混凝土裂缝成因及控制

混凝土裂缝成因及控制（通用12篇）

混凝土裂缝成因及控制 篇1

建筑工程的混凝土技术正在向高强度、高流动性方向发展, 但是伴随着高强及大流动性混凝土的发展, 其水化热、收缩率、脆性等一系列问题也更加突出, 混凝土施工中的裂缝控制已提到了越来越重要的地位。

1 混凝土裂缝的成因

混凝土的裂缝及成因大致可分为以下几类:

第一种是塑性收缩裂缝, 也叫沉缩裂缝, 是由于混凝土拌合物在刚成型之后, 固体颗粒下沉, 表面产生泌水而造成混凝土体积减小, 当这种混凝土体积收缩较大, 并且受到钢筋等物体的阻碍时, 就可能产生裂缝。

第二种是混凝土表面的风干裂缝, 这种裂缝是由表面混凝土失水收缩造成。由于水分的蒸发, 引起表面混凝土的体积收缩, 此时若不能及时获得来自外部或内部的水份补充, 就有可能导致开裂。这种现象尤其是在阳光直射、干燥或大风的天气里更明显。

第三种是温度裂缝, 主要在大体积混凝土中发生, 这种裂缝由两方面因素造成:一种是由于混凝土内外温差过大而导致的裂缝, 当混凝土结构体积较大, 混凝土的水化热无法及时散出, 积聚在内部, 使内外形成较大的温差, 表面混凝土承受较大的拉应力, 这种拉应力的大小随温差的大小而改变, 当温差足够大时, 表面混凝土承受的拉应力超过了混凝土的极限抗拉强度, 混凝土便出现了裂缝。这种裂缝主要是从表面向混凝土结构内部延伸发展的, 不一定形成贯穿裂缝。另一种导致开裂的因素是大体积混凝土内部的温度下降过快导致混凝土的体积迅速收缩, 当混凝土结构受到强有力的约束时, 产生较大的拉应力而导致结构开裂, 这种裂缝往往是贯穿裂缝, 对防水混凝土结构尤其不利。

第四种是外力作用造成的裂缝。这种裂缝多数是因为混凝土在早期强度较低时, 受人为及自然环境因素施加的外力或振动而形成, 它的危害难以预测。地下工程中由于降水措施不力造成混凝土凝结时, 地下水位上升使混凝土结构过早承受水压作用, 有可能在混凝土中形成肉眼观察不到的裂缝, 导致日后的渗漏;另外过早的拆模、扰动钢筋或承受过大的施工荷载也可能造成混凝土的开裂。

以上是混凝土常见的几类裂缝, 造成裂缝的原因尚有很多, 混凝土构件承载力不足或碱集料反应等均可能造成混凝土开裂, 在此不一一详述。

2 混凝土裂缝的控制

从混凝土产生裂缝的起因分析, 要有效地控制混凝土开裂, 就必须从材料、配合比及施工等多方面采取措施, 才能取得满意的效果。

混凝土的早期养护对于防止出现裂缝具有重要的意义, 但是现代建筑工程结构, 由于其结构形式日趋复杂, 大体积混凝土的工程规模日趋扩大, 仅仅从表面湿润养护这一个方面去考虑问题已远远不够, 还应从多方面制定综合措施, 才能取得良好的效果。

2.1 施工及配比设计中应注意的问题

对于第一类塑性收缩裂缝, 防止的最佳办法是提高混凝土的保水性及粘聚性, 防止混凝土出现过多的泌水。在工程实践中, 我们观察到:一些泌水量大的混凝土往往伴随着较大的塑性收缩, 从而出现塑性收缩裂缝, 而不泌水或微量泌水的混凝土则收缩较小, 不容易出现裂缝。我们总结出了这样的经验, 若要有效防止混凝土出现塑性收缩裂缝, 就应设法控制混凝土的泌水, 提高水泥砂浆的粘度, 减少集料的沉降, 充分发挥砂、石的骨架作用, 减少多余的拌合用水量。在工程实践中我们采用适当增大粉煤灰掺量, 选用泌水性小的水泥, 同时减少混凝土的单方用水量, 在保持水灰比不变的条件下相应减少水泥的用量, 使用高效减水剂等途径来改善大坍落度、大流动性混凝土的保水性、粘聚性, 有效地减少了混凝土成型后的塑性收缩。通常情况下, 泵送混凝土的用水量不宜超过200kg/m3, 胶结料总量不宜超过550kg/m3。

对于第二类风干裂缝最有效的防止方法是在混凝土浇筑后覆盖塑料薄膜或喷洒养生液进行养护, 也有的施工单位采取在混凝土终凝前进行抹压的方法进行处理, 具体的做法是人踩在混凝土表面仍有脚印时, 就用木抹子进行二次抹面, 待终凝后淋水养护或覆盖湿麻袋养护, 这样做能够及时消除表面的微裂缝, 并且封闭混凝土泌水形成的毛细孔道, 效果较好。另外, 也可以采取在混凝土外加剂中加入保水组分以减少混凝土表面失水的方法。若采取以上几项综合措施则效果更好。

温度裂缝对于防水混凝土结构的危害较大。这类裂缝一般发生在大体积混凝土中, 在有关规范中规定大体积混凝土的内外温差不宜大于25℃, 日降温速率不宜超过1.5℃, 这在工程实践中已得到验证。为了满足大体积混凝土对于温差及降温速度的要求, 必须对混凝土进行保温养护, 具体的做法是在混凝土浇筑后在表面覆盖塑料薄膜, 然后在其上方加盖保温材料, 并且同时进行测温 (测温探头应在混凝土浇筑前预埋) , 监控混凝土的内外温差及降温速度, 据此调整保温层的厚度 (详见图1) ;也有的工程采用蓄水养护的方法, 利用一定厚度的水被进行保温 (详见图2) , 水被及保温覆盖物的厚度视混凝土的体积及环境温度的不同而各异, 虽然可以通过理论计算求得, 但由于计算较复杂且准确度不高, 建议采用测温监控的方法来控制混凝土的内外温差及降温速度。另外, 在大体积混凝土中使用缓凝剂或缓凝减水剂, 能够有效地降低水化热的释放速度, 延迟混凝土中温峰的出现时间, 降低温峰的峰值, 有利于温度裂缝的控制。

第四类裂缝是混凝土过早承受外力所导致的。对人为的因素, 应该制定严格的施工操作规程, 并认真实施, 严格管理;对于自然环境因素, 则应根据具体情况, 区别对待。在地下防水工程中, 应充分重视基坑的降排水, 特别是底板混凝土的浇筑, 不可轻视地下水的水压作用。当混凝土刚刚凝结, 此时若降水措施不力, 造成地下水位上升, 作用于混凝土底板, 就可能使底板结构出现裂缝, 一般在工程实践中, 要求持续进行降水作业, 确保地下水位低于混凝土底板板底面至少7天时间。

2.2 新材料的应用

以上方法均为工程实践中常规的做法。随着技术的不断进步, 也出现了许多新的材料, 有助于防止混凝土的裂缝, 它们都已在工程实践中成功应用。

2.2.1 微膨胀剂

微膨混凝土的应用, 在我国已有二十多年的历史, 这类混凝土具有极高的抗渗性, 较好的补偿收缩或微膨胀能力, 对大面积底板的防裂有很大的帮助, 在长期的工程实践中, 微膨混凝土取得了较好的效果。

常用的微膨混凝土是通过加入一定量的UEA膨胀剂, 依靠水化过程中, 反应生成膨胀性结晶水化物———钙矾石 (C3A.3CaSO4.32H2O) , 使混凝土适度膨胀 (限制膨胀率为2~6×10-4) , 在钢筋及邻位的约束下, 可产生0.2~0.7MPa的自应力, 大致抵消混凝土收缩所产生的拉应力, 从而防止或减少混凝土收缩开裂。同时, UEA微膨混凝土在水化过程中产生的钙矾石结晶起到了填充堵塞毛细孔的作用, 使混凝土致密, 提高了混凝土的抗渗能力。

微膨混凝土虽然在抗渗性、补偿收缩、抗裂等方面有优异的性能, 但这些性能的发挥必须得到设计、生产、施工等多方面的密切配合, 才能取得满意的效果。

首先, 这类混凝土对于养护有较高的要求, 必须保湿养护, 否则不仅不能补偿收缩, 还容易出现裂缝。在工程应用中一般要求浸水养护, 养护时间不少于14天。

其次, 有些设计人员也往往错误地认为, 混凝土中添加了膨胀剂就可以取消后浇带。这样一来往往造成收缩裂缝, 导致渗漏。正确的方法应该是适当延长后浇带的间距, 缩短后浇带的填缝时间。

另有一种错误观点就是认为膨胀剂添加得越多, 混凝土的膨胀率就越高, 抗裂性也就越好。实践证明, 这种观点危害十分大, 膨胀剂的掺量不能太大, 它只有在适宜的范围内才能发挥有利的作用, 膨胀越大, 混凝土构件承受的内应力也越大, 最终导致结构开裂。

总之, 微膨混凝土必须从原材料到施工, 坚持质量第一的方针, 研究、生产、设计、施工单位必须紧密配合, 一起把好质量关。这类混凝土只要正确使用就能取得很好的效果。

2.2.2 纤维混凝土

纤维混凝土的应用在我国也有一定的历史, 其中能够以混凝土为基体的纤维有钢纤维、聚丙烯纤维、尼龙纤维等, 它是以水泥混凝土为基体, 采用非连续的短纤维作增强材料组成的水泥基复合材料。加入混凝土中的纤维起到了提高基体的抗拉强度, 阻止基体中微裂缝的扩展, 改善其韧性与抗冲击性的作用, 因此纤维混凝土往往具有良好的抗裂性。近年来, 在实际工程中, 纤维混凝土在结构中的应用越来越多, 取得了良好的效果。

⑴钢纤维

钢纤维混凝土具有抗拉强度高、韧性好、耐冲击、耐疲劳、干缩率较普通混凝土小的优点, 并且钢纤维的加入对于提高混凝土的抗渗性也有所帮助。在我们所进行的一系列试验中也证实了钢纤维的上述特点。目前钢纤维混凝土已在公路路面、机场道面、工业建筑地面、道桥铺装面层、叠合式受弯构件、铁路轨枕、抗震框架节点、预制桩局部增强、刚性防水屋面、隧道衬砌、矿山巷道、地下铁道、防爆构筑物等多个领域得到应用。

但是, 由于钢纤维混凝土的成本较高, 不易被一般工程采用, 通常只用于重要的工程部位, 同时在混凝土中加入钢纤维, 对混凝土的工作性影响较大, 且生产工艺较复杂, 对施工队伍的素质要求也较高, 因此限制了它的使用数量。

⑵聚丙烯纤维

聚丙烯纤维是一种以聚丙烯为原料制造的束状合成纤维, 它具有化学性质稳定, 耐蚀性好, 抗酸碱能力强的优点, 不与混凝土中的水泥、掺合料、水及外加剂等发生任何化学反应, 将其放入混凝土中, 在搅拌的作用下, 能够均匀的分布, 同水泥基料紧密结合在一起, 有效地形成混凝土内部的三维支撑体系, 阻碍骨料的沉降, 减少泌水的产生, 控制水泥基体的收缩, 防止或减少塑性裂缝的形成, 并且还能够有效地改善混凝土的韧性, 提高混凝土的抗渗性能。

值得注意的是, 在混凝土中添加少量聚丙烯纤维后, 对于混凝土的韧性、抗渗性虽然有较大提高, 但是对混凝土的抗压强度没有明显的影响, 对其抗拉强度及抗折强度的改善也有限 (有关数据略) , 聚丙烯纤维并不适用于作为结构性的加强材料, 聚丙烯纤维混凝土也不能单独用于需承受较大外力冲击抗裂的构件。

聚丙烯纤维混凝土较钢纤维混凝土成本更低, 生产工艺简单, 具有很高的推广价值。其纤维表面具憎水性, 在混凝土中具有极好的分散性, 在搅拌过程中集料可使聚丙烯纤维束分散成细小的单根纤维, 不会发生结团现象。虽然添加纤维后, 混凝土的坍落度较无纤维的同配比混凝土略有下降, 但仍能够满足施工的需要, 并且混凝土添加纤维后其保水性及粘聚性更优越, 具有良好的泵送性能, 适用于大面积、大体积混凝土结构的使用。目前, 在我们应用聚丙烯纤维混凝土浇筑的几个工程中, 均取得了良好的效果, 其地下室的底板及壁板均未出现开裂渗水的现象。

⑶尼龙纤维

尼龙纤维又称卡普隆纤维, 是采用100%的尼龙-6制成的单丝纤维, 它的性能与聚丙烯纤维类似, 同样具有良好的化学稳定性, 耐酸碱性及在混凝土中的易分散性。它对于混凝土的抗裂性、韧性、抗渗性、工作性、抗拉强度及抗折强度的影响与聚丙烯纤维类似, 对于混凝土的抗压强度则稍有提高。

聚丙烯纤维与尼龙纤维同属合成纤维, 它们有着良好的发展前景。

3 结语

混凝土是一种脆性材料, 自从问世以来, 裂缝就与之相随, 混凝土的抗裂问题也一直困挠着学术界及工程界, 本文仅从工程实践的角度对混凝土的裂缝进行探讨, 提出自己的观点:

⑴混凝土裂缝的起因多种多样, 并不仅限于本文归纳的四种, 在工程实践中应根据裂缝产生的原因, 从材料、配合比设计及施工等多方面采取综合措施, 才能取得满意的效果;

⑵应用微膨混凝土的补偿收缩或微膨胀性能, 对防止大面积混凝土结构的开裂有很大的帮助, 但是必须正确使用, 设计、生产、施工等多方面密切配合, 才能获得成功;

⑶在混凝土中添加适量纤维能够有效地提高混凝土的抗裂性, 改善混凝土的脆性, 尤其是成本较低, 施工操作方便的合成纤维, 值得进一步推广及研究。

参考文献

[1]王铁梦.《工程结构裂缝控制》

混凝土裂缝成因及控制 篇2

大体积混凝土温度裂缝的成因分析及控制措施

给出大体积混凝土的几种认识和概念,分析大体积混凝土温度裂缝产生的`原因及影响因素,提出相应的控制措施.

作 者：李战云 Li Zhanyun 作者单位：中铁十一局五公司,重庆,430037刊 名：石家庄铁路职业技术学院学报英文刊名：JOURNAL OF SHIJIAZHUANG INSTITUTE OF RAILWAY TECHNOLOGY年，卷(期)：8(2)分类号：U418关键词：大体积混凝土 温度裂缝 成因 控制措施

浅谈大体积混凝土裂缝成因及控制 篇3

摘要：大体积混凝土施工中普遍会遇到裂缝控制问题，这是因为混凝土体积大，聚集的大量水化热会导致混凝土内外散热不均匀，在受到内外约束的情况下，混凝土内部会产生较大的温度应力并很可能导致裂缝产生，最终为工程结构埋下严重质量隐患。因此，大体积混凝土施工中应严格控制裂缝产生和发展，以保证工程质量。

关键词：大体积混凝土 裂缝成因

1 大体积混凝土裂缝类型及裂缝产生原因分析

大体积混凝土结构裂缝主要包括干燥收缩裂缝、塑性收缩裂缝、自身收缩裂缝、安定性裂缝、温差裂缝、碳化收缩裂缝等。

1.1 收缩裂缝 混凝土在逐渐散热和硬化过程中会导致其体积的收缩，对于大体积混凝土，这种收缩更加明显。如果混凝土的收缩受到外界的约束，就会在混凝土体内产生相应的收缩应力，当产生的收缩应力超过当时的混凝土极限抗拉强度，就会在混凝土中产生收缩裂缝。影响混凝土收缩的主要因素主要是混凝土中的用水量、水泥用量及水泥品种。混凝土中的用水量和水泥用量越高，混凝土收缩就越大。水泥品种对干缩量及收缩量也有很大的影响，一般中低热水泥和粉煤灰水泥的收缩量较小。

自身收缩是混凝土收缩的一个主要来源。自身收缩与干缩一样，是由于水的迁移而引起的。但它不是由于水向外蒸发散失，而是因为水泥水化时消耗水分造成凝胶孔的液面下降形成弯月面，产生所谓的自干燥作用，导致混凝土体的相对湿度降低及体积减小而最终自身收缩。水灰比对自身收缩影响较大，一般来说，当水灰比大于0.5时，其自干燥作用和自身收缩与干缩相比小得可以忽略不计；但是当水灰比小于0.35时，体内相对湿度会很快降低到80%以下，自身收缩与干缩则几乎各占一半。

自身收缩主要发生在混凝土拌合后的初期。因此在模板拆除之前，混凝土的自身收缩大部分甚至全部已经完成。在大体积混凝土里，即使水灰比并不低，自身收缩量值也不大，但是它与温度收缩叠加到一起，就要使应力增大，所以在水工大坝施工时早就将自身收缩作为一项性能指标进行测定和考虑。但是，许多断面尺寸虽不很大，且水灰比也不算小的混凝土，也必须考虑水化热及随之引起的体积变形问题，以最大限度减少开裂影响，也需要考虑将温度收缩和自身收缩叠加的影响。

塑性收缩也是大体积混凝土收缩一个主要来源。在水泥活性大、混凝土温度较高或者水灰比较低的条件下，混凝土的泌水明显减少，表面蒸发的水分不能及时得到补充，这时混凝土尚处于塑性状态，稍微受到一点拉力，混凝土的表面就会出现分布不规则的裂缝。出现裂缝以后，混凝土体内的水分蒸发进一步加快，于是裂缝迅速扩展。所以在这种情况下混凝土浇筑后需要及早覆盖养生。

1.2 温差裂缝 混凝土内部和外部的温差过大会产生裂缝。温差裂缝产生的主要原因是水泥水化热引起的混凝土内部和混凝土表面的温差过大。特别是大体积混凝土更易发生此类裂缝。温差的产生主要有三种情况：第一种是在混凝土浇筑初期，这一阶段产生大量的水化热，形成内外温差并导致混凝土开裂，这种裂缝一般产生在混凝土浇筑后的第3天(升温阶段)。另一种是在拆模前后，这时混凝土表面温度下降很快，从而导致裂缝产生。第三种情况是当混凝土内部温度高达峰值后，热量逐渐散发而达到使用温度或最低温度，它们与最高温度的差值即内部温差。这三种温差都会产生裂缝，但最严重的是水化热引起的内外温差。

1.3 安定性裂缝 安定性裂缝表现为龟裂，主要是由于水泥安定性不合格而引起。

2 裂缝的防治措施

2.1 设计措施

2.1.1 精心设计混凝土配合比。在保证混凝土具有良好工作性的情况下，应尽可能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、低热和高抗拉值”的抗裂混凝土。

2.1.2 增配构造筋，提高抗裂性能。应采用小直径、小间距的配筋方式，全截面的配筋率应在0.3～0.5%之间。

2.1.3 避免结构突变产生应力集中。在易产生应力集中的薄弱环节采取加强措施。

2.1.4 在易裂的边缘部位设置暗梁，提高该部位的配筋率，提高混凝土的极限抗拉强度。

2.1.5 在结构设计中应充分考虑施工时的气候特征，合理设置后浇缝，在正常施工条件下，后浇缝间距20～30m，保留时间一般不小于60天。如不能预测施工时的具体条件，也可临时根据具体情况作设计变更。

2.2 原材料控制措施

2.2.1 尽量选用低热或中热水泥(如矿渣水泥、粉煤灰水泥)，或利用混凝土的后期强度(90d～180d)以降低水泥用量，减少水化热(因为每加减10kg水泥，温度会相应增减1℃，水化热与水泥用量成正比)。在条件许可的情况下，应优先选用收缩性小的或具有微膨胀性的水泥。因为这种水泥在水化膨胀期（1～5d）可产生一定的预压应力，而在水化后期预压应力可部分抵消温度徐变应力，减少混凝土内的拉应力，提高混凝土的抗裂能力。

2.2.2 适当搀加粉煤灰。混凝土中掺用粉煤灰后，可提高混凝土的抗渗性、耐久性，减少收缩，降低胶凝材料体系的水化热，提高混凝土的抗拉强度，抑制碱骨料反应，减少新拌混凝土的泌水等。

2.2.3 选择级配良好的骨料。骨料在大体积混凝土中所占比例一般为混凝土绝对体积的80%～83%，因此在选择骨料时，应选择线膨胀系数小、岩石弹模较低、表面清洁无弱包裹层、级配良好的骨料。一般来说，可以选用粒径4mm～40mm的粗骨料，尽量采用中砂，严格控制砂、石子的含泥量(石子在1%以内，砂在2%以内)。控制水灰比在0.6以下。还可以在混凝土中掺缓凝剂，减缓浇筑速度，以利于散热。另外还可以考虑在大体积混凝土中掺加坚实无裂缝、冲洗干净、规格为150mm～300mm的大块石。掺加大块石不仅减少了混凝土总用量，降低了水化热，而且石块本身也吸收了热量，使水化热能进一步降低，对控制裂缝有一定好处。

2.2.4 适当选用高效减水剂和引气剂，这对减少大体积混凝土单位用水量和胶凝材料用量，改善新拌混凝土的工作度，提高硬化混凝土的力学、热学、变形、耐久性等性能起着极为重要的作用。

2.3 施工方法控制措施 大体积混凝土施工时内部应适当预留一些孔道，在内部通循环冷水或冷气冷却，降温速度不应超过0.5℃～1.0℃/h。对大型设备基础可采用分块分层浇筑(每层间隔时间5d～7d)，分块厚度为1.0m～1.5m，以利于水化热散发和减少约束作用。当混凝土浇筑在岩石地基或厚大的混凝土垫层上时，在岩石地基或混凝土垫层上铺设防滑隔离层(浇二度沥青胶撒铺5mm厚砂子或铺二毡三油)，底板高低起伏和截面突变处，做成渐变化形式，以消除或减少约束作用。此外，还应加强混凝土的浇灌振捣，提高密实度。尽可能晚拆模，拆模后混凝土表面温度不应下降15℃以上。尽量采用两次振捣技术，改善混凝土强度，提高抗裂性。还可根据具体工程特点，采用UEA补偿收缩混凝土技术。

2.4 温度控制措施 混凝土温度和温度变化对混凝土裂缝是极其敏感的。当混凝土从零应力温度降低到混凝土开裂温度时，混凝土拉应力超过了此时的混凝土极限拉应力。因此，通过应降低混凝土内水化热温度和混凝土初始温度，减少和避免裂缝风险。

人工控制混凝土温度的措施对早期因热原因引起的裂缝作用不明显。比如表面保温材料保护可以减少内外温差，但不可避免地招致混凝土体内温度很高，从受约束而导致贯穿裂缝的角度看，是一个潜在恶化裂缝的条件。因为体内热量迟早是要散发掉的。另外人工控制混凝土温度还需注意的问题是防止过速冷却和超冷，过速冷却不仅会使混凝土温度梯度过大，而且早期的过速超冷会影响水泥——胶体体系的水化程度和早期强度，更易产生早期热裂缝。超冷会使混凝土温差过大，引起温差裂缝浇筑时间尽量安排在夜间，最大限度降低混凝土的初凝温度。白天施工时要求在沙、石堆场搭设简易遮阳装置，或用湿麻袋覆盖，必要时向骨料喷冷水。混凝土泵送时，可在水平及垂直泵管上加盖草袋并喷冷水。

大体积混凝土裂缝成因及控制 篇4

随着大体积混凝土在工程上的应用也日趋增多, 其裂缝控制成为保证施工质量的关键之一。影响混凝土施工质量的因素很多, 自然条件下的环境温、湿度和风、雨、雪等对混凝土的凝结硬化均会产生很大的影响。因此施工时必需根据实际情况进行合理分析, 制定科学的施工方法和养护措施使混凝土质量达到预期目的。

2 大体积混凝土裂缝的成因

2.1 水泥干缩

有关研究资料表明, 水泥水化后的绝对体积都要减小, 每100克水泥净浆的化学收缩值为7～9ml。因此引起水泥石的干缩值为0.2%～0.6%, 混凝土的干缩值为0.06%～0.09%。由于混凝土的抗拉强度极低只有抗压强度的7%～14%。混凝土中水泥用量越大, 干缩值也越大, 从而越容易引起混凝土的收缩裂缝。

2.2 温差裂缝

2.2.1 表面裂缝

混凝土在硬化期间水泥水化过程中释放出大量的水化热, 使得混凝土块中部区域产生很高的温升 (体积越大、厚度越大其混凝土温度越高) , 而混凝土的表面及边界受到外界气温的影响而保持较低的温度, 这样就形成了较大的内外温差。混凝土内部产生压应力、表面产生拉应力, 当温差超过一定限值所产生的温度应力、温度变形极易使新浇筑的混凝土产生表面受拉裂缝。

2.2.2 收缩裂缝

收缩裂缝产生的主要原因是, 当混凝土中水泥水化热释放基本结束时 (放出的热量远小于散出的热量) 混凝土降温, 混凝土表面由于散热冷却而产生表面收缩;同时混凝土硬化过程中内部拌合水的水化和蒸发、凝胶体的胶凝等作用促使混凝土体积产生收缩。这些使混凝土内部产生很大的收缩应力 (拉应力) 。当收缩应力大于混凝土结构的抗拉强度时就会在混凝土中产生收缩裂缝。收缩裂缝有时会贯穿整个断面而成为对混凝土危害极大的结构裂缝, 导致对结构的破坏。

2.3 温度与养护对裂缝的影响

冬季温度低于4℃时, 水的体积膨胀。结冻后其体积增大约9%, 解冻后混凝土中孔隙率增加15%～16%, 强度下降10%。结冻和解冻过程中混凝土内水分的迁移、体积变化及组分体积膨胀率的差异均将导致结构的开裂。为防止上述现象混凝土在-0.5℃结冻前应达到表1的临界强度。

图1是混凝土 (C40) 在不同温度下强度的发展趋势。图中可以看出:随着温度的降低混凝土的强度发展明显减慢。因为混凝土中水的冰点为-0.5～-2.5℃, 温度降到-3℃时混凝土中只有10%的液相存在, 水化反应极为缓慢, 在-3℃下的28d强度不足正常值的50%。

图2是养护温度与混凝土28d强度的关系。由曲线可见养护温度对混凝土28d强度的影响可分为三个区域:Ⅰ区为5～20℃、Ⅱ区为-3～5℃、Ⅲ区为-3～-10℃。Ⅰ、Ⅲ区斜率较Ⅱ区小, 表明Ⅰ、Ⅲ区温度变化对28d强度影响较小, 而Ⅱ区温度的微小变化都会引起混凝土强度的明显变化。因此, 在实践中当温度降至5℃以下时, 必须采取妥善的养护措施。

3 大体积混凝土裂缝控制措施

3.1 裂缝控制之原材料措施

3.1.1 水泥

几种常用水泥特性:

从减小混凝土中水泥水化热的角度出发, 大体积混凝土宜首选中低热和干缩性小的普通硅酸盐水泥。

3.1.2 粗细骨料

⑴采用5～40mm级配良好的碎石。因为此级配条件下的空隙率较小, 所以在达到相同工作性的情况下需水量和水泥用量较其它组分要小。

⑵采用中砂, 细度模数在2.4以上。

3.1.3 外加剂

⑴高效缓凝减水剂, 可大幅度降低用水量, 减小水泥用量, 从而减小混凝土收缩。同时由于缓凝作用减慢了水泥水化热的释放速度, 降低水化热峰值, 减小混凝土的内外温差。

⑵UEA膨胀剂, 它和水泥水化反应逐渐生成钙矾石, 填补混凝土中由于水分牵移、不断蒸发而形成的微小空隙, 同时利用其膨胀机理阻止体积收缩, 使混凝土具有高度的密实性和抗裂性。

3.1.4 渗合料

含有大量球形颗粒的优质粉煤灰, 比表面积小、需水量低, 能降低混凝土的干缩值。

3.2 裂缝控制之施工措施

⑴配合比优化:选用适宜的水泥, 碎石, 砂, EUA膨胀剂, 高效缓凝减水剂和粉煤灰等原材料, 在满足施工要求的情况下优化配合比从而减小水泥用量。

⑵混凝土出机温度的控制:在混合料中对混凝土出机温度影响最大的是砂、石和水的温度.为降低混凝土的出料温度, 施工时要求为砂、石搭设阴棚, 必要时可用向骨料洒水和在拌合用水中加冰块的方法降温。

⑶浇注温度的控制:高温季节施工时, 为了控制混凝土的浇注温度, 要尽量缩短混凝土的运输时间。泵管全程用麻袋包裹并洒冷水以减少混凝土在泵送过程中吸收太阳的辐射热, 泵处搭设凉棚, 混凝土车到达现场等待时往搅拌罐上喷冷水等措施最大限度地降低混凝土的入模温度。

⑷浇筑时应根据混凝土浇筑特点可采用“分段定点、一个坡度、薄层浇注、循序推进、一次到顶”的斜面浇筑方法以缩小混凝土暴露面积同时加快浇筑速度来缩短浇筑时间。

⑸震捣时应根据混凝土浇筑时自然形成坡度的实际情况, 在每个浇筑带的前后布置振动器, 第一道布置在混凝土卸料点, 主要解决上部的振实.第二道布置在混凝土的坡脚处, 确保下部振实。为防止混凝土堆积在出料口处形成自然流淌坡度应全面振捣并严格控制振捣时间、移动间距和振棒插入深度 (如图3示) 。

⑹混凝土在浇筑、振捣过程中, 上部的泌水和浮浆顺混凝土坡面下流到坑底, 可事先预留集水坑, 通过潜水泵排除 (如图4示) 。

⑺表面处理:在混凝土初凝前, 先用长刮尺刮平, 然后“三压三平”, 并用硬扫帚扫混凝土面, 以闭合混凝土表面早期收缩裂缝, 必要时可在混凝土表层增设控制表面收缩裂缝的钢筋网。

3.4 养护

⑴温度的计算:首先计算出混凝土内部 (中心) 的最高温度, 根据规范规定允许的内外温差 (≤25℃) 而采取科学合理的保养措施。混凝土内部 (中心) 温度可用公式:

式中Tj为混凝土的浇筑温度℃, Tτ为在τ龄期混凝土的绝热温升℃, ξ为不同浇筑块厚度的温降系数。水泥水化的最终绝热温升可用公式Tτ=WQ/Cρ计算, 式中W为每m3混凝土中水泥用量, Q每Kg水泥水化热量, C混凝土的比热, ρ混凝土的容重。ξ的值可从图5查出。

⑵为了防止混凝土内外温差过大造成温度应力大于同期的混凝土抗拉强度而产生裂缝, 养护工作非常重要。根据大体混凝土的温度分部特点, 养护时主要以“内散外蓄”为原则。

根据不同的气候条件最常用的方法有 (1) 保温保湿养护法, (2) 混凝土养护草袋蓄水法两种。这两种养护法既保持了混凝土表面的温度又保持了混凝土表面的湿度, 使水泥能在良好的环境下水化, 使早期强度较快发展, 提高了抗拉能力和极限拉伸值, 最终达到控制裂缝的目的。

4 工程实例

某一阶式搅拌站笩板基础为20×20m厚2.20m的大体积混凝土, 混凝土浇筑量达890m3。混凝土设计强度等级C25, 水泥用矿渣水泥W=248Kg/m3, 使用5～40mm级配良好的碎石、细度模数2.7含泥量在2%以内的中砂, FDN-5高效缓凝减水剂。混凝土浇筑时气温为33℃。由搅拌站集中供混凝土, 从基础的四个角点往中心浇筑, 每个浇筑点配备两台振动棒分前点和后点振捣。浇筑时间控制在10小时内完成。

温度计算:水泥水化的最终绝热温升。

(Q取值412.39KJ/Kg) , 由 (图5) 知混凝土内最高温升出现在第4或第5天ξ=0.65, Tmax=Tj+Tτ·ξ=33+44.38×0.65=61.8℃, 按内外温差不超过25℃计算, 混凝土表面温度必须控制在61.8-25=36.8℃以上。采取保温保湿养护法。

如图6示预留11个测温孔。孔中埋设钢水管, 底部焊铁板封口, 上口高出混凝土面100mm左右, 管内放适量的水, 用软木塞封口。每4h测温一次, 5天后每8h测温一次。具体数值见表3。

5 结束语

对于大体积混凝土的施工, 只要配合比合理科学、施工得当、采取科学合理的养护方法完全可以控制裂缝的产生, 保证工程的施工质量。

参考文献

[1]《混凝土学》.重庆建筑工学院, 南京工学院合编

[2]《胶凝材料学》.袁润章主编

[3]《混凝土工手册》.李立权编

[4]《建筑技术》.总第337期

混凝土裂缝成因及控制 篇5

袁建辉

内容摘要

裂缝是钢筋混凝土结构中常见的一种作用效应，混凝土结构裂缝是建筑界最常见的、较难避免的现象，裂缝重则危及结构安全,轻则影响房屋的正常使用及混凝土的寿命。本文从不同角度对裂缝进行了分类，并分析了混凝土裂缝的成因及预防措施和处理技术。对在施工期如何进行混凝土裂缝控制的研究和实践有一定的指导意义。

关键词：

混凝土结构；裂缝；分类；预防措施；处理技术

目 录

内容摘要...........................................................................................................................I 引

言............................................................................................................................1 1 绪言............................................................................................................................1 2 混凝土裂缝的分类及成因........................................................................................2

2.1 混凝土结构裂缝的分类.................................................................................2

2.1.1 按裂缝的成因分类..............................................................................2 2.1.2 按裂缝产生的时间分类......................................................................3 2.1.3 按裂缝的形状分类..............................................................................5 2.1.4 按裂缝的发展状态分类......................................................................5 2.2 混凝土裂缝的产生原因.................................................................................5

2.2.1 收缩裂缝的产生原因分析..................................................................6 2.2.2 温度裂缝的产生原因分析..................................................................7 2.2.3 沉陷裂缝的产生原因分析..................................................................7 混凝土裂缝的预防措施及处理技术........................................................................9

3.1 混凝土结构裂缝的预防措施.........................................................................9

3.1.1 干缩及塑性收缩裂缝的预防措施......................................................9 3.1.2 温度裂缝的预防措施........................................................................10

3.1.3 沉陷裂缝及其他裂缝的预防措施....................................................10 3.2 混凝土结构裂缝的处理技术.......................................................................11

3.2.1 表面封闭法........................................................................................12 3.2.2 灌浆、嵌缝封堵法............................................................................13 3.2.3 结构加固法及混凝土置换法..............................................................14 工程实例分析..........................................................................................................20 5 结论与展望..............................................................................................................22 参考文献........................................................................................................................23

引 言

随着我国房改、住房商品化的进展，建筑物的楼板裂缝、渗漏等涉及的纠纷或官司也越来越多，建筑物的裂缝已成为住户评判建筑物安全的一个非常直观、敏感和首要的质量标准，人们对建筑物现浇钢筋砼楼板裂缝的控制要求更为严格。混凝土结构裂缝产生的原因复杂，有材料、温度变化等原因，也有设计、施工、使用等方面的因素造成。建筑产品作为一种特殊商品越来越受到消费者和社会的关注；市场经济条件下，良好的质量意识回报社会和消费者的同时将使投资商得到丰厚的回报。所以解决这一难题有很重要的现实意义。绪言

随着城市住宅建设步伐的加快,不少住宅小区相继建成,许多住户陆续搬进新居,他们对住房的质量要求越来越高。近年来，我们工作中发现，现浇钢筋混凝土楼板出现裂缝的情况较多，这已成为影响工程质量的一大通病，同时该问题质量投诉案件有逐年增加趋势。混凝土结构出现裂缝将对结构产生严重的危害：

1、影响结构承载力和使用安全性：对于受弯构件的楼板，尽管受弯区允许在一定的裂缝宽度存在，但是裂缝对结构承载力的影响是不可忽略的，尤其是一些使用者在装修和使用时又给楼面增加了很多设计者没有考虑的荷载时。

2、影响结构的防水性：具有防水要求部位混凝土产生裂缝，除了影响结构安全性外，对使用者所带来的最直接的新问题是渗漏水的危害，尤其是在没有做防水的部位表现突出。

3、影响结构的耐久性和使用寿命：化学侵蚀、冻融循环、碳化、钢筋锈蚀、碱集料反应等都会对混凝土结构产生破坏功能。这些破坏功能发生的快慢，除了受混凝土自身材料性质的影响外，裂缝就是一个重要的影响因素。空气中的二氧化碳、二氧化硫气体及雨水等都会顺着裂缝进入混凝土内部，促成钢筋锈蚀的加快；碱集料反应及碳化速度的加快进行；从而引起耐久性的下降和缩短建筑物的使用寿命。混凝土结构裂缝产生的原因复杂，有材料、温度变化等原因，也有设计、施工、使用等方面的因素造成。裂缝产生的形式和种类很多，要根本解决混凝土中裂缝问题，还是需要从混凝土裂缝的形成原因入手，正确判断和分析混凝土裂缝的成因是有效地控制和减少混凝土裂缝产生的最有效的途径。混凝土裂缝的分类及成因

混凝土结构的裂缝是一个相当普遍的现象，大量工程实践以及近代科学关于混凝土强度的细观研究都表明结构物的裂缝是不可避免的，它是材料的一种特性。因此，科学地对待裂缝问题是在对裂缝进行分类、研究的基础上，采取有效的措施，将裂缝的有害程度控制在允许的范围内。本章将就混凝土结构中常见裂缝进行分类，并对结构中占主要部分的裂缝进行成因分析。

2.1 混凝土结构裂缝的分类

2.1.1 按裂缝的成因分类

根据混凝土裂缝产生的原因，可分为结构性裂缝和非结构性裂缝两大类。

一、结构性裂缝

结构性裂缝是由荷载引起的，其裂缝与荷载相对应，是承载力不足的结果，其裂缝形式多种多样，主要形式有：

（一）设计原因引起的裂缝

1、钢筋锚固长度不满足要求产生的裂缝。

2、设计时的计算简图与实际受力情况不符产生的裂缝。

3、计算理论选择错误，结构构造不当引起的裂缝。

4、构件的刚度不满足要求，导致结构开裂。

5、平板结构中结构构造不当导致板面开裂。

6、计算模型选择时，考虑主要应力，忽略次要应力，而忽略部分的应力导致。结构中产生的裂缝。

7、设计时未考虑施工方法，由此在结构中产生的裂缝。

8、预制构件连接部分的裂缝。

（二）施工原因引起的裂缝

1、施工时，钢筋位置摆放不正确，在结构中引起的裂缝。

2、模板支护不当，在构件中产生的裂缝。

3、施工使用的原材料不符合设计要求或不合格而引起的裂缝。

4、施工时，构件未达到规定的强度要求便使其承受堆载等荷载而引起的裂缝。

5、施工质量达不到要求而引起的裂缝。

（三）使用原因引起的裂缝

1、改变建筑物的使用条件引起的裂缝。

2、火灾等事故引起的裂缝。

3、由地震等偶然荷载引起的结构开裂。

二、非结构性裂缝

由各种变形变化引起的裂缝。从国内外的研究资料以及大量的工程实践来看，非结构性裂缝在混凝土结构裂缝中占了绝大多数，约为80%，其形成原因比较复杂，以收缩裂缝为主导，工程中比较常见的非结构性裂缝有收缩裂缝、温度裂缝和沉降裂缝。

1、收缩裂缝

收缩裂缝是由湿度变化引起的，它是混凝土非结构性裂缝中的主要部分。根据收缩裂缝的形成机理与形成时间的不同，工程中常见的收缩裂缝主要有塑性收缩裂缝、沉降收缩裂缝和干燥收缩裂缝三类，此外，还有自身收缩裂缝和碳化收缩裂缝等。

2、温度裂缝

混凝土受温度变化产生热胀冷缩，如果混凝土内外温差或季节气温变化过大，在混凝土结构内部产生温度应力，当温度应力超过混凝土的抗拉强度时，混凝土就会产生裂缝，这种裂缝为温度裂缝。温度裂缝常出现在我国北方地区的建筑物中。

3、沉降裂缝

地基基础承载上部结构的荷载作用，当地基基础承载力不均匀或地基承载力均匀但建筑物建成后各不同部位荷载差异较大，导致地基产生不均匀沉降，这种不均匀沉降在结构内部产生拉应力及剪应力，当这种拉应力及剪应力超过结构自身的抗拉及抗剪强度时，结构就会在最薄弱的部位产生裂缝，称为沉降裂缝。这种裂缝多为贯穿的，其位置与沉降方向一致。2.1.2 按裂缝产生的时间分类

根据混凝土裂缝产生的时间划分，可将裂缝分为施工期间出现的裂缝和使用期间出现的裂缝。

一、施工期间出现的裂缝

1、塑性收缩裂缝

大多发生在混凝土初凝后、终凝前。此裂缝多产生于新浇筑的混凝土结构表面，形状规则且长短不一，互不连贯，裂缝较浅。在环境气温高、风速大，气候干燥 的情况下易于出现。

2、沉降收缩裂缝

沉降收缩裂缝多在混凝土浇筑后产生，硬化后停止。多沿结构上表面钢筋通长方向或箍筋上出现，或在预埋件的附近周围出现。裂缝呈菱形，宽度1～4mm，深度不大，一般延伸至钢筋上表面为止。

3、干燥收缩裂缝

这类裂缝一般在混凝土浇注后一段时间出现，严重时该裂缝会由表及里，由小到大逐步向结构内部发展，形成贯穿裂缝，一般在薄壁混凝土结构中常出现。

4、温度裂缝

多发生在混凝土浇注后的硬化过程中，裂缝宽度受温度变化影响较为明显，冬季较宽，夏季较细。

5、其他一些施工原因产生的裂缝，如混凝土搅拌、运输、浇注、振捣等工序的疏漏缺陷导致的裂缝，以及模板构造不当、拆模时间过早或方法不当，现场建材的堆放和钢筋绑扎不当，水电预埋管细部处理不当等都可能产生混凝土裂缝。

二、使用期间出现的裂缝

1、钢筋锈蚀膨胀产生的裂缝

钢筋表面出现锈斑、锈片后进一步发展成整个钢筋表面锈蚀，并产生膨胀，与保护层脱离，发生层裂，最后表现为钢筋铁锈进一步膨胀，混凝土本身发生破坏，出现顺筋裂缝，混凝土脱离。

2、盐碱类介质及酸性侵蚀气、液体等引起的裂缝

盐碱类介质及酸性侵蚀气、液体等引起了混凝土的PH值发生变化，导致了钢筋锈蚀，最终导致混凝土产生裂缝。

3、冻融循环造成的裂缝

受冻混凝土内部水分结成冰，产生膨胀，膨胀应力较大时，使结构出现裂缝。混凝土表面和内部所含水分的冻结和融化的交替出现，形成了冻融循环。冻融的反复作用，使得混凝土结构出现裂缝，造成建筑构造的严重破坏。

4、碱骨料反应引起的裂缝

混凝土骨料石子中的活性二氧化硅（SiO2）如白云质石灰岩石子等，与水泥中过量的碱发生的化学反应。这种反应一般在水泥混凝土硬化后进行，反应生成碱性硅酸盐或碳酸盐，体积膨胀，使混凝土产生裂纹并破坏。

2.1.3 按裂缝的形状分类

混凝土结构中的裂缝按形状可分为：

（1）纵向裂缝，多数平行于混凝土构件底面，顺筋分布，主要是由钢筋锈蚀作用引的。

（2）横向裂缝，垂直于构件底面，主要是由荷载作用、温差作用引起的。（3）剪切裂缝，主要是由于竖向荷载或震动位移引起的。

（4）斜向裂缝、八字形或倒八字形裂缝，常见于混凝土墙体和混凝土梁，主要因地基的不均匀沉降以及温差作用引起。

（5）X形裂缝，常见于框架梁、柱的端头以及墙面上，由于瞬间的机械撞击作用或者震动荷载作用引起。

（6）各种不规则裂缝，如反复冻融或火灾等引起的裂缝。有直缝及不规则形状裂缝，此种裂缝中间宽并且贯通，两头深度较浅，多发生于混凝土楼板。

此外，还有因混凝土搅拌或运输时间过长引起的网状裂缝，现浇楼板四角出现的放射状裂缝或板面出现的十字形裂缝等等。2.1.4 按裂缝的发展状态分类

根据裂缝所处的运动状态及其发展趋势，可分为：

1、稳定裂缝。这种裂缝不影响持久应用，包括两类：一类是在运动过程中可以自愈合的裂缝，常见于一些新建的防水工程中，这是由于裂缝处水泥颗粒在渗漏过程中与水进一步化合，析出Ca（OH）2晶体且部分Ca（OH）2又与溶解在水中的CO2发生碳化反应形成CaCO3结晶，两者形成的凝胶物质将胶合裂缝封闭，从而渗漏停止，裂缝达到自愈。另一类是处于稳定运动中的裂缝，如在周期性荷载作用下产生的周期性扩展和闭合的裂缝。

2、不稳定裂缝。这种裂缝将产生不稳定性的扩展，影响结构物的持久使用，应视其扩展部位，采取相应的措施。

就这两种裂缝而言，不稳定裂缝对工程结构安全的危害更大。

2.2 混凝土裂缝的产生原因

如前所述，混凝土裂缝的形式是多种多样的，产生的原因也非常复杂，而非结构性裂缝约占混凝土结构裂缝的80％左右，是混凝土结构中的主要裂缝和常见裂缝，因此，本节将对几种主要的非结构性裂缝的产生原因进行浅要分析。

2.2.1 收缩裂缝的产生原因分析

收缩裂缝是由湿度变化引起的，它占混凝土非结构性裂缝中的主要部分。混凝土是以水泥为主要胶结材料，以天然砂、石为骨料加水拌合，经过浇筑成型、凝结硬化形成的人工石材。在施工中，为保证其和易性，往往加入比水泥水化作用所需的水分多4～5倍的水。多出的这些水分以游离态形式存在，并在硬化过程中逐步蒸发，从而在混凝土内部形成大量毛细孔、空隙甚至孔洞，造成混凝土体积收缩。此外，混凝土硬化过程中水化作用和碳化作用也会引起混凝土体积收缩。根据有关试验测定，混凝土最终收缩量约为0.04％～0.06％。可见，收缩是混凝土固有的物理特性，一般来说，水灰比越大、水泥强度越高、骨料越少、环境温度越高、表面失水越大，则其收缩值越大，也越易产生收缩裂缝。根据收缩裂缝的形成机理与形成时间，工程中常见的收缩裂缝主要有塑性收缩裂缝、沉降收缩裂缝和干燥收缩裂缝三类，此外，还有自身收缩（化学减缩）裂缝和碳化收缩裂缝。

（1）塑性收缩裂缝

塑性收缩裂缝多产生于新浇混凝土表面，大多产生于混凝土初凝后、终凝前。混凝土表面水分蒸发速度超过其内部初、终凝硬化的速度，致使混凝土表面收缩，但是这种收缩受到结构构件和下层配筋约束而产生的浅层开裂，有时还有收缩与压缩的叠加。裂缝多呈外宽内窄，常见为不规则的多边形或与钢筋方向相互平行，长度从几厘米到几米不等，一般自表面开始，但也可发展成贯穿裂缝。在环境气温高、风速大，气候干燥的情况下易于出现。高性能混凝土特别容易产生这种裂缝。

主要成因分析：①混凝土浇注后未及时覆盖，表面水分蒸发过快，产生急剧的体积收缩，而此时混凝土强度极低，不能抵抗这种变形应力而导致开裂；②水泥用量过多，或使用过量粉砂，或混凝土水灰比过大；③使用有渗透性的柔性模板、模板、垫层过于干燥，吸水大；④振捣不足。

（2）干燥收缩裂缝

这类裂缝一般在混凝土浇注一段时间后出现，裂缝多为表面性的，宽度较细，多在0.05～0.2mm。走向纵横交错，没有规律性。但薄壁混凝土结构中，多沿结构的短方向分布；此外在结构变截面处以及大体积混凝土的平面部位较多见。严重时裂缝会由表及里，由小到大逐步向深部发展，形成贯穿裂缝。

主要成因分析：①混凝土浇注后养护不当，表面水分散失快，体积收缩大，而内部湿度变化小，收缩也小，因而表面收缩变形受内部混凝土约束出现拉应力，引起混凝土表面开裂；②混凝土连续长度较长，整体收缩大；③混凝土级配中砂石含泥量大，收缩大，抗拉强度低；④混凝土过度振捣，表面形成水泥含量较多的砂浆层，收缩增大。

（3）自身收缩裂缝

在常温下混凝土构件与环境不发生任何水分交换时所产生的收缩裂缝，自收缩裂缝在高水灰比（W/C>0.45）的混凝土中较少，但当水灰比小于0.3时则很常见，其收缩量甚至达到总收缩量的50％。

主要成因分析：这与高粘结材料在水泥灰浆基体中产生较多细小的收缩孔有关，是由于持续的水化消耗了毛细孔的水造成自身收缩坍塌所致。

（4）碳化收缩裂缝

这类裂缝在结构表面出现，呈花纹状，无规律性，裂缝一般较浅，深度为1～6mm，裂缝宽度为0.05～0.2mm，多发生在混凝土浇注完成后数月或更长时间。

主要成因分析：混凝土中的氢氧化钙与空气中的二氧化碳作用生成碳酸钙，引起表面体积收缩，受到结构内部未碳化混凝土的约束而导致表面发生龟裂。2.2.2 温度裂缝的产生原因分析

温度裂缝是由于混凝土内外温差或季节气温变化过大而形成的。表面温度裂缝走向无一定规律性，大面积结构温度裂缝常纵横交错。表面温度裂缝常发生在施工期间，宽度受温度变化影响较明显，冬季较宽，夏季较细。

主要成因分析：表面温度裂缝多由温差较大引起。特别是大体积混凝土基础浇注后，在硬化期间，水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，使混凝土表面和内部温差较大，当温度产生非均匀的降温差时，将导致混凝土表面急剧的温度变化而产生较大的降温收缩，此时表面受到内部混凝土的约束，将产生较大的拉应力，而混凝土早期抗拉强度很低，因而出现裂缝。2.2.3 沉陷裂缝的产生原因分析

沉陷裂缝多属进深或贯穿性裂缝，走向与基础沉陷情况有关，可能出现在结构的上部或下部，一般与地面垂直。较大的贯穿性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小，因荷载大小而异，且与不均匀沉降值成

比例。

主要成因分析：①结构、构件下面的地基软硬不均，或者存在松软土，未经夯实和必要的加固处理，混凝土浇注后，地基局部产生不均匀沉降而引起裂缝；②结构各部荷载悬殊，未作必要的加强处理，混凝土浇注后因地基受力不均，产生不均匀下沉，造成结构应力集中而导致裂缝；③模板刚度不足，模板支撑不牢，支撑间距过大或支撑在松软土上，以及过早拆模，也常导致不均匀沉陷裂缝出现；④冬季施工时模板支架支承在冻土层上，若上部结构未达到规定强度，地层化冻下沉，使结构下垂或产生裂缝。混凝土裂缝的预防措施及处理技术

由于裂缝的产生是由材料的特性导致的，在混凝土结构中普遍存在且危害较大，因此，要对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待，并在施工中采取各种有效的措施来预防裂缝的出现和发展。

下面首先阐述混凝土结构中几种常见裂缝的预防措施。

3.1 混凝土结构裂缝的预防措施

3.1.1 干缩及塑性收缩裂缝的预防措施 3.1.1.1 预防干缩裂缝产生的措施

（1）选用干缩较小的水泥品种：普通水泥的干缩要低于矿渣水泥。

（2）合理调整混凝土的配合比：采用低水灰比，低单方水泥用量和低用水量，同时还宜降低砂率，尽量采用中粗砂。

（3）适当提高混凝土的抗拉强度。在水泥用量一定的条件下，缩小水灰比可使混凝土抗拉强度增高大于混凝土干缩应力的增加，有减少裂缝的趋势。使用早强剂可提高混凝土的早期强度，但干缩也随之加大，因此，应以提高抗裂安全度为目的，综合考虑后采取措施。

（4）施工时应掌握正确的振捣方法，确保混凝土的密实，同时又要避免过振捣。加强湿水养护，确保养护质量，尽量延迟干缩的发生。

（5）采用合理的设计构造措施：合理设置伸缩缝，减轻约束作用，缩小约束范围。同时对薄壁构件的配筋采用小直径，增加布筋密度的方式，可以减少裂缝发展的趋势。干缩变形是混凝土结构产生裂缝的重要原因。由于混凝土的本身特性，要想完全避免干缩变形及干缩裂缝是不现实的，而且普通钢筋混凝土的裂缝不一定都是质量问题，只要裂缝的宽度符合规范规定，都属正常情况。但我们仍然应该采取措施减少混凝土的干缩变形，限制裂缝的宽度。同时对于环境温度变化大的构件如屋面板和大体积混凝土更应重视干缩变形，以免温度收缩应力和干缩应力叠加过大，增大裂缝出现和发展的趋势。3.1.1.2 预防塑性收缩裂缝产生的措施

预防塑性收缩裂缝主要措施：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。3.1.2 温度裂缝的预防措施

主要预防措施：一是尽量选用低热或中热水泥，如矿渣水泥、粉煤灰水泥等。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，在传统的三冷技术的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。八是大体积混凝土的温度应力与结构尺寸相关，混凝土结构尺寸越大，温度应力越大，因此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。

3.1.3 沉陷裂缝及其他裂缝的预防措施 3.1.2．1沉陷裂缝的预防方法及其主要措施

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。

3.1.2．2化学反应引起裂缝的预防方法及其主要措施

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。3.1.2．3钢筋锈蚀引起的裂缝的预防方法及其主要措施

一、提高混凝土的密实度，降低混凝土的孔隙率

外界的有害物质通过混凝土内部的空隙，渗入到混凝土内，最后到达钢筋表面，破坏钢筋表面，破坏钢筋钝化膜，引起钢筋锈蚀。因此，为阻止外界有害物质倾入混凝土内而使钢筋锈蚀，就要提高混凝土的密实度。提高混凝土密实度有如下措施：

1、保证混凝土的施工质量：首先选用级配良好的集料，控制材料的含泥量。其次混凝土要采用机械搅拌及机械振捣，保证混凝土搅拌均匀振捣密实。还要防止混凝土在运输和浇筑过程中产生离析现象。最后要做好混凝土的养护，保证混凝土达到设计强度要求。

2、掺入高效减水剂：在保证混凝土拌合物所需流动性的同时，尽可能降低用水量，减低水灰比，使混凝土的总孔隙率，特别是毛细管孔隙大幅降低。

3、掺入高效活性矿物掺料：普通混凝土的水泥石中水化物稳定性的不足，是影响混凝土耐久性的一个因素。在普通混凝土中掺入活性矿物，在于改善混凝土中水泥石的胶凝物质的组成，消除游离石灰，是使水泥石结构更为致密，并阻断可能形成的渗透路径。

二、控制混凝土裂缝，尽量避免有害物质的出现

三、防止氯离子的侵蚀

氯离子的侵入是钢筋锈蚀的主要因素。氯离子进入混凝土有两种途径。其一时混入，其二是渗入。为防止氯离子的侵入，采取的主要措施有：

1、控制原材料中氯离子的含量。

2、提高混凝土的保护层厚度。

3、混凝土表面涂层。

4、钢筋表面涂刷防腐涂料。

5、掺加钢筋阻锈剂。

3.2 混凝土结构裂缝的处理技术

裂缝不但会影响结构的整体性和刚度，还会降低混凝土的耐久性和抗疲劳、抗渗能力，因此在实际工程中，应根据裂缝的性质和实际情况区别对待，及时处理，以保证建筑物的

安全。

混凝土结构裂缝的修补措施主要有以下几种方法：表面封闭法，灌浆、嵌缝封堵法，结构加固法，混凝土置换法等等。3.2.1 表面封闭法

采用表面封闭法修补混凝土结构、构建裂缝时，应先剔除混凝土表面抹灰层，应用机械方法打磨平整。若表面残留有轻度油污，可用丙酮擦拭干净；对严重的油垢，已用高效除垢剂或含有清洁剂的压力水清洗；对顽固性的油漆或其他粘结性强的污物，应采用喷砂方法清除。

注：不得使用可能对混凝土内部质量造成不良影响的溶剂。表面封闭法一般有两种方法。

方法一:局部表面封闭法：采用以柔性环氧树脂为基料（1）修补目的：防止渗水及钢筋锈蚀，提高结构耐久性。

（2）修补范围：混凝土表面的未贯穿裂缝及注浆法不能注入的微细裂缝。

（3）修补材料：微细裂缝封闭膏，与混凝土同色，为双组分灰色膏状胶，特别针对混凝土微细裂缝的封闭及表面缺损的修补而研制。具有极强粘结力和韧性，刚柔结合，有效防止水汽、化学物质和二氧化碳的侵入，并防止开裂混凝土结构的进一步损坏，提高建筑物的耐久性。

（4）修补步骤：可沿缝涂刮，宽度20mm；也可开槽嵌入。

方法二：整体表面封闭法，采用以进口聚合物乳液为基料网状裂缝柔性封闭剂。（1）修补目的：封闭混凝土表面的网状裂缝，阻止水分进入混凝土内部，防止微细裂缝的进一步扩展；用于钢筋混凝土表面的防渗、防碳化、防腐蚀、保护混凝土，提高混凝土结构的使用寿命。

（2）修补范围：混凝土表面的不规则网状裂缝。

（3）修补材料：网状裂缝柔性封闭剂，特别针对混凝土硬化初期因干燥失水等原因所产生的表面不规则网状裂缝的修复而研制，是一种既具有高分子材料的柔性，又具有无机材料的耐久性等优点的新型保护材料。

（4）修补步骤：基层处理：混凝土表面平整、坚固、无疏松、无浮灰；预先洒水湿润基层。底涂处理：若基层表面密实性不够，可用混合好的封闭剂加水50％稀释，进行底涂。封闭剂的涂刷：双组分混合，均匀涂刷，不得有漏涂部位。涂刷厚度1mm左右为宜。

3.2.2 灌浆、嵌缝封堵法

灌浆法处理混凝土裂缝的工艺流程及主要施工方法

(1)压力注浆法主要用于贯穿性裂缝和细而深裂缝的修补，尤其是受力裂缝的修补；应根据裂缝的探测情况选择使用的注浆材料：

a．宽度在0.5mm以下裂缝，宜采用丙烯酸甲酯类或低粘度改性环氧类注浆材料； b.宽度在0.5-5mm的裂缝，宜采用无收缩或低收缩的改性环氧类注浆材料，其体积收缩率应小于5%；

c.宽度大于5mm的裂缝，宜采用注浆料或流动性好的无收缩水泥类胶凝注浆材料（2）当采用化学注浆材料以压力注浆法修补裂缝时,应符合下列要求：

a.粘贴注浆嘴和封缝前，应沿缝对混凝土表面进行处理，清除松散灰砂、油垢，是注浆嘴和封缝胶带粘贴在坚实平整的混凝土基面上。

b.注浆器材和工具的选择应按裂缝的情况决定，一般：

1、对深度的结构性裂缝，宜骑缝或斜向自下而上钻孔至裂缝深处（约为构件厚度的1/2），且需与破裂面交叉，然后在孔内埋设注浆管；

2、对宽度小于0.5mm的裂缝，宜用注浆帽，注浆压力应大于0.4Mpa；

3、对宽度大于0.5mm的裂缝，宜用注浆嘴，注浆压力应大于0.2Mpa；

4、注浆嘴应具有开启、关闭和密封功能并便于粘接，以满足封缝后的试压、试注、试排气和保压等的工艺要求。

c.注浆嘴应埋设在裂缝端部、交叉处和较宽处，间隔300-100mm。对贯穿性深裂缝应每隔1-2m加设一个注浆管。

d.封缝时，应使用专用的封缝胶，胶与混凝土的粘接强度应大于4Mpa；胶层应均匀无气泡、砂眼，厚度大于2mm，与注浆嘴连接密封。注浆压力较大时，可加贴E玻璃纤维布增强密封带胶缝的粘结强度；纤维布宽度为80-100mm。

e.封缝胶固化后，应使用洁净无油的压缩空气试压，确认注浆通道是否通畅、密封、无泄漏。

f.灌浆材料的调配和使用必须严格按说明书的规定进行。

g.灌浆顺序应按又宽到细、有一端到另一端按设计布置的注浆嘴顺序，从第一注浆嘴开始灌注，待下一注浆嘴出浆后关闭本注浆嘴；再在下一注浆嘴继续压力灌注，这样依次进行。对垂直裂缝还应按由低到高的顺序进行。缝隙全部注满后应继续稳定压力一定时间，吸浆率小于50ml/h后停止注浆，关闭注浆嘴。

(3)灌浆材料固化后，应敲开表面封闭胶层观察，必要时可钻芯取样检验裂缝维修效果，若修补效果不能满足设计要求，应采取相应的补救或加固措施。3.2.3 结构加固法及混凝土置换法

一、钢筋混凝土构件的加固方法有以下几种：

（1）加大截面加固法。即采取增大混凝土构件的截面面积，以提高其承载能力和满足正常使用的一种加固方法，广泛用于钢筋混凝土板、梁、柱构件的加固。图2 为钢筋混凝土梁的加大截面加固示意图。

采用加大截面加固钢筋混凝土构件时，必须按照《混凝土结构设计规范》的基本规定并考虑新混凝土与原结构构件协同工作，对加固构件承载力进行计算并满足构造要求。

当用混凝土围套进行加固时，应设置封闭箍筋；当用单侧或双侧加固时，应设置U形箍筋，见图3。

加固施工时，在受力钢筋施焊前应采取卸荷或支顶措施，将原构件表面凿毛或打成深度不小于6mm，间距不大于200mm的沟槽，并将原有混凝土表面冲洗干净，浇注混凝土前刷水泥浆等界面剂，以利新旧混凝土的粘结。

（2）外包钢加固法。即在混凝土构件四周包以型钢的加固方法。适用于不允许增大混凝土截面尺寸，而又需要大幅度提高承载力的混凝土构件的加固，图4为钢筋混凝土框架的外包钢加固示意图。

钢筋混凝土梁柱外包型钢加固，当以乳胶水泥粘贴或以环氧树脂化学灌浆等方法粘结时，称为湿式外包钢加固，其承载力应按照《混凝土结构设计规范》的规定进行计算；钢筋混凝土柱采用外包型钢加固，当型钢与原柱间无任何连结，或虽填塞有水泥砂浆仍不能确保结合面剪力有效传递时，称为干式外包钢加固，其外包钢构架各杆件的承载力应按《钢结构设计规范》的规定进行计算，干式外包钢加固柱的总承载力为钢构架承载力与原混凝土柱承载力之和。采用外包钢加固时，应同时满足构造规定。

（3）预应力加固法。即采用外加预应力的钢拉杆（分水平拉杆、下撑式拉杆和组合式拉杆三种）或撑杆，对混凝土结构进行加固的方法。

采用预应力拉杆加固时，其预加应力的施工方法宜根据工程条件和需加预应力的大小选定。预应力较大时宜用机张法或电热法；预应力较小（在15KN 以下），则宜用横向张拉法。图5 为预应力下撑式拉杆对梁加固示意图。其构造是通过设置在梁两端的钢板托套锚固预应力拉杆，用设在梁底跨中的拉紧螺栓（直径不小于16mm）沿横向张紧钢拉杆建立预应力。

图6 所示为采用预应力撑杆对钢筋混凝土柱的加固。预应力撑杆所用角钢的截面不应小于5Omm×5Omm×5mm，缀板厚度不得小于6mm，其宽度不得小于8Omm，拉

紧螺栓的直径不小于16mm，施工时通过拧紧在弯折处的拉紧螺栓（即横向张拉）建立预应力。

（4）改变结构传力途径加固法。主要有增设支点法：该法是以减小结构的计算跨度和变形，提高其承载力的加固方法。按支撑结构的受力性能分为刚性支点和弹性支点两种。刚性支点法是通过支撑构件的轴心受力将荷载直接传给基础或其他承重结构的一种加固方法（图7）。弹性支点法是以支撑结构的受弯或桁架作用来间接传递荷载的一种加固方法（图8）。

（5）粘钢加固法。粘钢加固是用粘结剂（建筑结构胶）将钢板粘贴到构件需要加固的部位，以提高混凝土构件承载力的一种加固方法。粘钢加固的设计计算可按照现行国家标准《混凝土结构设计规范》规定进行。图9 表示受弯构件正截面受拉区加固，图10 表示构件斜截面受剪承载力不足的加固，图11 表示连续梁支座处负弯矩受拉区的加固。

粘钢加固法适用于承受静力作用的一般受弯及受拉构件，其混凝土强度等级不应低于C15。该加固法以环境温度不超过60℃，相对湿度不大于70％及无化学腐蚀的使用条件为限。加固用钢板以3号钢或16号锰钢为宜，其厚度以2～6mm为宜。粘结钢板所用的粘结剂为JGN胶。

粘钢加固施工的流程为：被粘混凝土和钢板表面处理——对加固构件卸荷，同时配制粘结剂——在混凝土表面和钢板表面涂胶——粘贴——用支撑固定或用夹具加压——固化——卸支撑、检验——粉刷水泥砂浆保护。

（6）碳纤维布加固法。碳纤维布加固是用粘贴树脂将碳纤维布粘贴到混凝土构件的相关部位，以提高混凝土构件承载力的一种加固方法。结构加固用的粘贴树脂通常选用环氧基类，该类树脂的力学性能指标可满足使用要求，耐久性好，长期受力性能优良，易于施工。

碳纤维布加固施工的流程为：混凝土构件表面处理（清洗、打磨、修补）——涂敷基底树脂并用腻子找平构件表面——涂树脂——铺贴碳纤维布——涂表面树脂层。图12 表示粘贴碳纤维布对钢筋混凝土板、次梁、主梁的抗弯、抗剪加固。

二、混凝土置换法

1、施工工艺流程

现场勘察-搭设安全支撑及工作平台-卸荷-剔除局部混凝土-原钢筋除锈-支模-截面处理-浇筑高一标号混凝土-养护-拆模-施工质量检验。

2、施工注意事项和技术措施

a.严格控制粗细骨料含泥量，当达不到规范要求是应用高压水冲洗干净。b.混凝土搅拌投料顺序：每种材料均应准确称量，先将细骨料、水泥和膨胀剂搅拌均匀，再加水，后掺粗骨料并搅拌均匀，搅拌时间比普通混凝土长60S左右，直到均匀。现场混凝土搅拌容器应不漏浆。c.混凝土入模前应保证未离析、分层，且模板内无积水。

d.灌料应从一侧开始，至另一侧溢出为止，不得从四周同时进行灌料。e.灌料开始后，必须连续进行，并尽可能缩短灌料时间，在一小时内完成为最佳。

f.灌料过程中用板条插捣，辅助加速倒流。必要时可用振动棒稍作振捣。g.当混凝土灌完30㎜后，应返回检查，看混凝土是否有下沉等现象，如有应及时采取措施。

h.混凝土养护时间不得少于14天，特别是前3天的养护。工程实例分析

实例分析

裂缝出现在某住宅小区1-5号楼，该楼为六层砖混结构，采取钢筋混凝土现浇楼面，楼板尺寸约为2．0～5．0m之间，按规定设置了构造柱和圈梁。在工程竣工7个月后，各楼都有不同程度楼面裂缝出现，随着时间推移，各楼裂缝数量逐渐增多，11个月时裂缝发展最快，然后逐渐降低，大约在16个月时趋于稳定，之后几乎没有新的裂缝出现。

裂缝形式有三种类型：① 角部45度斜向裂缝，此种裂缝数量较多，裂缝长度为O．5～2．1m，裂缝上口宽度O．05～0．31mm，最大达0．45mm，下口宽度大部分在0．10ram 以下，大部分板裂缝上下贯通；②板中裂缝，大部分出现在板面上部，上口宽0．03～0．23mm，少量裂缝上下贯通；③少量不规则裂缝，裂缝长度较短，无固定方面，裂缝宽度很小，甚至肉眼不可见。

裂缝形式经统计，各楼裂缝出现条数10～50条之间，若以出现裂缝房间数的百分率计，则其平均值在17％左右。统计还表明本工程中斜向45~裂缝最多，南侧房间裂缝多于北侧，顶层房间(包括阁楼)多于中间层，每幢楼最外边四角最易开裂，大开间房间比小开间房间容易开裂，厨房、卫生间等开间较小的板面几乎没有裂缝。

裂缝成因根据对裂缝出现产生的时间与形式、楼板的受力情况、工程施工情况以及沉降观测资料等分析，排除了由于荷载以及工程沉降引起裂缝的原因，确定上述裂缝主要是由混凝土收缩所引起的混凝土收缩裂缝；当混凝土收缩受到四周墙体的约束，在楼面板角部产生超过混凝土极限拉应力时就出现了45~斜裂缝，而在板中由于板底钢筋的存在使混凝土的收缩受到阻碍。使得板中部位底部裂缝比上部裂缝要少的多(板中部位上部未设负钢筋)。除了混凝土自身的收缩以外，施工不当以及养护不到位也是造成裂缝的原因之一。

裂缝修补本工程楼屋面裂缝采用环氧树脂灌浆处理工艺进行修补，注浆工序如下：

(1)沿裂缝凿除上层细石混泥土直至，直到板结构层，凿除宽度约15em ：(2)将槽内清洗处理干净；

(3)待槽内干燥后用环氧树脂浆液对结构层板缝进行注浆；

(4)经24h待环氧树脂凝固后，尽享注水试验，若有渗漏则继续注浆直至不渗漏为止；

(5)在槽内徐刷新老结合剂，用掺微膨化型剂的干硬性高标号混凝土一次性填实并压光。

虽然现浇楼屋面裂缝是一种常见的建筑质量通病，但通过以上对楼屋面裂缝的形式、成因、防治手段的分析可知，只要严格按照有关的设计和施工规范精心设计和严格施工，应该能够大大减少楼屋面裂缝产生的可能性，提高楼屋面的质量。结论与展望

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，但通过以上对楼屋面裂缝的形式、成因、防治手段的分析可知，只要严格按照有关的设计和施工规范精心设计和严格施工，应该能够大大减少楼屋面裂缝产生的可能性，提高楼屋面的质量。我们仍需对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待，研究出更合理的方法应对各类混凝土施工裂缝，保证建筑物和构件安全、稳定地工作。

参考文献

[1] 张明明.浅谈混凝土裂缝的原因、预防与处理.郑铁科技通讯，2007，4(6):15-20.[2] 丁艳容，王越.湖北水利水电职业技术学院学报.2011.5.7（2）[3] 李悦锋，马小杰等.常见混凝土裂缝的预防及处理措施.伊川县水利局

混凝土裂缝成因及控制 篇6

关键词:大体积混凝土;温度裂缝;控制措施;养护;温度检测

1引言

随着国民经济和施工技术的迅速发展，现代建筑中涉及到大体积混凝土施工也越来越广，如高层建筑基础，大型设备基础、水利水坝等。所谓大体积混凝土，日本建筑学会标准(JASS5)定义为“结构断面最小厚度在80cm以上，同时水化热引起混凝土内部的最高温度与外界气温之差预计超过25℃的混凝土，称为大体积混凝土”，而我国《大体积混凝土施工规范》GB50496-2009定义大体积混凝土为混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土。

大体积混凝土主要特点是体积大，水泥水化热释放比较集中，内部温度升高比较快。当大体积混凝土内外温差较大时，会使混凝土产生温度裂缝。众多工程实践证明，大体积混凝土施工难度比较大，混凝土产生温度裂缝的几率较多，稍有差错，轻者会影响建筑物的抗渗性能和外观质量，重者还会严重影响建筑结构的安全，甚至造成坍塌事故，从而造成无法估量的损失。所以如何采取有效的措施减少温度差，防止大体积混凝土的温度裂缝，是一个值得非常关注的问题。本文结合大体积混凝土工程的一些实际经验，来探讨大体积混凝土温度裂缝的成因及控制措施，采取各种措施减少和控制温度裂缝的出现，来保证施工质量。

2大体积混凝土温度裂缝的成因

大体积混凝土结构的整体性要求高，施工时一般要求一次性整体浇筑。浇筑后，水泥因水化反应引起水化热，由于混凝土体积大，内部与表面散热速率不一样，聚集在内部的水泥水化热不容易散发，混凝土内部温度将显著升高，而混凝土表面则散热较快，与混凝土内部产生较大的溫度差，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力。同时在浇筑初期混凝土的弹性模量和强度很低，对水化热急剧温升引起的变形约束不大，温度应力比较小。随着混凝土龄期的增长，其弹性模量和强度相应提高，对混凝土降温收缩变形的约束越来越强，即产生很大的温度应力，当混凝土的抗拉强度不能抵抗温度应力时，即产生温度裂缝。实践表明，影响大体积混凝土产生温度裂缝的主要因素有：

2.1水泥水化热的影响

水泥在水化反应过程中会产生大量的热量。这是大体积混凝土内部温度升高的主要热量来源。由于大体积混凝土截面厚度大，水化热聚集在结构内部不易散发，所以会引起混凝土结构内部急骤升温。试验研究表明，水泥水化热在1～3d内放出的热量最多，大约占总热量的50%左右；混凝土浇筑3～5d内内部的温度最高。混凝土的导热性能较差，浇筑初期混凝土的弹性模量和强度都很低，对水泥水化热急剧温升引起的变形约束不大，温度应力自然也比较小，不会产生温度裂缝。随着混凝土龄期的增长，其弹性模量和强度相应不断提高，对混凝土降温收缩变形的约束也愈来愈强，即产生很大的温度应力，当混凝土的抗拉强度不足以抵抗此温度应力时，便容易产生温度裂缝，这是大体积混凝土产生裂缝的最主要原因。

2.2内外约束条件的影响

大体积混凝土一般与地基整体浇筑在一起，当温度变化时会受到地基的限制，因而产生外部的约束应力。当混凝土早期温度上升时，产生的膨胀变形会受到约束面的约束而产生压应力，而此时混凝土的弹性模量很小，徐变和应力松弛却较大，与基层连接也不太牢固，因而压应力较小，但是当温度下降时，则产生很大的拉应力。若产生的拉应力超过混凝土的抗拉强度，就会出现垂直裂缝。工程实践证明，当混凝土的内外温差小于25℃时，产生温度裂缝的几率就小得多，由此可见，降低大体积混凝土的内外温差和改善约束条件，是防止大体积混凝土产生裂缝的重要措施。

2.3外界气温变化的影响

大体积混凝土结构在施工期间，外界气温的变化对防止大体积混凝土开裂有着重要影响。混凝土浇筑温度与外界气温有着直接关系，浇筑温度又影响着混凝土的内部温度。大体积混凝土结构不易散热，其内部温度有的工程竟高达90℃以上，而且持续时间较长。如外界温度下降，特别是气温骤降，会加大混凝土的温度梯度，温差愈大，温度应力也愈大。此时混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力，当这个拉应力超过混凝土的抗拉强度时，大体积混凝土的表面就会出现裂缝。

3控制大体积混凝土温度裂缝的措施

大体积混凝土的施工技术要求较高，特别在施工中要防止混凝土因水化热而引起的温度差。在施工时，必须从原材料的选择、设计、施工技术、养护、温度检测等有关环节做好充分的准备工作，才能防止大体积混凝土温度裂缝的产生。

3.1原材料的选择

3.1.1优选水泥

由于温差主要是由水化热产生的，所以为了减小温差就要尽量降低水化热，为了降低水化热，优先采用水化热较低的中热或低热水泥、矿渣水泥、粉煤灰水泥，由于水泥的水化热是矿物成分与细度的函数，要降低水泥的水化热，主要是选择适宜的矿物组成和调整水泥的细度模数。试验表明：水泥中铝酸三钙（C3A）和硅酸三钙（C3S）含量高的，水化热较高，所以，为了减少水泥的水化热，必须降低熟料中C3A和C3S的含量。表一列出了普通硅酸盐水泥和矿渣水泥的水化热测试结果，表明矿渣水泥水化放热量较低，这将非常有利于减少大体积混凝土内部温度的上升。另外，在不影响水泥活性的情况下，要尽量使水泥的细度适当减小，因为水泥的细度会影响水化热的放热速率。

3.1.2优选粗细集料

保证在满足强度和施工性的前提下，采用尽量低的砂率，使混凝土中有足够的粗骨料。一定的粗骨料含量，可以有效的改善混凝土的抗裂能力；在保证混凝土级配正常的情况下，应尽量增大粗细集料粒径，可减少用水量，相同水灰比的情况下，减少了水泥用量，有利于减少水化热的产生；同时，应严格控制粗细集料的含泥量，如粗细集料的含泥量过高，不仅增加了混凝土收缩，同时又降低了混凝土的抗拉强度，对混凝土的抗裂十分不利。

3.1.3掺加粉煤灰

掺加粉煤灰可降低水泥用量，减少大体积混凝土的水化热温升。众所周知，粉煤灰与水泥水化产物发生“二次水化反应”，粉煤灰的火山灰反应较水泥水化迟缓，从而使体系的发热速率降低，使水泥的水化热在一定程度上延缓释放，这对大体积混凝土的温控极为有利。

3.1.4掺加缓凝型高效减水剂

缓凝型高效减水剂有效延缓水化热的释放，降低水化热放热峰值，使混凝土水化热释放趋于平缓，避免中心部位混凝土温度急剧上升导致温差增大。缓凝型高效减水剂的掺入，可大大减缓水泥的水化放热速率，有利于混凝土的温控，这对大体积混凝土温度的均匀性是非常有利的。

3.1.5掺加膨胀剂

可采用膨胀剂来控制混凝土裂缝的产生。膨胀剂具有膨胀作用，可通过补偿混凝土收缩有效防止混凝土裂缝的产生和扩展，增进混凝土的密实度，提高抗渗性能。

3.2设计优化措施

3.2.1精心设计混凝土配合比。在保证混凝土具有良好工作性的情况下，应尽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（掺高效减水剂和高效引气剂）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。

3.2.2增配构造筋提高抗裂性能。配筋采用小直径、小间距。

3.2.3避免结构突变产生应力集中，在易产生应力集中的薄弱环节采取加强措施。

3.2.4合理设置伸缩缝和沉降缝，以避免结构超长束缚混凝土变形而引起开裂。

3.3施工技术措施

3.3.1控制混凝土入模温度。为了降低大体积混凝土的总温升，减少结构的内外温差，控制混凝土的入模温度是非常重要的措施。入模温度的高低，与出机温度密切相关，另外还与运输工具、运距、转运次数、施工气候等有关。

3.3.2采用推移式连续浇筑。在混凝土浇筑时采用“分层浇筑、分层振捣、一个斜面、一次到顶”的推移浇筑法。分层浇筑易于混凝土的振捣，且混凝土的暴露面少，有利于降低基础底板混凝土的最高温升，分层厚度宜控制在50cm左右；利用混凝土自然流淌形成的斜面的浇筑方法，能较好的适用泵送工艺，提高泵送效率，简化混凝土的泌水处理，保证上下层混凝土浇注不超过初凝时间。

3.3.3泌水处理和表面处理。①、在混凝土浇筑过程中须采取有效措施排除表面泌水，提高混凝土质量，减少表面裂缝。②、浇筑混凝土的表面处理也是减少表面裂缝的重要措施。由于泵送混凝土表面的水泥浆较厚，在混凝土浇筑后，先用长刮尺按标高刮平；在初凝前用铁滚筒碾压数遍，并用木楔打磨压实；终凝前再用盘圆磨光机压光一遍，以闭合收缩裂缝，以防止混凝土表面裂缝。

3.3.4二次振捣提高混凝土的极限拉伸值。大量现场试验证明，对浇筑后的混凝土进行振捣，能排除混凝土因泌水在粗骨料、水平钢筋下部生成的水分和空隙，提高混凝土与钢筋的握裹力，防止因混凝土沉落而出现的裂缝，减少混凝土内部微裂，增加混凝土的密实性，可使其抗压强度提高，从而提高其抗裂性。

3.3.5混凝土的养护。养护是大体积混凝土施工中一项十分关键的工作。大体积混凝土浇筑完成后，加强其表面保温、保湿养护，对防止混凝土的内外温差，防止出现表面裂缝有重要的作用。大体积混凝土的养护阶段防止温度裂缝的措施主要有：①浇筑后2h采用塑料膜对表面覆盖，可有效增加混凝土的表面温度，减少温度差；②混凝土浇筑后，应在终凝后两小时开始进行带水养护，养护期14天以上；③冬季施工时，在结构外露的混凝土表面以及模板外側覆盖保温材料，在缓慢的散热过程中，使混凝土获得必要的强度，以控制混凝土的内外温差小于25℃。为盖一层塑料薄膜和一层3cm厚的防水岩棉被对大体积混凝土进行保温养护。

3.3.6温度检测。要对大体积混凝土进行有效的温度控制，就必须进行科学检测。设置测温点，以便了解内外温差的数据，及时采取相应措施，以保证温度控制的准确性。大体积混凝土测温工作在混凝土浇灌开始进行，7d内每2h测试一次，7d后每4h测试一次，测温天数30d，在浇筑混凝土前预埋温度传感片和测温仪，一般布置上中下三个混凝土内部测温点，从浇筑开始测温，浇筑完后，根据温控指标，及时调整保温、保湿等养护条件。

大体积混凝土温度检测应注意以下几点：

①混凝土的内部温度与表面温度之间、混凝土表面温度与室外最低气温之间的温差均应小于20℃。

②测温工作24h连续进行，专人负责，认真记录所测数据，并由施工现场人员配合，以保证测温工作顺利进行。

③测温工作应连续进行，直至温度变化满足控制要求范围后，方可停止测温。

④测温时，若发现混凝土内部最高温度与表面温度之差达到25℃或温度异常，应及时采取措施控制温差。

4结论

大体积混凝土施工中的主要问题是水泥的水化热使结构产生温度和收缩变形，由此导致产生有害裂缝，因此大体积混凝土施工中的主要任务是控制混凝土温度裂缝，提高混凝土的抗渗、抗裂、抗侵蚀能力，提高结构的耐久年限。实践证明，在优选混凝土原材料、优化设计、改善施工工艺、加强施工过程控制、做好温度检测工作及加强混凝土养护等方面采取有效的措施，完全可以控制和减少大体积混凝土裂缝的产生，从而保证施工质量。

参考文献

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[2]刘贺全，大体积混凝土温度裂缝产生的原因、防止办法及质量控制[J].吉林交通科技.2006.（3）

[3]尤健，大体积混凝土施工技术措施[J].陕西建筑，2006.（9）

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[5]蔡恒茂，孙昌玲．大体积混凝土温度收缩裂缝控制[J]．工程与建设，2007，21（5）:744－747．

混凝土裂缝成因及控制 篇7

对混凝土裂缝成因进行分析并预防控制处理,不仅能确保工程的质量,还能节约社会资源。本文着重对混凝土的温度裂缝和干缩裂缝进行成因分析及预防控制处理,并对其他类型裂缝提出综合预防处理措施。

1 混凝土常见裂缝类型

(1)干缩裂缝混凝土在硬化过程中由于水分蒸发,体积逐渐缩小而产生收缩裂缝。

温度裂缝混凝土硬化期间水泥释放出大量的水化热,内部温度不断上升,在表面产生拉应力,不能自由伸展,在混凝土内部产生拉应力。如养护不周、时干时湿、表面干缩变形受到内部混凝土的约束导致裂缝产生。

(2)基础裂缝勘察设计时对基础地质情况认识不清,或者施工时对基础的处理不恰当,造成施工后超载或地基下沉引起的应力超过混凝土的抗拉强度或结构受力不均匀而局部产生沉降出现裂缝。

(3)施工裂缝施工时活性砂石料配合比不当,造成混凝土水灰比偏大,振捣时过振等使混凝土离析,造成局部过稀过湿、拆模和起吊及加载过早都容易使混凝土出现裂缝。

(4)原材料裂缝活性砂石料的含泥量超过规定标准以及水泥安定性不良导致降低混凝土强度而产生裂缝;混凝土和水泥中含碱量过高,集料发生“碱集料反应”等化学腐蚀以及钢筋锈蚀都可导致钢筋内部膨胀引起开裂。

2 混凝土温度裂缝、收缩裂缝的成因

混凝土是一种脆性材料,抗拉强度是抗压强度的1/10左右。实践证明,裂缝形成的原因主要来自变形、荷载以及材料性质等几个方面,荷载等造成的裂缝约为1/5,绝大多数由温差、收缩、不均匀沉降引起。

2.1 温差裂缝成因

混凝土温度裂缝多出现于大体积中,温度应力的形成过程可分为早期、中期、晚期三个阶段。早期一般为30 d,自混凝土浇筑开始至水泥放热基本结束为止。水泥水化热大量积聚,造成混凝土内部温度升高,表面温度降低,形成内外温差(在没有拆模时,正确的内外温差值是混凝土的中心温度与拆模前混凝土的表面温度之差)。中期自水泥放热基本结束时开始至混凝土冷却到稳定温度时为止。晚期是混凝土完全冷却后的运转时期,混凝土在拆模前后或受寒潮袭击,使表面温度降低很快,造成了温度陡降(骤冷)。由温度所引起混凝土的应力又可分为自生应力和约束应力两种,这两种温度应力往往和混凝土的干缩应力共同产生作用。施工中混凝土最高温度冷却到运转时期的稳定温度内部产生相当大的应力,有时温度应力可超过其他荷载所引起的应力产生裂缝(全部裂开时内部温差仅为12~19℃)。

2.2 收缩裂缝成因

由于原材料不均匀、水灰比不稳定及运输浇筑过程中混凝土的离析现象,导致同一块混凝土板中其抗拉强度不匀,许多抗拉能力较低的薄弱部位易出现裂缝,如现浇楼板的板角处等。

混凝土收缩分为湿度收缩(即干缩)和自收缩。湿度收缩,是混凝土中多余水分的蒸发,随湿度降低、体积减小而产生的收缩,其收缩量占整个收缩量的80%~90%。自收缩,是水泥水化作用引起的体积收缩,即水泥水化作用,使形成的水泥骨架不断紧密,造成体积减小。收缩发展规律是早期快、后期慢,影响收缩的因素很多,主要是水泥掺合料品种与质量、混凝土配合比、化学添加剂以及养护条件等。收缩裂缝的形成与温度裂缝一样,也必须同时存在收缩变形和约束2个条件。最常见的是施工中养护不良,表面干燥过快而内部湿度变化小,表面收缩变形,受到收缩慢的内部混凝土的约束,因此,在构件表面产生较大的拉应力,当拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时,即产生干缩裂缝。

3 混凝土温度裂缝、收缩裂缝的预防

3.1 混凝土温度裂缝的预防

(1)制定合适的允许温差。温度裂缝的主要原因是各种温差太大,为了防止裂缝必须规定各种温差,包括内外温差、内部温差(如果基层是旧混凝土或岩石地基时,应严格控制内部温差,以防产生贯穿裂缝。内部温差允许值一般采用12~20℃。)和温度陡降的允许值(温度陡降会大大增加外层混凝土与内部混凝土的温度梯度,这种温度应力形成较快,徐变的影响较小,所以,温度陡降的允许值应比内外温差小得多。通常采用的温度陡降的允许值是10℃。)在一般的大体积钢筋混凝土结构工程中,如基础的约束不大,内外温差可控制在不超过25℃。

(2)合理选用原材料。尽量选用低热或中热水泥(如矿渣水泥、粉煤灰水泥)配制混凝土,或在混凝土中掺适量粉煤灰,或利用混凝土的后期强度(龄期90~180 d),降低水泥用量以减少水化热。选用级配良好的骨料并严格控制砂、石的含泥量,采用低水灰比,加强振捣,以提高混凝土的密实性和抗拉强度。采用改善骨料级配,用干硬性的混凝土、掺混合料、加引气剂或者塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量。在混凝土中掺缓凝剂减缓浇筑速度,以利于散热。

(3)避开炎热天气浇筑大体积混凝土。必须在热天浇筑时,可采用冰水或深井凉水拌制混凝土或设置简易遮阳装置并对骨料进行喷水预冷却,以降低混凝土搅拌和浇筑的温度。气温高浇灌混凝土时减少浇灌厚度以及每次的浇灌体积,利用浇灌层面散热。分层浇筑混凝土,每层厚度不大于20 cm,以加快热量散发,并使温度分布较均匀,同时也便于振捣密实。在大体积混凝土内,应适当预留一些孔道,采取通冷水或冰气降温。大体积的混凝土中可以埋设水管,通入冷水降温。

(4)大型设备基础,采取分块、分层间隔浇筑(间隔时间为5~7 d,分块厚度为110~115 mm),以利于水化热散发和减少约束作用。或每隔20~30 m,留一条015~110 mm宽的临时间断缝,40 d后再利用干硬性细石混凝土浇筑,以减少温度收缩应力。

(5)冬季施工应加强养护。在寒冷季节,混凝土表面应采取保温措施,以防寒潮袭击。对薄壁结构,要适当延长拆模时间,使之缓慢降温。拆模时块体中间和表面的温差不大于20℃,以防止急剧冷却造成表面裂缝。基础混凝土拆模,要及时回填土。施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或者薄壁结构,在寒冷季节一定要采取保温措施。蒸汽养护构件时,控制升温速度不大于25℃/h,降温速度不大于20℃/h,并缓慢揭盖,及时脱模,避免引起大的温度应力。

(6)在岩石地基或厚大混凝土垫层上,浇筑大体积混凝土时,可在岩石地基或混凝土垫层上浇沥青胶,并撒铺5 mm厚的砂子或铺2层沥青油毡纸以消除或减少约束作用。

(7)规定合理的拆模时间,气温骤降时进行表面保温,以免混凝土表面产生急剧的温度梯度。在混凝土浇筑初期,水化热的散发表面引起相当大的拉应力,此时表面温度比常温高,此时若拆除模板,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迭加,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。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。

(8)加筋预防。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,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,当混凝土内应力达到抗拉强度而开裂时,钢筋的应力将不超过100~200 kg/cm2。因此,在混凝土中想要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、宽度与深度较小了。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。

3.2 混凝土干缩裂缝的预防

(1)混凝土的水泥用量、水灰比、砂率不能过大;应严格控制砂石含量,避免使用过量粉砂;混凝土应振捣密实,并注意对板面进行抹压,在混凝土初凝后、终凝前,可进行二次抹压,以提高混凝土的抗拉强度,减少收缩量。

(2)加强混凝土早期养护并适当延长养护时间。长期露天堆放的预制构件,覆盖草帘、草袋,避免暴晒,定期适当洒水。薄壁构件应在阴冷地方堆放并覆盖,避免过大湿度变化。

(3)浇筑混凝土前,将基层和模板浇水湿透。混凝土浇筑后,对裸露表面应及时用潮湿材料覆盖,认真养护。在气温高、湿度低、风速大的气候下施工时,浇注混凝土后应及早进行喷水养护,使其保持湿润。大面积混凝土应浇完一段养护一段。当表面发现微细裂缝时应及时抹压一次,再覆盖养护。

(4)对于预制钢筋混凝土构件,可在裂缝表面涂环氧胶泥或粘贴环氧玻璃布封闭处理。

(5)现浇混凝土时,也可适当加入膨胀剂补偿收缩。

(6)可在混凝土中掺加聚丙烯晴纤维材料。纤维掺入后对混凝土主要的阻裂作用体现在有效地阻止了混凝土中因塑性变形、干缩等原因引起的原生裂缝的产生和发展。

4 混凝土温度裂缝、收缩裂缝的处理方法

温度裂缝和收缩裂缝对钢筋产生的附加应力一般很小,对结构的承载力影响较小。但当裂缝宽度超过一定限度时,就会造成钢筋锈蚀,影响结构构件的耐久性能。对于表面裂缝的处理,可在裂缝稳定后采用涂刷2遍环氧胶泥、加贴玻璃纤维布、抹(喷)水泥砂浆等方法,进行表面封闭处理。对有整体性、防水、防渗要求的结构,缝宽大于10 mm的或贯穿的裂缝,应根据裂缝可灌程度用水泥灌浆或化学注浆等方法进行补缝处理。对于宽度大于10 mm的裂缝,由于水泥水化后期生成的氢氧化钙、硫铝酸钙等物质使裂缝自行愈合,一般可不进行处理。

5 混凝土其他类型裂缝的综合预防处理

(1)在结构设计时合理布置伸缩缝、沉降缝的位置。

(2)在板角增加辐射筋。

(3)加强原材料的控制。

(4)对混凝土的施工工艺严加控制。

(5)正确使用外加剂。

6 结语

混凝土裂缝控制是一项系统工程,虽然混凝土产生裂缝的原因较多,但只要多分析研究、找出原因、采取正确的措施,不断提高施工技术,不断积累施工经验,采用科学的方法,施工时加大管理力度,增强责任心,提高质量意识,结合多种预防处理措施,混凝土的裂缝是完全可以控制的。

参考文献

[1]徐清,余萍,刘育.混凝土裂缝的成因及其预防控制处理[J].有色金属设计,2005(4)

[2]李斌.混凝土裂缝的预防与处理[J].攀枝花学院学报,2005(12)

[3]马振新.大体积混凝土裂缝产生的原因分析与裂缝防治措施[J].甘肃科技纵横,2005(4)

混凝土裂缝成因及控制 篇8

1 裂缝产生机理

1.1 温度裂缝

在混凝土凝固过程中, 水泥水化会释放大量的水化热, 从而使混凝土内部的温度随之上升。水工大体积混凝土结构在内外环境温差的作用下, 结构内温度会随时间增长而降低, 直至达到多年平均气温水平。混凝土的温度变化过程分为温升、冷却降温、稳定三个阶段。[1]水工大体积混凝土的温度变化会引起温度变形, 受到约束产生温度应力, 当拉应力超过抗拉强度时产生裂缝。

1.2 沉降裂缝

结构地基质地不均、不密实、平整度差, 或者回填土压实度不满足强度要求, 地基会产生不均匀沉降, 或者模板下滑等变形所引发大体积混凝土结构裂缝。尤其夏季雨后, 在结构薄弱的地方极易有裂缝产生。

1.3 收缩裂缝

收缩裂缝是由于水泥中水分大量蒸发产生的裂缝。混凝土的拌和水中, 约20%的水分是水泥硬化所必须的, 其余80%的水分要蒸发。[2]混凝土浇筑凝结前, 在高温、大风的作用下表面失水过快, 产生塑性收缩, 形成中部宽、两端窄的塑性裂缝;浇筑后, 结构表面失水快、变形大, 内部失水少、变化小, 随着水泥凝结, 结构表面拉应力增加, 结构受到变形的影响, 而出现干缩裂缝。

除了上述裂缝成因以外, 产生裂缝还有冻害、施工技术、材料选择和配合比、外力作用、骨料反应等因素。

2 工程案例分析

2.1 工程概要

十二孔闸位于河北省任丘市大树刘庄村东白洋淀千里堤上, 是一座具有防洪、引水灌溉及引水补淀综合利用的水利工程。原闸始建于1958年, 为砂质地基, 方形箱式砖石涵结构形式, 12孔2×2m涵洞。由于工程始建标准低、质量较差, 经过几次除险加固工程均未根除隐患, 存在绕渗、下游消能防冲能力低等问题, 为保证防洪及下游安全, 发挥引水灌溉和引水补淀效益, 于2010年8月开始改建。改建后闸型为涵洞式水闸, 洞身为4孔3×3m钢筋混凝土箱涵结构, 改建后仍沿用“十二孔闸”名称。十二孔闸主要建筑物级别为1级, 次要建筑物为3级, 设计洪水位9.0m (85高程) , 引水灌溉设计流量为48m3/s, 引水补淀设计流量为30m3/s, 洪水标准为100年一遇, 洪水水位为10.48m。[3]

2.2 施工情况与裂缝分析

十二孔闸2010年的改建工程中, 混凝土施工工艺流程为:舱面准备;测量、验收;混凝土拌制;混凝土运输入仓;混凝土平仓振捣;抹面;拆模、养护;伸缩缝处理。在混凝土施工过程中面临可能导致裂缝的因素大致分为以下几点:

(1) 基础因素

十二孔闸改建工程为原址重建工程, 地质结构为粘性土单一结构, 分布较稳定。由于新建工程防洪级别提高, 纵向距离增加到107.6m, 较原工程的56m大幅增加。[3]经河北省水利勘测设计院先后两次实地勘测, 新工程消力池以下为沙壤土地基, 易造成局部混凝土产生裂缝甚至垫层塌方。

(2) 混凝土质量因素

为确保“引黄补淀”如期通水目标 (2010年11月) , 十二孔闸改建工程主体计划工期为2010年8月9日至10月15日。工期短造成混凝土施工方案中混凝土供应方式为外购商品混凝土, 如不能对外购混凝土进行质量严格控制, 易造成混凝土质量不达标或提前拆模出现施工冷缝。

(3) 气温因素

该工程主体工程 (上下游底板、胸墙、翼墙、涵洞、闸墩) 施工工期处在夏末秋初, 混凝土浇筑拌合、运输、浇筑过程中面临着高温影响。

(4) 荷载因素

该工程位于白洋淀千里堤中段, 是附近居民交通要道, 特别须满足水产养殖运输重车通行要求。涵洞顶板浇筑完成后, 改建工程须恢复交通。此情况对涵洞顶板配筋、浇筑、养护提出更高要求, 如浇筑的混凝土不能满足荷载要求, 易产生裂缝。

2.3 裂缝防治控制

针对上述问题, 为避免十二孔闸改建工程大体积混凝土结构产生裂缝, 采取了以下控制措施:

(1) 基础施工与处理

在工程下游, 主体工程四周设置排水井, 采用块石过滤, 机泵排水, 加速地基的固结, 保证地基的稳定性, 防止因不均匀沉降产生的混凝土裂缝。对消力池以下基础工程采用置换法加以处理:开挖部分原沙壤土地基, 换填粘土地基, 夯实基础, 保证基础的平整性和密实性;在粘土基础上均匀平铺100cm厚条石, 用混凝土浇筑一体, 保证地基强度, 防止不均匀沉降产生混凝土裂缝。顶板浇筑不分仓, 采用通体一次性浇筑完成, 浇筑过程中加强浇捣, 保证密实度。

(2) 混凝土质量保证

本工程采用水工防渗商品混凝土, 每批商品混凝土进入施工现场, 施行厂家提供检验报告, 施工单位送检, 监理单位督察, 建设单位抽查的管理办法, 确保进场成品混凝土的各项指标稳定合格。浇筑前, 科学计算混凝土需求量, 充足报备, 防止连续浇筑过程中混凝土断供耽误时间而造成施工冷缝。

(3) 温度因素防控

夏季浇筑施工尽量控制在早、晚两个时段, 避免在正午高温环境下进行, 如果必须在高温环境下作业, 应当搭建凉棚, 同时喷洒水雾。采用低热硅酸盐水泥, 在罐车运输过程中加入冰块降温, 加入缓凝剂控制凝结时间。

(4) 荷载应力因素控制措施

为满足抗压强度要求, 防止混凝土裂缝的产生, 改建工程涵洞顶板的浇筑选用标号为C60的高强度混凝土, 选用优质骨料, 添加水泥用量0.5%的高效减水剂。工程拆模后采用麻袋覆盖并洒水保湿, 养护28天, 避免高温、大风造成不利影响。

2.4 运行情况

十二孔闸改建工程2010年12月7日投入使用后, 经过五年的运行, 工程状况良好, 运行正常, 未发现重大质量隐患, 达到了设计标准。在2010-2012年度引黄补淀工程中发挥了显著效益, 累计为白洋淀补水近1.4亿m3;在2012年“7.21”防汛期间运行良好, 有效发挥了自身防洪功能。

3 结束语

大体积混凝土裂缝研究是水利工程研究的热点, 通过对裂缝成因分析及控制措施研究, 有利于系统掌握裂缝控制方面的技术方法, 有利于指导水利工程实践。

参考文献

[1]袁光裕, 胡志根.水利工程施工[M].北京:中国水利水电出版社, 2009.

[2]孔祥勤.论混凝土裂缝的预防与处理[J].吉林水利, 2004, 12:43-44.

混凝土裂缝成因及控制 篇9

1 裂缝形成的原因

虽然钢筋混凝土结构裂缝的成因复杂而繁多, 甚至是多种因素相互影响, 但每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要原因。混凝土桥梁裂缝的种类, 按其产生的原因, 大致可分为如下几种:

1.1 荷载。

混凝土桥梁在常规静、动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝, 归纳起来主要有直接应力裂缝、次应力裂缝两种。直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝。次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生裂缝。实际工程中, 次应力裂缝是产生荷载裂缝的最常见原因。次应力裂缝多属张拉、劈裂、剪切性质。次应力裂缝也是由荷载引起, 按常规一般不计算, 但随着现代计算手段的不断完善, 次应力裂缝也是可以做到合理验算的。

1.2 收缩。

实际工程中, 混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。在混凝土收缩种类中, 塑性收缩和缩水收缩 (干缩) 是发生混凝土体积变形的主要原因。研究表明, 影响混凝土收缩裂缝的主要因素有:水泥品种、标号及用量、骨料品种、水灰比、外掺剂、养护方法、外界环境、振捣方式及时间。

1.3 温度变化。

混凝土具有热胀冷缩性质, 当外部环境或内部温度发生变化, 混凝土将发生变形, 若变形遭到约束, 则在结构内将产生应力, 当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。在某些大跨径桥梁中, 温度应力可以达到甚至超出活载应力。温度裂缝区别其他裂缝最主要的是它将随温度变化而扩张或合拢。引起温度变化主要因素有:年温差、日照、骤然降温、水化热、蒸汽养护或冬季施工措施不当等。

1.4 地基变形。

由于基础竖向不均匀沉降或水平方向位移使结构内产生附加应力, 当其超出混凝土结构的抗拉能力时导致的结构开裂。基础不均匀沉降的主要原因有:结构基础类型差别大, 在同一联桥梁中, 混合使用不同基础如扩大基础和桩基础, 或采用桩基础但桩径或桩长差别大时, 或采用扩大基础但基底标高差异大时, 均可能引起地基不均匀沉降;分期建造的基础, 在原有桥梁基础附近新建桥梁时, 如分期修建的左右半幅桥梁, 新建桥梁荷载或基础处理时会引起地基土重新固结, 均可能对原有桥梁基础造成较大沉降;地基冻胀, 在0°以下的条件下, 含水率较高的地基土因冰冻膨胀, 一旦温度回升、冻土融化, 会使地基下沉, 因此, 地基的冰冻或融化均可能造成不均匀沉降。

1.5 钢筋锈蚀。

由于混凝土质量、施工控制较差或保护层厚度不足, 混凝土保护层受二氧化碳侵蚀碳化至钢筋表面, 使钢筋周围混凝土碱度降低, 或由于氯化物介入, 钢筋周围氯离子含量较高, 均可引起钢筋表面氧化膜破坏发生锈蚀反应, 由于锈蚀, 使得钢筋有效断面面积减小, 钢筋与混凝土握裹力削弱, 结构承载力下降, 并将诱发其它形式的裂缝, 加剧钢筋锈蚀, 导致结构破坏。

1.6 施工工艺质量。

1.6.1施工前对支架压实不足或支架刚度不足, 浇筑混凝土后支架不均匀下沉。1.6.2施工时模板刚度不足, 在浇筑混凝土时, 由于混凝土自重和侧向压力的作用使得模板变形。1.6.3采用胶囊内模的空心板等构件施工时, 胶囊移位导致构件尺寸与设计尺寸不同。1.6.4混凝土搅拌、运输时间较长, 使水分蒸发较多, 引起混凝土坍落度过低。1.6.5混凝土振捣不密实、不均匀, 出现蜂窝、麻面、空洞, 导致截面削弱、钢筋锈蚀或其他荷载裂缝。1.6.6混凝土初期养护时表面急剧失水干燥。1.6.7混凝土早期受冻, 使构件表面出现裂纹或局部剥落或脱模后出现空鼓现象。1.6.8施工时拆模过早, 混凝土强度不足, 使得构件在自重或施工荷载作用下产生裂缝。1.6.9预制构件在运输、堆放时, 受力状态与设计不一致, 或运输过程中剧烈颠撞, 吊装时吊点位置不对, 桁架等侧向刚度较小的构件, 侧向无可靠的加固措施等, 均可能产生裂缝。

2 裂缝的控制措施

2.1 设计方面。

2.1.1设计中的“抗”与“放”。所谓“抗”就是处于约束状态下的结构, 没有足够的变形余地时, 为防止裂缝所采取的有力措施。“放”就是结构完全处于自由变形无约束状态下, 有足够变形余地时所采取的措施。设计人员应灵活地运用“抗———放”结合、或以“抗”为主、或以“放”主的设计原则, 来选择结构方案和使用的材料。2.1.2设计中应尽量避免结构断面突变带来的应力集中。如因结构或造型方面原因等而不能回避时。应做局部处理, 如在转角处做圆角, 突变处做成渐变过渡, 同时考虑加强构造配筋, 转角处增配斜向钢筋, 对于较大孔洞有条件时可在周边设置护边角钢。2.1.3积极采取补偿收缩混凝土技术。在常见的混凝土裂缝中, 有相当部分都是由于混凝土收缩而造成的。要解决由于收缩而产生的裂缝, 可在混凝土中扣掺用膨胀剂来补偿混凝土的收缩, 实践证明, 效果是很好的。2.1.4对于大体积混凝土, 建议在设计中考虑采用60天龄期混凝土强度值作为设计值, 以减少混凝土单方用灰量。并积极采用各类行之有效的混凝土掺合料。

2.2 材料选择方面。

2.2.1根据结构的要求选择合适的混凝土强度等级及水泥品种、等级, 尽量避免采用早强高的水泥。2.2.2采用掺和料和混凝土外加剂目前已作为混凝土的第五、六大组份, 可以明显地起到降低水泥用量、降低水化热、改善混凝土的工作性能和降低混凝土成本的所用。2.2.3正确掌握好混凝土补偿收缩技术的运用方法。对膨胀剂应充分考虑到不同品种、不同掺量所起到不同膨胀效果。应通过大量的试验确定膨胀剂的最佳掺量。

2.3 温度变化引起裂缝的控制。

2.3.1年温差引起的纵向位移可通过桥面伸缩缝、支座位移或设置柔性墩等构造措施相协调, 消除位移限制就不会产生应力而导致裂缝。2.3.2日照及骤然降温引起的应力计算可采用设计规范或参考实桥资料进行, 通过设计消除由此而引起的应力。2.3.3对于水泥水化热, 施工应因根据实际情况, 尽量选择水化热低的水泥品种, 限制水泥单位用量, 减少骨料入模温度, 降低没外温差, 并缓慢降温, 必要时采用循环冷却系统进行内部散热, 或采用薄层连续浇筑混凝土以加快散热。

2.4 现场施工操作方面。

2.4.1浇捣工作:浇捣时, 振捣捧要快插慢拔, 根据不同的混凝土坍落度正确掌握振捣时间, 避免过振或漏振, 时间过短, 振捣不密实, 形成混凝土强度不足或不均匀;时间太长, 造成分层, 粗骨料沉人底层, 细骨料留在上层, 强度不均匀, 上层易产生裂缝。应提倡采用二次振捣、二次抹面技术, 以排除泌水、混凝土内部的水分和气泡。2.4.2混凝土养护:在混凝土裂缝的防治工作中, 对新浇混凝土的早朗养护工作尤为重要, 为保证混凝土在早期尽可能少产生收缩, 主要是控制好构件的湿润养护, 对于大体积混凝土, 有条件时宜采用蓄水或流水养护。养护时间为14~28天。2.4.3混凝土的降温和保温工作:对于厚大体积棍凝土, 施工时应充分考虑水泥水化热问题。采取必要的降温措施 (埋设散热孔、通水排热等) , 避免水化热高峰的集中出现、降低峰值。浇捣成型后, 应采取必要的蓄水保温措施, 表面覆盖薄膜、湿麻袋等进行养护, 以防止由于混凝土内外温差过大而引起的温度裂缝。

3 结论

钢筋混凝土桥梁的裂缝控制问题是建筑工程中很重要的问题之一。实践证明, 混凝土早期裂缝应以预防为主, 只要采取一定的设计和施工措施, 认真分析形成的原因, 采取正确的方法予以防范, 后期进行认真细致的修补, 是完全可以将钢筋混凝土桥梁的裂缝控制在允许的范围之内的。

参考文献

[1]孙锦标.混凝土桥梁裂缝成因综述[J].林业建设, 2007 (5) :56-60.

[2]祁永峰.钢筋混凝土桥梁裂缝的成因和处理措施[J].科技资讯, 2007 (29) :17.

[3]彭程.浅谈桥梁施工裂缝的成因、控制及修补工艺[J].科技信息, 2007 (29) :127.

混凝土裂缝成因及控制 篇10

大体积混凝土其主要特点是体积大、表面积小, 由于水泥水化热引起混凝土浇筑内部温度和温度应力剧烈变化, 而导致混凝土发生裂缝现象, 影响结构安全和正常使用, 所以必须认真对待, 从根本上加以分析, 采取有效措施来保证工程质量。

1大体积混凝土施工裂缝产生原因

1.1 温度原因

(1) 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, 内部温度不断上升, 使混凝土表面和内部温差较大, 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。

(2) 由于结构温差较大, 受到外界的约束引起的。当大体积混凝土浇筑在约束地基 (例如桩基) 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。

1.2 收缩裂缝

混凝土浇筑成型后, 养护工作不到位, 没有及时地进行表面履盖, 表面水份散失过快, 导致混凝土内部与外部不均匀收缩。其表面干收缩大于其内部干收缩值。由于此干缩快慢差而形成的混凝土表面拉应力, 也是混凝土产生裂缝的重要原因。主要表现在振捣不密实或者骨料下沉, 表层浮浆过多, 混凝土浇筑后, 没有及时抹压 (特别是初凝前的二次抹压) , 且表面覆盖不及时, 受风吹日晒, 表面水份散失快, 产生干缩, 混凝土早期强度又低, 不能抵抗这种变形而导致开裂。

1.3 钢筋锈蚀引起的裂缝

由于混凝土质量较差或保护层厚度不足, 混凝土保护层受二氧化碳侵蚀炭化至钢筋表面, 使钢筋周围混凝土碱度降低, 或由于氯化物介入, 钢筋周围氯离子含量较高, 均可引起钢筋表面氧化膜破坏, 钢筋中铁离子与侵入到混凝土中的氧气和水分发生锈蚀反应, 其锈蚀物氢氧化铁体积比原来增长约2～4倍, 从而对周围混凝土产生膨胀应力, 导致保护层混凝土开裂、剥离, 沿钢筋纵向产生裂缝, 并有锈迹渗到混凝土表面。

1.4 施工材料质量引起的裂缝

混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加剂组成。混凝土所采用材料质量不合格, 可能导致结构出现裂缝。

1.5 施工工艺质量引起的裂缝

在混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程中, 若施工工艺不合理、施工质量低劣, 容易产生纵向的、横向的、斜向的、竖向的、水平的、表面的、深进的和贯穿的各种裂缝, 特别是细长薄壁结构更容易出现。

2大体积混凝土施工裂缝的控制措施

2.1 混凝土组成材料的要求

(1) 水泥品种的选用。

水泥应选用水化热低和凝结时间长的水泥, 如低热矿渣硅酸盐水泥、中热矿渣硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥等, 当采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥时, 应采取相应措施延缓水化热的释放。

(2) 细骨料。

配制大体积混凝土, 应选用细度模数在2.7～3.1之间的含泥量最低的中粗砂, 含泥量<2%。

(3) 粗骨料。

石子应采用连续级配、良好粒级的弹性模量低的骨料, 优先选用5～40 mm石子, 减少混凝土收缩, 含泥量<1%, 符合筛分曲线要求, 骨料中针状和片状<15% (重量比) 。

(4) 外掺剂。

为满足和易性和减缓水泥早期水化热发热量的要求, 宜在大体积混凝土中掺入适量的缓凝型减水剂。除加入减水剂外, 有些混凝土还要根据需要加入其他外加剂, 如掺入适量的微膨胀剂, 使混凝土得到补偿收缩, 减少混凝土的温度应力。在尽量少用水泥的基础上, 掺入一定量的粉煤灰, 以保证胶凝材料的总量。掺入适量的优质粉煤灰可以代替和节约水泥, 一般掺量为水泥重量的15～20%。粉煤灰在混凝土中主要起物理填充作用, 加强了粉末效应, 增加了混凝土的密实度, 改善施工性能, 减少混凝土的泌水和离析现象, 减少收缩。粉煤灰还能够延缓水化热峰值的出现, 降低温度峰值。粉煤灰和减水剂同时掺入混凝土中, 可以降低水灰比, 减少水泥浆量, 提高混凝土的可泵性。

2.2 大体积混凝土配合比的设计

大体积混凝土一般采用泵送工艺浇筑, 因此在满足可泵性前提下, 尽量降低砂率, 砂率最佳值为0.33, 以合理粗细骨料的比例, 砂率过高意味着细骨料多, 粗骨料少, 增加了收缩, 对抗裂不利。坍落度尽量选择小值, 一般控制在100～140 mm, 以减少收缩变形。

2.3 施工过程的控制

混凝土的抗拉强度远小于抗压强度, 这是混凝土容易开裂的内在因素。普通混凝土极限拉伸离散性很大, 因此在施工中必须创造条件, 确保混凝土均匀密实。

(1) 控制混凝土的出机温度和浇筑入模温度。混凝土原材料中, 砂石与水对出机温度影响最大, 在气温较高时, 宜在砂石堆场设置简易遮阳棚, 必要时可采用向骨料喷水等措施。在输送泵送时采取降温措施, 如在水平输送管道上铺草包喷水。冬季施工时, 大体积混凝土一般宜在正温搅拌和正温浇筑, 并靠自身水化热进行蓄热保温。

(2) 混凝土浇筑顺序的安排, 以薄层连续浇筑以利散热, 不出现冷缝为原则。常采用的方法有以下几种:

1) 全面分层。即在第一层全面浇筑完毕后, 再回头浇筑第二层, 此时应使第一层混凝土还未初凝, 如此逐层连续浇筑, 直至完工为止。这种方案适用于结构平面尺寸不太大, 施工时从短边开始, 沿长边推进比较合适。必要时可分成两段, 从中间向两端或从两端向中间同时进行浇筑。

2) 分段分层。混凝土浇筑时, 先从底层开始, 浇筑至一定距离后浇筑第二层, 如此依次向前浇筑其他各层。由于总的层数较多, 所以浇筑到顶后, 第一层末端的混凝土还未初凝, 又可以从第二段依次分层浇筑。这种方案适用于单位时间内要求供应的混凝土较少, 结构物厚度不太大而面积或长度较大的工程

3) 斜面分层。要求斜面坡度不大于1/3, 适用于结构艮度大大超过厚度3倍的情况。混凝土从浇筑层下端开始, 逐渐上移。混凝土的振捣也要适应斜面分层浇筑工艺, 一般在每个斜面层的上、下各布置一道振动器。上面的一道布置在混凝土卸料处, 保证上部混凝土的捣实。下面一道振动器布置在近坡脚处, 确保下部混凝土密实。随着混凝土浇筑的向前推进, 震动器也相应跟上。

(3) 宜尽可能采用二次振捣工艺, 以提高混凝土密实度和抗拉强度, 对大面积的板面要进行拍打振实, 去除浮浆, 实行二次抹面, 以减少表面收缩裂缝。浇筑振捣过程中的泌水应予排除。

2.4 加强养护和温控措施

养护是大体积混凝土施工中一项十分关键的工作。养护主要是保持适宜的温度和湿度, 以便控制混凝土内表温差, 促进混凝土强度的正常发展及防止混凝土裂缝的产生和发展。温度控制就是对混凝土的浇筑温度和混凝土内部的最高温度进行人为的控制。在混凝土养护阶段的温度控制应遵循以下几点。

(1) 混凝土的中心温度与表面温度之间、混凝土表面温度与室外最低气温之间的差值均应小于20 ℃;当结构混凝土具有足够的抗裂能力时, 不大于25～30 ℃。

(2) 混凝土拆模时, 混凝土的温差不超过20 ℃。其温差应包括表面温度、中心温度和外界气温之间的温差。

(3) 采用内部降温法来降低混凝土内外温差。内部降温法是在混凝土内部预埋水管, 通入冷却水, 降低混凝土内部最高温度。冷却在混凝土刚浇筑完时就开始进行, 还有常见的投毛石法, 均可以有效地控制因混凝土内外温差而引起的混凝土开裂。

(4) 保温法是在结构外露的混凝土表面以及模板外侧覆盖保温材料 (如草袋、锯木、湿砂等) , 在缓慢的散热过程中, 使混凝土获得必要的强度, 以控制混凝土的内外温差小于20 ℃。

(5) 混凝土表层布设抗裂钢筋网片, 防止混凝土收缩时产生干裂。

3结论

大体积混凝土结构的施工技术与措施直接关系到混凝土结构的使用性能, 若不能很好的了解大体积混凝土结构开裂的原因以及掌握应对此类问题所采取的相应施工措施, 那么实际生产当中就很难保证施工质量。在大体积混凝土施工浇筑中, 通过优化混凝土的配合比, 选用良好级配的骨料, 严格控制砂石质量, 降低水灰比, 以降低混凝土最高温升, 降低混凝土所受的拉应力, 在过程中加强管理、严格要求、精心操作, 才能确保混凝土施工质量。

摘要：本文论述了大体积混凝土施工裂缝产生原因及控制措施, 以供参考。

关键词：混凝土,裂缝原因,控制措施

参考文献

[1]钢筋混凝土结构设计规范[S].

[2]赵志缙, 赵帆.高层建筑施工 (第2版) [M].北京:中国建筑工业出版社, 2009.

混凝土裂缝成因及控制 篇11

关键词：房屋建筑；混凝土；裂缝成因；控制对策

众所周知，混凝土在建筑施工中的作用是非常重要的。一般地说，混凝土是由多种材料相互混合而得到的一种建筑材料。为进一步提升混凝土施工质量，首要要由混凝土材料开始着手。而且在相关材料选择和配制比确定上，都必须严格按照规范标准进行。另外，有时已浇注完成的混凝土可能出现大量微小空隙，进而导致混凝土出现大量的裂缝。尽管最初裂缝较小，但在受外界多种因素影响之后，裂缝会逐渐扩大。这样一来，会对房屋建筑工程整体质量产生一定的影响。

一、关于房屋混凝土裂缝成因的探究

（一）因设计不科学而出现的裂缝

在房屋建筑工程进入施工阶段之前，设计者应结合具体施工要求配制混凝土。但在实践操作过程中，混凝土结构断面极易产生突变状况。这样一来，应力则主要集中到局部混凝土表层，导致混凝土产生裂缝。所以，在配制阶段，施于混凝土表面的应力值要满足混凝土实际承载力情况。另外，若钢筋配筋不达标，也可能会使混凝土出现大量裂缝。

（二）原材料质量不合格而出现的裂缝

一方面，在浇注混凝土阶段，因水的质量不达标，从而有可能对混凝土施工质量产生巨大影响。当水质中的含大量氯元素时，待混凝土成型之后，可能会腐蚀钢筋，这样便使混凝土出现的裂缝；另一方面，在材料配制过程中，砂石比例不均匀也可能造成裂缝的产生。如果砂石含量超出标准要求，混凝土硬度会大大降低。以致于在混凝土成型之后，在其表层产生了一些不规则裂缝。

（三）因塑性收缩而出现的裂缝

受气候变化的影响，对混凝土施工质量也会造成一定影响。例如：在遇到高温或大风天气时，混凝土极易产生裂缝，而且通常裂缝中间相对较粗，形状、大小都不是非常的规则。结合具体情况分析，此类裂缝最长达3m，最短也在30cm左右。这是因为在相对恶劣的环境下，混凝土表层相对干燥一些，这样便产生了塑性收缩，同时增大混凝土内部压力。因混凝土内外部应力分布不均匀，导致其整体出现变形。当内外压强度较大时，则出现了裂缝。

（四）施工阶段出现的裂缝

在混凝土施工阶段，因施工工序错误将造成混凝土表层出现裂缝；在拆除混凝土模板时，若存在操作不合理的情况，也可能产生裂缝；混凝土保护层在安装时，因规格不满足要求或是绑扎不牢固，导致混凝土内部钢筋在完成混凝土浇注之后，位置出现变化，这样也会导致裂缝产生。

（五）使用階段产生的裂缝

在混凝土投入使用一段时间后，受下列几种因素影响，也极有可能产生裂缝。第一，承载力大于设计负荷承载量，导致裂缝产生；第二，长时间受外界环境的影响，对混凝土表层产生一定破坏，引发裂缝的产生；第三，受地震、洪涝等自然因素影响，也可能导致混凝土裂缝的出现。

二、有效控制房屋建筑工程混凝土裂缝产生的对策

通过上述分析，我们可知导致房屋建筑工程混凝土裂缝产生的原因是来自多方面的。其中包含一些外在因素，也涉及到一些内在因素。并且也有自然因素和人为因素的影响。因此，针对不同因素的影响，我们采取不同的控制对策。

（一）选用高质量的原材料

因混凝土是由多种相关材料按相应比例配制而成的。因此，在材料使用阶段，必须针对水泥释放的热量进行有效控制。这样，才能避免因水泥质量不达标而造成混凝土裂缝的产生。而且对于高质量的水泥来说，可大大降低混凝土裂缝的产生。除此之外，粗估聊中含泥量、含碱量等都对混凝土浇注质量产生巨大影响。

（二）选用科学、合理的配制比

对于操作者来说，必须参照施工设计图纸要求予以浇注，并且认真将试配工作做好。此外，对于混凝土浇注的每个细节要进行有效控制。保证浇注材料和试配材料相一致。在浇注时，要结合气候、施工现场环境等，可适当在混凝土混合料中掺入一定量的外加剂，这样可大大增强混凝土和易性、塑性收缩等功能。如果可将上述工作做好，那么对降低混凝土裂缝的产生是极其有利的。

（三）定期对混凝土进行养护

在房屋建筑工程施工阶段，混凝土养护也是非常重要的一项工作。而且这也是施工阶段的重点与难点。事实上，混凝土养护做得好，对温度裂缝的产生有抑制作用。另外，在混凝土养护阶段，温差降低可对混凝土塑性收缩功能产生积极影响。例如：温差的降低，可提升混凝土强度，同时也提升了混凝土应力松弛能力。因此，操作者对混凝土内外温差予以有效控制，一般来说，混凝土内外温差的最佳值在25摄氏度。

三、结语

总体来说，通过上述分析，我们已对房屋建筑工程裂缝产生与控制有更深层次的了解。在知晓混凝土裂缝产生原因之后，必须认真做好混凝土裂缝控制。只有这样，才能确保混凝土施工质量。由此看来，混凝土裂缝的控制将对房屋建筑整体施工产生至关重要的影响。为进一步促进我国建筑事业的顺利发展，必须对混凝土裂缝成因和裂缝控制工作给予高度重视这样，才能使建筑事业走可持续发展道路。因而，文章作者结合自身多年实践经验，主要针对房屋建筑工程的混凝土裂缝成因和控制对策进行详细探究和分析，希望可以对读者产生一些积极影响。与此同时，还可以为我国今后建筑施工提供更多有价值的参考和借鉴，为建筑施工企业赢得更大的经济效益与社会效益。

【参考文献】

[1]赵章明.探讨房屋建筑工程混凝土裂缝成因及控制措施[J].城市建设理论研究（电子版），2013（19）：114-115

[2]邢凯军.探讨房屋建筑工程混凝土裂缝成因及控制措施[J].魅力中国，2013（11）：116-117

[3]王达俊.房屋建筑工程混凝土裂缝成因及施工控制措施[J].城市建筑，2013（14）：145-146

混凝土裂缝成因及控制 篇12

一、早期裂缝产生的原因

混凝土早期裂缝, 是指混凝土在受力之前就已有的裂缝, 是混凝土在硬化过程中就有的裂缝。这是因为混凝土中的水泥石和骨料会在温度变化的条件下产生不均匀的体积变化, 而它们又黏结在一起不能自由变形, 于是形成相互之间的约束应力, 一旦此约束应力大于水泥石和骨料间的黏结强度以及水泥石自身的抗拉强度, 就会产生裂缝。

1. 化学收缩。

在硬化过程中, 由于水泥水化产物的体积小于反应物 (水和水泥) 的体积而引起混凝土产生的收缩, 称为化学收缩。其收缩量随混凝土龄期的延长而增加, 大致与时间的对数成正比, 一般在混凝土成型后40d内收缩量增加较快, 以后逐渐稳定。这种收缩不可恢复, 化学收缩值很小, 对混凝土结构本身没有破坏作用, 但在混凝土内部可能产生微细裂缝。

2. 温度应力。

在混凝土硬化初期, 由于水泥水化放出较多的热量, 混凝土又是热的不良导体, 散热速度慢, 聚集在混凝土内部的热量使温度升高, 造成内部膨胀和外部收缩互相制约, 混凝土表面将产生很大的拉应力, 严重时使混凝土开裂, 产生裂缝。

3. 干燥收缩。

混凝土处于干燥环境时, 首先发生毛细管的游离水蒸发, 使毛细管内形成负压。随着空气湿度的降低, 负压随之增加, 产生收缩力, 导致混凝土整体收缩。当毛细管内水蒸发完后, 若继续干燥, 还会使吸附在胶体颗粒上的水蒸发。由于分子引力的作用, 粒子间距离小, 引起胶体收缩, 这种收缩称为干燥收缩。

4. 塑性收缩。

混凝土成型后尚未凝结硬化时属于塑性阶段, 在此阶段往往会由于表面失水而产生收缩, 这种收缩称为塑性收缩。新拌混凝土若表面失水速率超过内部水分向表面迁移的速率时, 会使毛细管内部产生负压, 因而使浆体中固体粒子间产生一定的引力, 这便产生了塑性收缩。如果引力不均匀作用于混凝土表面, 则表面将产生裂纹。

5. 其他原因。

(1) 设计不当产生的裂缝。为追求建筑物的外观样式, 一些建筑物表面设计过多阴阳角, 阴角应力集中导致出现裂缝。一些超长建筑物, 也易出现伸缩裂缝。

(2) 施工方法不规范。例如, 混凝土浇筑间歇过长, 超过了规范规定, 致使新旧混凝土间出现施工缝, 施工缝处理不好则可能在施工缝部位出现早期裂缝;在混凝土初凝阶段振动模板, 使模板产生移位, 也会使结构产生裂缝;施工时拆模过早, 混凝土强度未达到设计要求就提前加荷, 构件过载使混凝土出现早期裂缝。

二、防治混凝土早期裂缝的措施

从工程实践来看, 混凝土早期裂缝的产生原因主要是由于原材料选择不当、配合比不当、材料质量把关不严、称量不准、施工、养护没有严格按照施工规范等综合因素造成的, 上述因素导致混凝土强度不高、耐久性不良, 即所谓的高性能混凝土性能不高, 致使工程设施使用寿命下降。为此, 要做好以下防治工作。

1. 尽量选用收缩性较低、低热或中热水泥。

要根据工程环境、工程所处的部位, 合理选择水泥品种。为防止混凝土由于塑性收缩、干燥收缩、温度变形产生裂缝, 应尽可能采用收缩性较低的低热或中热水泥。如, 在大体积混凝土中, 多选用硅酸二钙含量高的低热水泥。

2. 改善骨料级配, 降低水灰比。

可采用干硬性混凝土、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;在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。

3. 改善混凝土的搅拌加工工艺。

改变混凝土各材料进入搅拌机的顺序, 如先将水泥、砂子、石子加入搅拌机干拌1~2min, 然后加入部分拌和水搅拌1~2min, 再加入剩余的拌和水, 同时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, 以改善混凝土拌和物的流动性、保水性, 降低水化热, 从而减少早期裂缝。

4. 采用合理的施工方法。

拌制混凝土时, 一定要严格控制原材料的质量与计量, 尽量降低混凝土拌和物出机口温度;浇筑过程中, 要进行振捣密实, 浇筑完毕后, 表面要压实、抹平;混凝土施工间歇最长时间不得超过相关规定, 如超过规定, 需留施工缝;混凝土达到设计强度后, 方可拆模。

5. 加强混凝土养护。

混凝土浇筑完毕后, 应及时以湿润的草帘、麻片等覆盖, 并注意洒水养护, 适当延长养护时间, 以保证混凝土表面缓慢冷却, 降低干缩与塑性收缩。

三、结论与建议