种类型的裂缝多为纵向裂缝, 沿钢筋的位置出现。通常的预防措施有:一是保证钢筋保护层的厚度。二是混凝土级配要良好。三是混凝土浇筑要振捣密实。四是钢筋表层涂刷防腐涂料。

3 裂缝处理

3.1 表面修补法

表面修补法是一种简单、常见的修补方法, 它主要适用于稳定和对结构承载能力没有影响的表面裂缝以及深进裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料, 在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂, 通常可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。

3.2 灌浆、嵌缝封堵法

灌浆法主要适用于对结构整体性有影响或有防渗要求的混凝土裂缝的修补, 它是利用压力设备将胶结材料压入混凝土的裂缝中, 胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体, 从而起到封堵加固的目的。常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化学材料。嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法, 它通常是沿裂缝凿槽, 在槽中嵌填塑性或刚性止水材料, 以达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等等;常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。

3.3 结构加固法

当裂缝影响到混凝土结构的性能时, 就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中常用的主要有以下几种方法:加大混凝土结构的截面面积, 在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。

3.4 混凝土置换法

混凝土置换法是处理混凝土严重损坏的一种有效方法, 此方法是先将损坏的混凝土剔除, 然后再置换新的混凝土或其他材料。常用的置换材料有:普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。

3.5 电化学防护法

电化学防腐是利用施加电场在介质中的电化学作用, 改变混凝土或钢筋混凝土所处的环境状态, 钝化钢筋, 以达到防腐的目的。阴极防护法、氯盐提取法、碱性复原法是化学防护法中常用而有效的三种方法。

3.6 仿生自愈合法

仿生自愈合法是一种新的裂缝处理方法, 它模仿生物组织对受创伤部位自动分泌某种物质, 而使创伤部位得到愈合的机能, 在混凝土的传统组分中加入某些特殊组分, 如含粘结剂的液芯纤维或胶囊, 在混凝土内部形成智能型仿生自愈合神经网络系统, 当混凝土出现裂缝时分泌出部分液芯纤维可使裂缝重新愈合。

4 结论

对混凝土裂缝产生的各种原因及裂缝处理, 进行了理论和实践上的初步探讨, 使得人们在认识混凝土裂缝上有一个清晰的思路。尽管学术界对于混凝土裂缝的成因和计算方法有不同的理论, 但对于具体的预防和改善措施意见还是比较统一, 同时在实践中的应用效果也是比较好的, 具体施工中要靠我们多观察、多比较, 出现问题后多分析、多总结, 结合多种预防处理措施, 混凝土的裂缝是完全可以避免的。

摘要：对混凝土产生的几种裂缝的成因、预防及处理办法进行全面阐述, 在实际工程中要根据具体情况制定解决裂缝的措施, 使混凝土少出现或不出现裂缝, 从而确保混凝土质量更加符合使用要求。

关键词：混凝土,裂缝,预防,处理

参考文献

[1]林婉华, 郭耀秀等.建筑施工手册[M].北京:中国建筑工业出版社.1992:905-906[1]林婉华, 郭耀秀等.建筑施工手册[M].北京:中国建筑工业出版社.1992:905-906

混凝土裂缝的产生与预防 篇10

很多因素都会引起混凝土裂缝的产生, 其中, 湿度、温度的变化是主要因素。混凝土硬化时, 水泥会释放很多水化热, 使内部温度不断升高, 使混凝土表面产生拉应力。后期在降温时, 因为基础和旧混凝土对混凝土造成的约束作用, 其内部产生了拉应力。混凝土表面会因为温度的下降而产生较大的拉应力。如果混凝土的抗裂能力达不到拉应力的要求, 就会产生裂缝;大部分混凝土的内部湿度变化不大, 但表面的湿度可能会产生很大的变化。混凝土属于脆性材料, 抗拉强度约为抗压强度的1/10, 因为原材料的均匀度不够, 水灰比无法满足要求, 运输及浇筑时产生离析, 同一块混凝土中也有多处薄弱部位, 这些部位的抗拉能力不够, 容易产生裂缝。对于钢筋混凝土来讲, 压应力由混凝土承担, 而大部分拉应力都由钢筋承担;在钢筋混凝土的边缘和混凝土内部, 混凝土自身来承担结构内部产生的拉应力[1,2]。设计时, 往往要求不产生拉应力或产生很小的拉应力。而在施工时, 混凝土由最高温度被冷却至运转过程中的稳定温度, 因此混凝土内部往往会有很大的拉应力出现。甚至有时温度应力比其他外荷载引起的应力要大。所以, 熟悉并掌握温度应力变化规律对于结构设计的合理性以及混凝土施工十分重要。

2 混凝土温度应力分析

温度应力的形成过程包括三个阶段:早期、中期和晚期。

2.1 早期:

开始浇筑混凝土时, 基本上水泥就结束了放热, 往往是30d。在该环节水泥会释放很多水化热, 混凝图弹性模量的变动也很快。因为弹性模量发生了变动, 混凝土内部在该阶段就产生了残余应力。

2.2 中期:

从水泥不再释放水化热到混凝土冷却至稳定的温度, 在本环节, 由于混凝土冷却和外界气温发生变动而产生了温度应力, 并且和早期产生的残余应力相互叠加, 混凝上的弹性模量在该阶段不会出现太大的变动。

2.3 晚期:

混凝土彻底冷却后的运转阶段。外界气温发生变化导致温度应力的产生, 温度应力会和前两种的残余应力相叠加。

3 预防措施

3.1 减轻温度应力

为减少温度应力, 避免裂缝的产生, 可以改变约束条件, 控制温度。

3.1.1 对温度的控制。

具体措施包括:改善骨料级配, 采用干硬性混凝土、添加混合料、加引气剂或塑化剂等, 来降低水泥用量;拌制混凝土的过程中, 掺水或用水冷却碎石, 使混凝土的浇筑温度降低;混凝土的浇筑如果在高温条件下进行, 浇筑的最好不要太厚, 以利于更好的散热;水管应该埋设在混凝土中, 遇冷水降温;拆模时间要把握得当, 当气温急剧下降就对表面进行保温处理, 以防止在混凝土表面出现较大的温度梯度;如果在寒冷的气候条件下施工, 混凝土浇筑块表面和薄壁结构不宜长时间暴露, 应该采取一定的措施达到保温的目的。

3.1.2 改变约束条件。

合理地分块、分缝;防止基础出现过大的起伏;施工工序处理得当, 以防侧面长时间暴露, 产生较大高差;提高混凝土性能及其抗裂能力, 养护到位, 避免混凝土表面干缩, 尤其要确保混凝土的质量, 防止贯穿裂缝的出现, 因为一旦出现贯穿裂缝, 对于结构的整体性恢复起来有相当大的难度, 所以施工的重点必须是预防贯穿性裂缝。

3.2 适时拆模, 注重防护

对于混凝土施工, 一般都会提早将新浇筑的混凝土模板拆除, 以提高模板的周转率。若混凝土温度比气温要高, 为防止混凝土表面早期裂缝的出现, 则对拆模时间做适当调整。新浇筑的拆模过早, 表面会产生较大的拉应力, 引起“温度冲击”。浇筑混凝土施工初期, 因为释放大量的水化热, 表面产生的拉应力相对要大, 这时表面温度大于气温, 如果在这个时间将模板拆除, 会引起表面温度骤降, 产生温度梯度, 对表面附加一拉应力, 和水化热应力相互叠加, 加之混凝土出现干缩现象, 使表面的拉应力增大到一定的数值, 会有裂缝出现, 但如果在拆模后及时用轻型保温材料覆盖表面, 则会有效避免混凝土表面出现较大的拉应力。

3.3 适量加筋

加筋不会对大体积混凝土的温度应力带来过多的影响, 由于大体积混凝土含筋率很低, 只会影响到普通的钢筋混凝土。若温度较低, 且应力在屈服极限以下, 钢就可以保持稳定的性能。钢的线胀系数和混凝土线胀系数没有太大的差别, 如果温度发生变化, 则二者之间产生的内应力就极小。因为钢的弹性模量是混凝土弹性模量的7~15倍, 如果混凝土内部应力和抗拉强度相当而导致开裂问题, 则钢筋的应力就约为100~200kg/cm2。所以, 对于钢筋混凝土来讲, 几乎不可能通过钢筋来避免细小裂缝。但在加筋后, 结构内的裂缝就会变多, 间距缩小, 深度和宽度也随之缩小;若钢筋的直径小且间距密, 会有助于提升混凝土的抗裂性能。一些裂缝常会出现在混凝土及钢筋混凝土结构表面, 这些裂缝多为细且浅的干缩裂缝。但其会在一定程度上破坏结构的耐久性和强度。

3.4 使用外加剂

为确保混凝土的质量合格, 避免开裂现象的产生, 使混凝土的耐久性能得到提升, 必须正确使用外加剂。如减水防裂剂的作用如下:

3.4.1 混凝土内部的毛细孔道较多, 水分蒸发后毛细管中就会有毛细管张力出现, 从而产生干缩变形。

扩大毛细孔径, 能使毛细管表面张力下降, 但也能降低混凝土的强度。

3.4.2 对混凝土收缩造成影响一大因素就是水灰比, 掺加减水防裂剂可节省25%的用水量。

3.4.3 混凝土收缩率在很大程度上取决于水泥用量, 掺加减水

防裂剂的混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少15%的水泥用量, 其体积用增加骨料用量来补充。

3.4.4 减水防裂剂能使水泥浆稠度得到改善, 减少混凝土泌水和沉缩变形。

3.4.5 提升骨料、水泥浆的粘结力, 改善混凝土的抗裂性能。

3.4.6 如果混凝土开始收缩, 受到约束而出现拉应力, 如果拉应力比混凝土抗拉强度要大, 就会出现裂缝。

减水防裂剂能使混凝土的抗拉强度得到改善, 从而使混凝土的抗裂性能大大提升。

3.5 混凝土的早期养护

混凝土早期养护主要是为了保持一定的温湿条件, 从而达到以下目的:

3.5.1 避免不利温度变形对混凝土造成影响, 防止不利的干缩及冷缩;

实践表明, 出现较多的混凝土裂缝多为深度不同的表面裂缝, 其主要是因为在严寒地区温度梯度导致温度骤降从而引起裂缝。混凝土的保温在很大程度上能够避免表面早期裂缝的产生。从温度应力角度来考虑, 保温要满足下列要求:避免混凝土表面梯度和内外温度差的产生, 防止出现表面裂缝;避免混凝土超冷, 设法使混凝土的施工期最低温度和混凝土使用期的稳定温度相当;避免老混凝土超冷, 来减少新旧混凝土之间的约束作用。

3.5.2 顺利进行水泥水化作用, 使抗裂能力及强度满足要求。

合理的温湿度条件十分重要, 混凝土的保温措施同时也具有保湿的作用。新浇筑的混凝土中的含水量完全能够达到水泥水化的目的。但是因为水分蒸发等会造成水分散失, 延缓甚至阻碍水泥水化, 这种不利影响甚至会直接破坏表面混凝土。所以, 混凝土浇筑结束后的最初几天是养护的关键时期, 在施工中要特别重视这个阶段的养护工作。

参考文献

[1]李东升.混凝土冬季施工[M].北京:中国水利水电出版社, 2001.

[2]高强.钢筋混凝土结构裂缝控制指南[M].北京:化学工业出版社, 2004.

[3]王铁成.混凝土结构 (上) ——混凝土结构原理[M].天津:天津大学出版社, 2004.

混凝土的裂缝与预防 篇11

根据水泥混凝土早期裂缝成因可分为膨胀裂缝、冻融裂缝、水化反应和碱骨料反应裂缝、沉降裂缝、干缩裂缝等。

2.水泥混凝土路面早期裂缝成因

A.原材料的质量问题

水泥品种的选择直接影响工程质量。水泥强度低、抗冻性差、抗干缩能力差、安定性差、游离CaO超标等直接造成混凝土路面早期裂缝断板。粗集料级配不合理影响工程质量。粗集料最大粒径控制不严，大粒径集料的混凝土弯拉强度相对偏小。粗集料的强度、坚固性不符合设计要求，针片状含量偏大，软弱颗粒含量偏高，从而影响混凝土强度。细集料级配不符合要求，细集料含泥量超标降低了混合料的粘结度，降低了混凝土的质量，引起裂缝断板。

B.混凝土本身品质的问题

水灰比偏大或偏小。水灰比偏大，使混凝土内部密实度降低，强度也随之降低。同时，水灰比偏大，混凝土干缩浙变增大，易造成干缩裂缝。水灰比偏小，和易性差，影响施工操作，也难以振捣密实，使混凝土强度降低。

C.施工的原因

基层施工的质量问题引起的裂缝断板。基层标高控制不好，顶面高程高于设计高程，高程偏差超出了规范要求，导致面层厚度不足，或表面平整度差，致混凝土板厚度不均，增大了面层与基层间的摩阻力，当摩阻力大于混凝土板抗拉应力时就会产生裂缝断板。另外，基层裂缝没有处理修复，也使面层产生反射裂缝。

混凝土施工时，基层干燥，混凝土中的水分很快被基层吸收，会引起大的收缩而产生宽而深的裂缝。施工时，混凝土欠振、漏振，使板体强度不均，或过振导致离析，使表面砂浆过厚而产生收缩裂缝。天气因素：高温天气施工，水泥水化作用加快，内部水化热不及时散开而产生温度裂缝，同时，因水分蒸发加快，而使混凝土迅速干燥而收缩，易产生裂缝。大风天气施工，由于水分蒸发快，混凝土表面产生塑性收缩裂缝。切缝不及时引起裂缝断板。切缝时间没有准确控制，或作业面广，切缝不及时，在水泥混凝土板薄弱位置收缩开裂，出现不规则断裂。养护不及时、不充分造成混凝土板内水分大量丢失，产生干缩裂缝，或过早开放交通，强度达不到设计要求，导致混凝土面板开裂破坏。

3.预防措施

A.严格混凝土配合比设计

混凝土配合比设计时，在保证混凝土具有良好工作性的情况下，应尽可能的降低混凝土的单位用水量，采用“三低(低砂率、低塌落度、低水胶比)二掺(掺高减水剂和高性能引气剂)一高(高粉煤灰掺量)”的设计准则，生产出“高强、高韧性、中弹、低热和高抗拉值”的抗裂混凝土。

B.使用合格原材料

在有些水泥混凝土路面的施工中，使用了含泥量较大的中细砂或水泥混凝土的含砂率高，应使用细度模数在2.3~3.7之间的中粗砂，且含砂率应控制在30%以内。

石料的品质好坏直接影响水泥混凝土的强度，而有些水泥混凝土路面正是因为使用了没有经过筛选进行合理级配的、含泥量大且搅拌前没有冲洗或冲洗不彻底的石料，造成了水泥混凝土强度的“先天不足”，使水泥混凝土达不到规定的抗弯拉强度标准。

水泥的品质对于水泥混凝土强度的高低是起决定性作用的，而水泥的安定性是水泥品质标准中最为重要的指标，它直接反映水泥质量的好坏，安定性不合格的水泥在水泥混凝土路面的施工中是坚决不能使用的。在水泥混凝土路面施工中如果使用了抗弯拉强度低、抗磨耗性能差、游离子氯化钙成份高、安定性差的水泥，就会导致水泥混凝土路面面板发生断裂、脱皮或体积膨胀，而造成结构破坏。

要选择级配合理的集料，集料含泥量超标应更换料源，选择含泥量较小的材料，或将其认真冲至达到要求方可使用，对杂质含量超标的集料应严格禁止使用。

C.控制好混凝土的质量

在满足施工和易性保证混凝土密实平整的前提下，尽量减小水灰比，采用较低的单位用水量。这样会提高混凝土板的强度，尤其是早期强度，降低收缩裂缝。在高等级公路上宜在混凝土中加入引气减水剂，减少混凝土单位用水量，在无掺外加剂条件的低等级公路上采用真空吸水工艺，降低水灰比，精确地按配合比数量配料，搅拌设备要用强制式、电子计量、自动化程度高的拌和楼，以确保混凝土拌合的均匀性和计量的准确性。搅拌前的砂石料必须过筛和清洗，塌落度抽检工作要加强，不能流于形式。根据天气的变化，调整施工配合比。

D.控制施工质量

严格控制基层项面标高，确保混凝土板的厚度，按水泥混凝土面层平整度要求控制基层平整度，保证混凝土板厚度均匀一致。高等级公路上基层表面做沥青封层或乳化沥青稀浆封层，封层可防止早期裂缝断板的产生。较高级公路上采取基层加铺塑料薄膜等方法，减小水泥混凝土面层与基层间的摩阻力。当基层产生纵横向断裂隆起或碾坏时，为防止产生反射裂缝，应采取有效措施进行彻底修复。所有挤碎、隆起、空鼓的基层应消除，并使用相同的基层料重铺，同时设胀缝板横向隔开，胀缝板应与路面胀缝或缩缝上下对齐。

水泥混凝土铺筑前应对基层均匀洒水，将基层和模板湿透，避免吸收混凝土中的水分。

摊铺过程中也要有专人监督控制，严格按操作规程进行施工。严格禁止操作人员向混凝土拌和物内随意加水，振捣要选派责任心强的人员进行操作，振捣均匀密实，防止局部漏震和振捣时间过长。抹平要细心，随时用直尺进行纵向和横向检测，反复静抹找补使之达到平整度要求。随后的压纹也要精心操作，做到既粗糙又平整，纹理一致、光洁平顺。

避免高温天气施工，大风天气应采取有效的防护措施，昼夜温差相关太大时，应采取保温养生措施。

掌握好切缝时间、切缝深度和宽度。切缝过早板面会产生毛茬，过晚会因水泥混凝土的收缩造成板块裂缝。据笔者的施工经验，切缝时间可控制在20~30h，日平均气温在20℃以上时取其下限，反之取上限，但气候条件是多种因素造成的，故应因时因地灵活掌握，不断积累经验。而切缝深度和宽度是保证缩缝使用功能的重要条件，《规范》规定切缝深度为板厚的1/4~1/3，实践证明采用板厚的1/3、宽度4mm左右较为理想。

混凝土面板成型后及时养生，7天内保温养生，21天洒水养生，养生期不足，禁止开放交通。混凝土达到设计强度后才能开放交通。

混凝土温度裂缝的产生与预防 篇12

影响混凝土裂缝的温度主要有外部温度和内部温度。混凝土外部温度主要指气候温度, 气温的变化会在混凝土表面引起很大的拉应力。混凝土内部温度前后差别很大:前期内部温度升高是由于混凝土硬化期间水泥释放出大量的水化热而造成的。内部温度的不断上升会在混凝土表面引起拉应力;在后期降温过程中, 由于受基础或老混凝土的约束, 又会在混凝土内部出现拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时, 即会出现裂缝。温度裂缝多发生在混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。温度裂缝的走向通常无一定规律, 大面积结构裂缝常纵横交错;在梁板类长度尺寸较大的结构中, 温度裂缝多平行于短边;深入和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接近平行, 裂缝沿着长边分段出现, 中间较密。裂缝宽度不一, 受温度变化影响较为明显, 冬季较宽, 夏季较窄。高温膨胀引起的混凝土裂缝通常是中间粗两端细, 而冷缩裂缝的粗细变化则不太明显。温度裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀和混凝土的碳化, 降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等, 从而对混凝土的耐久性和抗压性产生不良影响。

混凝土是一种脆性材料, 抗拉强度小, 抗压强度高, 其抗拉强度是抗压强度的1/10左右。由于原材料不均匀、水灰比不稳定及运输和浇筑过程中存在离析现象等原因, 因而同一块混凝土中的抗拉强度也是不均匀的, 存在许多抗拉能力低、易出现裂缝的薄弱部位。在钢筋混凝土结构中, 钢筋主要承受拉应力, 混凝土只承受压应力。而在素混凝土内或钢筋混凝土上的边缘部位, 如果结构内出现了拉应力, 则须依靠混凝土自身承担。因此, 一般设计中均要求混凝土中不出现拉应力或者只出现很小的拉应力。但在施工中, 混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度时, 其内部往往存在相当大的拉应力, 有时这种温度应力甚至会超过其他外荷载所引起的应力。因此, 掌握温度应力的变化规律对于进行合理的混凝土结构设计和施工极为重要。

二、温度应力分析

1. 温度应力的形成。温度应力的形成过程可分为以下三个阶段:

(1) 早期。即从在开始浇筑到水泥放热基本结束。此期水泥会释放出大量的水化热, 从而使混凝土弹性模量发生急剧变化, 最终导致混凝土内部形成残余应力。

(2) 中期。中期自水泥放热作用基本结束起, 至混凝土冷却到稳定温度时为止。温度应力主要是因混凝土的冷却及外界气温变化所引起, 这些应力会与早期形成的残余应力相叠加。在此期间混凝土的弹性模量变化不大。

(3) 晚期。混凝土完全冷却以后, 温度应力主要由外界气温变化所引起, 这些应力与前两种的残余应力相叠加。

2. 温度应力的分类。温度应力可分为两类:

(1) 自生应力。自生应力是指边界上没有任何约束或完全静止的结构, 如果内部温度是非线性分布的, 由于结构本身互相约束而出现的温度应力。

(2) 约束应力。约束应力是指结构的全部或部分边界受到外界的约束, 不能自由变形而引起的应力。

因此, 施工中要根据已知的温度, 尽量准确地分析出温度应力的分布、大小, 采取有效措施进行控制, 减少温度应力引起的裂缝, 保证混凝士的耐久性和抗压强度。

三、预防措施

1. 温度控制措施。工程措施中常见的温度控制措施有:

(1) 改善混凝土配方。可采用改善骨料级配、用干硬性混凝土、掺混合料、加引气剂或塑化剂等措施, 以减少混凝土中的水泥用量。

(2) 拌和混凝土时加水冷却。拌和混凝土时加水或用水将碎石冷却, 以降低混凝土的浇筑温度。

(3) 夏季散热。热天浇筑混凝土时, 要减少浇筑厚度, 利用浇筑层面散热。

(4) 通水降温。在混凝土中埋设水管, 通入冷水降温。

(5) 合理拆模。规定合理的拆模时间, 气温骤降时要进行表面保温, 以免形成温度梯度。

(6) 冬季保温。寒冷季节, 对于施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构, 应采取适当的保温措施。

2. 养护措施。混凝土浇筑完成后, 应加强养护, 避免温度裂缝的形成。常用的养护措施有:

(1) 早期养护。混凝土浇筑完成后, 要及时用湿润的草帘、麻片等覆盖, 并注意洒水养护, 可适当延长养护时间, 保证混凝土表面缓慢冷却。

(2) 冬季养护。冬季施工时, 要适当延长混凝土保温覆盖时间, 并涂刷养护剂养护。

(3) 夏季养护。在高温和大风天气, 要设置遮阳和挡风设施, 并及时覆盖和洒水保湿。