裂缝分析控制措施

裂缝分析控制措施（精选十篇）

裂缝分析控制措施 篇1

1 常见裂缝产生的原因

混凝土的物理力学性质决定其结构中存在着微观裂缝。实验表明, 当混凝土受到压力, 如果其荷载在极限强度的30%以下, 微观裂缝几乎完全不发生变化;但如果持续加压达到70%~90%的荷载时, 微观裂缝将显著扩展并且迅速增多, 直至相互连接, 结构被破坏。虽然具有微裂缝的混凝土仍可以承受拉力, 但在某些薄弱环节, 由于所受拉力较其他部分更大, 易于产生裂缝的扩展, 因此可能出现有害的贯穿性裂缝。实际施工中, 造成裂缝产生的原因复杂多样, 常见的有以下几种。

1.1 设计不合理

设计不合理是产生裂缝的一大因素, 设计结构中对构件施加不当的预应力, 构造钢筋配置过粗或过少, 都可能产生构件裂缝。另外, 设计中未将混凝土的收缩形变考虑进去, 或在设计中选择等级过高的混凝土, 同样可能造成裂缝。

1.2 材料不符合标准

首先, 质量不合格的原材料可能导致裂缝的产生;如果在骨料中含量过多, 则会产生网状的不规则裂缝。其次, 在粗细集料中若含泥量过大, 则可能使混凝土的收缩程度增加, 最终导致裂缝的产生。水泥等级过高, 细度过细, 混凝土的等级过高, 脆性过大等等, 都容易造成裂缝的生成。

1.3 混凝土收缩

水泥的水化作用会产生新的水泥结晶体, 这种结晶体的体积小于原料体积, 它与混凝土由于水分蒸发而引起的干缩现象一起构成了混凝土的收缩。当混凝土大面积暴露在大气之中时, 温度和湿度的急剧变化会引发混凝土收缩变形的加剧。如果变形产生的拉应力大于混凝土自身的抗拉强度且楼板变形大于其极限拉伸强度时, 裂缝就会产生。

1.4 配合比偏差

水灰比的变化对混凝土的影响非常大, 计量的配比不当会造成混凝土强度的显著降低。如果水、水泥、膨胀剂等的掺量出现偏差, 就可能使混凝土易于离析, 另外, 粉砂含量大的混凝土也易收缩而可能导致裂缝的产生。

1.5 施工及现场养护失误

一些未完全按照设计要求的施工方法, 也可能造成楼板裂缝。比如未彻底凿除疏松混凝土或板的后浇带不支模板等。在养护方面, 在光照强烈, 气候干热或是温差较大的环境条件下, 如果不能充分做到按照施工规范的标准进行养护, 则容易造成混凝土的表面干缩, 继而产生裂缝。

1.6 使用不当

使用不当方面的原因同样可能导致裂缝的产生。如使用时负荷超过设计荷载, 或装修时将承重墙随意拆除, 还有周围环境的温度变化、酸碱的侵蚀, 甚至地震、火灾等不可抗因素都有可能不同程度地引起墙面裂缝的生成。

2 防治措施

针对以上的各种原因, 在具体施工中, 应做好预防和补救两方面的工作。

2.1 预防措施

2.1.1 设计方面

首先, 应将重点放在容易开裂的部位。在设计中, 应重视薄弱环节 (如四周的阳角处) 配筋的加强, 负筋沿房间全长配置, 而避免采取分离式切断的方法, 并适当地进行加密加粗处理。其次, 大体积混凝土应采用60d龄期混凝土强度值作为设计值, 这样可以减少混凝土的单方用灰量, 并应注意使用各种有效的掺合料。

2.1.2 材料方面

必须完全遵照设计规范控制好商品混凝土的等级, 以保证原材料的质量, 使用优质高效混凝土外加剂, 可以增加混凝土的和易性, 提高混凝土的抗拉强度, 从根本上改善混凝土的收缩值, 抑制裂缝的产生。在施工现场, 应对商品混凝土的坍落度进行逐车检查, 以此保证熟料的半成品质量。

2.1.3 施工方面

在做好施工方案设计的基础上, 现场操作应严格按照规程施工。要做到确保钢筋的间距;严格控制水灰和水泥的用量和比例;提倡采用可减少混凝土内部气泡的二次振捣、二次抹面等技术工艺, 在振捣时, 应避免漏振和过振。另外, 浇筑应尽量选择在气温较低且昼夜温差小的时段内进行, 避免混凝土收缩的加剧。

2.1.4 养护方面

混凝土早期的养护措施对其抗拉强度和其他各种性能都具有重要的作用。使混凝土在尽少受到外界影响的情况下正常硬化, 能够避免其表面脱水及伸缩裂缝的生成, 其中的关键技术是减小温差, 使混凝土的温度在变化到外界气温的过程中, 温度下降得尽量缓慢, 并确保混凝土表面的湿润度。这些都可以通过喷水保湿、覆盖薄膜等具体措施做到。

2.2 裂缝的处理

实践证明, 在施工中运用以上预防措施, 可以有效地降低混凝土的收缩值, 减少了施工中裂缝的生成。然而即使采取措施, 施工后仍可能发现少量的裂缝, 这时应针对不同情况应采取不同的弥补措施。

2.2.1 表面修补法

这是一种常见且简单的补救措施, 主要适用于没有实际危害的细微的表面裂缝。具体措施是对楼板裂缝进行表面的涂抹和补贴。涂抹主要针对细而浅且不漏水的缝隙, 而补贴一般用于大面积漏水的蜂窝麻面等部位。

2.2.2 填充法

对于楼板裂缝大于0.3mm的情况, 可用填充法直接用修补材料填充进裂缝中。这种方法操作简单便捷, 但如果裂缝小于0.3 m m时, 就要先进行处理 (开取V型槽等) , 再用填充法处理。

2.2.3 注浆法

注浆法是将修补裂缝的聚合物水泥砂浆加压注入裂缝中, 无论是对于细缝还是大裂缝都具有较好的效果, 应用范围比较广泛。

2.2.4 结构补强法

如果裂缝产生的原因是由于荷载过大、长时间未处理导致的耐久性降低或是火灾等自然灾害, 那么这种裂缝很有可能成为影响结构强度的有害裂缝, 这种情况可采取结构补强法。对于处理效果的检查一般是使用各种强度试验。

3 结语

现浇混凝土楼板的裂缝会降低建筑材料的耐久性, 并影响建筑整体的使用功能, 但其形成机制相当复杂, 到目前为止, 尚无法完全予以杜绝。然而, 只要从设计、施工、养护、使用等方面科学合理地采取预防及处理措施, 就可以从最大限度上减少裂缝的生成, 降低工程的安全隐患。通过将以上方法运用于实际施工, 证明这些措施是有效和必要的。

参考文献

[1]张声.混凝土裂缝的防治与处理技术[J].山西建筑, 2005, 31 (5) :87～88.

[2]王东.浅析混凝土收缩裂缝及其预防[J].山西建筑, 2005, 31 (15) :122～123.

[3]陈贤镇.常见现浇楼面裂缝实例分析及预防措施[J].山西建筑, 2007, 33 (9) :162～163.

裂缝分析控制措施 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

钢筋混凝土楼板裂缝分析及控制措施 篇3

【关键词】钢筋混凝土；楼板裂缝；危害分析；控制措施

0.前言

钢筋混凝土楼板具有整体性好和抗渗、抗漏性能强等优点。而混凝土楼板裂缝是目前施工中较难克服的主要质量通病之一，它不仅影响使用功能，有损外观，而且破坏结构的整体性，降低其刚度，引起钢筋腐蚀，影响强度持久性和耐久性。因此在混凝土施工过程中要有预见性、针对性，并采取相应的预防措施，尽可能减少裂缝的产生，以确保工程质量。

1.钢筋混凝土楼板裂缝的危害

钢筋混凝土楼板较易产生裂缝，使其承载能力、整体性、抗震性、和耐久性降低，首先带来的是渗漏水的危害，尤其是在没有做防水的房间表现突出。其次，初期的微小裂缝会由于后期的不合理使用而持续扩大，从而降低结构承载能力，产生安全隐患。裂缝还会加速冻融循环、碳化、钢筋锈蚀、碱集料反应等对混凝土结构体的破坏作用，从而引起耐久性的下降，缩短建筑物的使用寿命。

2.钢筋混凝土楼板裂缝特点

2.1钢筋混凝土楼板裂缝的特点

楼板的自身负荷往往会产生裂缝，此时建筑物并没有投入使用或受到外力作用；裂缝多数是贯穿性的，虽然楼板的强度和承载力一般不会降低，但影响了业主的正常使用；裂缝产生时间一般是在浇筑完成后的2-12个月内，之后大多会停止发展；裂缝会受季节影响，一般来说秋冬季节产生裂缝的概率更大些；裂缝产生是很难避免的，位置往往也不固定，可能在某一个区域集中，也可能分散在整幢建筑中。

2.2 钢筋混凝土楼板裂缝的类型

根据裂缝出现的位置和形态，钢筋混凝土楼板裂缝主要分为以下几种类型：温度裂缝：由于温度变化，混凝土热胀冷缩而形成的裂缝。此类裂缝都集中于屋面板和建筑上部楼层楼板上；收缩裂缝：混凝土在凝结硬化过程中，由于材料自身收缩而形成的裂缝；结构裂缝：虽然现浇楼板承载力均能满足设计要求，但在一些薄弱部位和截面突变处，往往产生一些结构裂缝。例如：墙角应力集中处的45°斜裂缝，板端负弯矩较大处的板面拉裂缝等。

3.钢筋混凝土楼板裂缝原因分析

3.1设计原因

（1）结构设计上，混凝土楼板结构设计常仅按强度要求设计，而未对挠度和抗裂进行验算及采取措施；追求大开间、采光和外观要求，大跨度平面设计，楼层平面布置变化复杂，凹凸较多，楼板变截面部位增多，导致约束应力分布复杂，开裂部位增多；较多预埋在楼板中的管线及板上预留洞口更令其雪上加霜。

（2）钢筋设置上，楼板的配筋均按正负弯矩设计，采用分离式布置，此布筋方式对混凝土收缩产生的拉应力起不到调节作用；钢筋间距过大，采用与混凝土的粘结力差的圆钢；除大跨度开间外，板面未进行配筋；还有，外墙板角及异形板阴角等部位构造钢筋设置不足等。构造设计上，结构伸缩缝间距一般取规定的最大值甚至超过最大值；常用后浇带替代伸缩缝，后浇带主要解决主体结构在施工期间的混凝土收缩变形，但不能解决后浇带浇筑后结构的混凝土收缩变形及温度变形。

（3）管线设置上，预埋在楼板内的线管常采用PVC材质，布置数量较多，一些穿过跨中单层配筋处，有时多层重叠，极易导致楼板产生通长裂缝，且降低了楼板的承载力。

3.2施工质量影响

混凝土的强度等级达不到设计要求。混凝土标号偏低，现浇板的厚度不够，钢筋的放置不到位，配筋量的不足等均会造成现浇板的挠度过大，从而引起它在受弯抗拉处产生裂缝。刚浇筑的混凝土板也会因模板支撑下沉， 过早拆除底模和支撑，或施工控制不严、在梁上超载堆荷等也会使混凝土出现裂缝。特别是对于阳台、雨蓬、挑檐等悬臂构件，往往由于工人在浇灌混凝土过程中，将板上的负弯矩钢筋踩倒，使构件不能承受负弯矩从而引起裂缝，严重的甚至于引起这些构件断裂。具体如下：

（1）混凝土施工中过分振捣，模板、垫层过于干燥。

（2）混凝土浇捣后过分抹干压光和过早或过迟的养护。

（3）楼板的弹性变形及不注重钢筋的保护、大梁两侧的楼板不均匀沉降造成支座处的负弯矩，导致板面出现裂缝。

（4）有些施工后浇带不完全按设计要求施工，例如施工未留接口缝；板的后浇带不支模板，造成斜坡搓；疏松混凝土未彻底凿除等都可能造成板面的裂缝。

3.3混凝土材料自身缺陷

混凝土因材料选用不当产生质量缺陷或裂缝。材料选用不当的常见因素有水泥过期或品种选用不当；混凝土配比不合理；水泥、骨料含有过量有害物质；水泥水化热过高；外加剂使用不当等。其中骨料含有过量杂质最为普遍，砂、石含泥量大将降低水泥石与骨料的粘结强度，导致早期裂缝，且易发展为贯通性有害裂缝。水泥凝结或膨胀不正常，产生既短又不规则的裂缝，这种裂缝多产生在混凝土硬化的早期。如果骨料中含泥量过多，则随着混凝土的干燥，会产生不规则的网状裂缝，有时碱骨料反应，也会引起裂缝。

4.钢筋混凝土楼板裂缝的控制措施

4.1设计方面控制措施

（1）在设计中减小伸缩缝的问题，并增强外墙外保温措施。混凝土收缩的大小与楼板的内、外部约束有着密切的关系，而约束的大小很大程度上取决于楼板的分缝间距。用变形缝将较长的建筑物分割为较小的变形单元，可以缩小约束的范围，减轻约束作用，有效地减少收缩裂缝的产生。

（2）钢筋混凝土楼板设计时，应充分考虑楼板的温度应力作用，楼板配筋尽量采用小直径、小间距配筋，并可以适当增加板厚。

（3）屋面板应采用双层双向配筋，若楼面双向板负筋按分离式配筋，在板面无负筋区应配置双向钢筋网与负筋搭接200mm。有条件时宜采用双层双向配筋。

4.2原材料的选用与控制

严格控制混凝土原材料选用的质量和标准。对于钢筋砼楼板，所用建筑材料在满足材料强度要求的前提下应尽量选择收缩小、抗裂性能好的材料。水泥应选用低水化热水泥或具有微膨胀性的水泥。粗细骨料的含泥量应尽量控制在1-1.5%以下。骨料在混凝土中所占比例一般为混凝土绝对体积的80%-83%，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。对于砼外加剂的质量，应选用高效优质砼外掺剂，改善和减小混凝土的收缩值。砼配制时应对水泥和矿物掺合料进行优选，有条件的可进行胶凝材料的抗裂性能分析，选择有利于减少收缩、提高抗裂性能的材料。

4.3施工质量控制措施

（1）严格施工操作程序。在楼板浇捣过程中要派专人护筋，避免踩弯负筋的现象发生。通过在大梁两侧的面层内配筋通长的钢筋网片，承受支座负弯矩，避免因不均匀沉降而产生的裂缝。

（2）砼楼板浇筑完毕后，表面刮抹应限制到最小程度，防止在砼表面撒干水泥刮抹。加强砼早期养护，楼板浇筑后，对板面应及时用材料覆盖、保温，认真养护，防止强风和烈日暴晒。

（3）在砼浇捣前，应先将基层和模板浇水湿透，避免过多吸收水分，浇捣过程中应做到既振捣充分又避免过度。

（4）施工后浇带应认真领会设计意图，制定施工方案，杜绝在后浇带处出现砼不密实，不按图纸要求留接口缝，以及施工中钢筋被踩弯等现象。

（5）加强对楼板的养护。砼的保湿养护对其强度增长和各类性能的提高十分重要，特别是早期的妥善养护可以避免表面脱水并大量减少初期伸缩裂缝发生。施工中必须坚持覆盖麻袋或草包进行一周左右的妥善保湿养护。

5.结束语

混凝土裂缝分析及控制措施 篇4

1 混凝土裂缝分类

众所周知, 混凝土是一种由骨料、水泥、水及外加剂等原料混合而形成的非均质脆性材料。由于混凝土结构本身施工技术与外部环境的影响, 已经成型的混凝土中存在着很多的气隙和小裂缝, 在一些外部条件的作用下, 这些气隙和小裂缝逐步扩展和连通, 最终形成大的裂缝。混凝土裂缝的分类较为复杂, 可分别依据形成原因、产生时间、裂缝形状及发展状态等进行分类。根据不同的成型原因可以分为很多个不同的类别。

1. 1 按裂缝的成因分类

非结构性裂缝又被称为变形裂缝, 是由于混凝土结构因一些外部条件, 如温度、湿度、地基沉降、化学条件等原因引起的变形受到限制而产生内部应力所造成的裂缝。大量的工程实践证明, 排除建筑工程设计不合理的因素, 非结构性裂缝是产生较多的裂缝类型, 为工程的主要裂缝。一般是因为工程在施工完毕以后, 没有对施工现场的混凝土进行及时的养护, 出现混凝土由于自身没有水分而收缩开裂, 造成混凝土表面上的不规则的开裂, 此外这种裂缝也与混凝土本身骨料的含泥量或者与本身的配合比有关, 如果混凝土的砂与石子的含泥量过大, 那么容易在化学反应当中造成收缩的不均匀而开裂, 如果配合比有问题, 也会由于水泥的含量过大, 内部反应等问题而造成混凝土的不规则开裂。

1. 2 按裂缝的形状划分

依据混凝土结构裂缝形状的不同, 可将其分为纵向裂缝、横向裂缝、X形裂缝和其他形状裂缝。纵向裂缝是指混凝土结构所产生的裂缝形状与构件底部平行, 并顺筋分布, 这种裂缝主要由钢筋腐蚀作用引起; 横向裂缝是指混凝土结构所产生的裂缝形状与构件底部垂直, 这种裂缝主要由荷载与温度的作用引起; X形裂缝主要由于混凝土结构的个别部分承受了瞬间较大的撞击或地震引起, 经常出现在梁、柱的顶端和墙面上; 其他形状裂缝是由于混凝土结构因反复的冰冻与融化、长时间压力等原因引起的各种不规则形状裂缝, 如网状、放射状、八字状等。

1. 3 按裂缝的发展状态划分

依据混凝土结构裂缝的发展状态和未来可能的趋势, 将裂缝分为可愈合裂缝、稳定运动裂缝与不稳定裂缝。可愈合裂缝是指混凝土结构由于一些化学作用所产生的能够在发展过程中自行愈合的裂缝, 如在一些防水工程中, 由于混凝土结构裂缝中水泥与水产生化合作用, 析出氢氧化钙晶体, 又部分溶解在二氧化碳中形成碳酸钙, 最后由二者形成胶状物质, 使得裂缝自行愈合; 稳定运动裂缝是指不断处于产生与闭合裂缝的循环过程中的裂缝, 如在一些周期性应力的作用下, 时而产生裂缝、时而闭合裂缝; 不稳定裂缝是相对于前两种较为稳定的裂缝而言的, 这种裂缝随着时间的推移, 其发展状态将扩展, 影响混凝土结构的持久性和稳定性。以上三种裂缝中, 可愈合裂缝与稳定运动裂缝属于比较稳定的裂缝, 其发展状态不会对建筑结构产生影响, 而不稳定裂缝则会对建筑结构产生影响。

2 混凝土裂缝原因分析

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。现就混凝土结构中常见的不同裂缝以及在结构中占主要部分的裂缝进行成因分析。

2. 1 塑性裂缝

塑性裂缝一般受天气影响较为明显, 在夏季的干热天、大风天, 白天浇筑的混凝土经常出现此类裂缝。此裂缝外观两头细中间宽, 长短不一, 由几十公分到一两米, 互不贯穿。

2. 2 温度裂缝

对于混凝土来说, 其本身的结构主要是承受各种外力的载重及变形的作用, 但是其本身属于比较脆的一种材料, 且其抗拉性能低, 所以当外力作用比较大的时候会出现裂缝。由于混凝土的施工一般体积比较大, 这时水泥水化的时候就会产生大量的热, 导致其内部的温度急剧的升高, 这样表面和内部就会形成较大的温差, 从而导致了温度应力的出现。

温度裂缝主要是由于混凝土梁内部与外部温度差别和周围气温的变化过大而造成。每克水泥可产生502 J的热量, 并且这些热量主要集中在混凝土梁浇筑的7 d左右时间, 最外部出现裂缝后, 裂缝表面混凝土与外界直接接触, 温度进一步降低, 造成温度梯度加大, 裂缝进一步发展, 甚至发展为贯穿裂缝。温度裂缝一般为纵横交错状, 贯穿性裂缝一般与混凝土短边边缘平行。

2. 3 沉降裂缝

对于沉降裂缝来说, 主要是由于施工现场的地质结构比较松软容易出现沉降, 导致整个工程的受力不均匀, 整体框架的支撑间距以及支撑刚度不足形成沉降裂缝。该类型裂缝一般都是与沉降面平衡, 其大小和宽度与沉降的程度呈正比关系。

2. 4 基岩约束裂缝

混凝土内部达到最高温度之后, 温度开始下降, 混凝土开始整体收缩, 受到底部基岩或老混凝土的约束, 接触部位区域产生拉应力, 造成裂缝。此类裂缝往往由混凝土和基岩接触面向上发展, 和其他因素共同作用, 甚至能够引起贯穿裂缝。

3 裂缝控制技术

从混凝土裂缝成因分析可知裂缝控制应从以下几个方面入手。

3. 1 控制混凝土原材料

粉煤灰的火山灰反应进一步改善了混凝土内部的孔结构, 降低了孔隙率, 孔结构进一步细化, 使混凝土更加致密, 降低了收缩。粉煤灰密度小, 掺加过量或振捣过度易上浮, 造成表面混凝土强度偏低, 更容易出现裂缝。

缓凝剂可以延缓混凝土放热峰值出现的时间, 使混凝土早期强度与水化热同步增长, 减小裂缝出现的机会, 还可以改善混凝土拌合物的和易性, 减少运输过程中的坍落度损失。

改善骨料的级配, 尽量扩大粗骨料的粒径, 采用级配良好的中粗砂, 降低孔隙率, 降低骨料比表面积, 减少水泥用量, 降低水化热。

掺用抗裂纤维材料, 设置护面防裂钢筋网, 提高混凝土抗裂性能。

3. 2 改善施工工艺

模板支架保证足够的刚度、强度、稳定性, 地基、支架受力均匀, 防止不均匀沉降引起沉降裂缝。模板、支架拆除不宜过早, 注意拆除的先后次序, 载荷的重分配。干热、大风天浇筑混凝土要采取遮阳挡风措施, 覆盖塑料薄膜、麻布等材料保湿, 防止混凝土初凝前表面大量失水形成塑性裂缝。

对于大体积混凝土, 应通过调整配合比将初凝时间控制在10 h以上。分层浇筑不但有利于新旧混凝土结合, 而且可以分散水化热峰值出现区域, 有利于散热。混凝土浇筑不宜太快, 宜控制在每小时12 m3以内。

设置降温冷却管道, 以温水、循环水对大体积混凝土进行降温处理。降温管一般布置竖直1 m一层, 水平间隔1 m。循环水温度最好控制在比混凝土内部温度低5 ℃, 水流量不小于15 L/min。循环水应在混凝土浇筑至降温管时启动, 维持7 d ~ 10 d。

混凝土一次性浇筑易产生过大的温度应力, 适当对混凝土进行分块、分层浇筑, 利于散热。一般分1 m ~ 1. 5 m为一层, 每层浇筑的时间间隔控制在5 d ~ 10 d。但分层浇筑施工不当易形成较大的基岩约束, 引起上层混凝土开裂, 施工中应注意。

3. 3 其他裂缝的预防措施

这里的其他裂缝主要是指由化学反应引起的混凝土梁碱骨料反应裂缝和钢筋锈蚀裂缝, 这两种裂缝是混凝土梁结构中最常见的化学反应裂缝。最终造成混凝土梁松散而膨胀裂开, 这种裂缝若出现在使用期间, 非常难以补救, 因此必须防患于未然, 在施工过程就得采取必要措施。主要措施有通过选用碱性活性较小的砂石骨料; 最后还能够选用合适的掺和料抑制碱骨料反应的发生。使得有害物质进入混凝土梁结构中使钢筋产生锈蚀, 这种锈蚀的钢筋的体积会在一定程度产生膨胀, 从而导致混凝土梁产生裂缝, 钢筋锈蚀裂缝通常可以采取的预防措施有: 在施工允许的范围内增强钢筋保护层的厚度或为钢筋层增加防腐涂料。

4 结语

随着近年来商品混凝土泵送施工的大力推广、混凝土强度等级的不断提高和大体积混凝土的强势涌现, 使得工程建筑过程在取得明显效果的同时也遭遇到更为突出的混凝土裂缝问题。只有采取合适的预防措施, 才能将裂缝的产生置于技术可控的范围内, 当然, 控制这些裂缝除了广大工程建设人员在设计与施工方面采取相应措施外, 还需要国内外的专家学者进行深入的科学研究, 如开发出新的减少水泥收缩和水化升温的高效材料, 来达到预防混凝土裂缝的目的。在施工中应综合考虑各种因素影响, 抓住主要问题, 本文简要分析了通过对原材料、施工工艺、后期养护的控制, 可以有效地控制各种裂缝。

参考文献

[1]JTG TF50—2011, 公路桥涵施工技术规范[S].

[2]鞠丽艳.混凝土裂缝抑制措施的研究进展[J].混凝土, 2002 (5) :11-14.

建筑墙体裂缝的控制措施 篇5

【论文关键词】裂缝 原因 措施

【论文摘要】建筑墙体裂缝是建筑工程中经常发生的一种质量通病。墙体裂缝的出现，轻则影响房屋的美观、适用性和耐久性，严重的将影响到整个房屋的结构承载力及使用寿命。本文总结分析了建筑物墙体裂缝产生的原因和裂缝控制原则，针对性地提出了建筑墙体裂缝控制的施工措施。

1.建筑墙体裂缝概述

1.1 不同墙体材料之间裂缝

在不同建筑材料间极易出现规则的裂缝，尤其是框架结构的工程在框架与填充墙之间经常出现这种水平裂缝和垂直裂缝，这种裂缝的特点是沿与梁、柱与墙触面之间出现，裂缝较宽而深，如果梁宽大于墙体宽度则在梁底最易出现空鼓现象，严重时可引起梁底抹灰局部的脱落，很难全面预防。

1.2 应力集中裂缝

此类裂缝多在砌体结构相对薄弱部位出现，如门洞口上部、窗洞口上、下部及砼大梁下部的墙体上。其裂缝多为斜向，少部分为竖向和水平方向裂缝。

1.3 墙面抹灰龟裂

墙面抹灰完成后，有时会出现大面积细而密呈龟裂状的裂纹，这种裂纹细而深度浅时危害不大，可不做处理，但开裂较深时往往伴随着空鼓、脱落等现象的发生，一旦出现大面积空鼓、脱落，唯一的办法是返工重做，但返工重做部分就象在墙面打了一块“补丁”，很难恢复原貌，易在返工面周围出现收缩裂缝，返工的效果既不经济也不美观。

2.建筑墙体裂缝形成原因

2.1 不同墙体材料之间裂缝出现的原因

2.1.1 对材料的性能和特点把握不准或很难把握。如加气混凝土砌块吸水后膨胀较大，失水后体积缩小，导致这种裂缝出现。

2.1.2 施工原因：组砌不合理，砂浆的饱满度小于85%，或者由于拉结钢筋漏放甚至不放，浇水过多，施工一次砌体高度过大，砂浆标号低，都可导致不同墙体材料之间裂缝的频频出现。

2.1.3 温度的影响：由于各种墙体材料之间的膨胀系数的差别，必然引起结构热胀冷缩及内外胀缩不一致的变形，因此也必然会将抹灰面层拉裂。

2.2 应力集中裂缝形成的原因分析

2.2.1 在荷载、收缩或温度作用下，门窗洞口处，产生局部应力集中，共主拉应力约呈45度斜向方面分布，该处拉应力最大值往往超过弹性均匀分布拉应力2～3倍，当此局部应力集中产生的拉应力超过砌体的主拉应力极限值时，而出现了应力集中裂缝。

2.2.2 门窗洞口上部砌体砂浆强度不符合要求，砂浆末充分搅拌，和易性差，操作时，饱满度不够，水平灰缝厚度不均匀，砂子含泥量较大，不均匀，不严格计量，配合比不准，造成砌体强度下降。等等诸多原因都能造成应力集中裂缝的出现。

2.2.3 此外还有一种应力集中裂缝出现在钢筋砼大梁下的砌体上，由于未设梁垫或设置不当，产生局部应力集中，导致砌体出现裂缝。

2.3 墙面抹灰龟裂出现的原因

2.3.1 抹灰砂浆配比不合适，水泥用量过大致使水化热大，干缩严重从而造成龟裂。

2.3.2 基层表面平整度达不到要求，尤其是垂直度超标，造成抹灰层厚薄不均或抹灰层过厚，从而造成表面龟裂的发生，这也是引发龟裂现象较常出现的原因之一。

2.3.3 中高级抹灰应该分层施工，有时施工时为了赶进度或为了省工图方便，从而抹灰基层、中层、面层分层不当，分层厚度不当，压不密实，从而引发龟裂。

3.建筑墙体裂缝控制措施

3.1 不同墙体材料之间裂缝预防措施

3.1.1 对于加气混凝土和粉煤灰砌块而言出厂时含水率较高，以后砌块会因逐渐干燥造成体积的不稳定，因此对于这种类型的建材应该提前组织材料入场，杜绝边进料边砌筑的施工方法，材料入场后不要随意堆放，堆放时底部应垫起并防潮，雨天还要覆盖以防吸水过大而引起体积的膨胀。

3.1.2 砌块在组砌时不应为了加快施工进度而减少工序，将填充墙一次性砌至梁底，用砂浆塞实框架梁与填充墙之间缝隙后即进行墙面抹灰。

3.1.3 砌体的胀缩，不同的部位是不相同的。往往是两头大而中间小，因此在柱、梁与砌块接触的部位易出现裂缝，因此在抹灰前宜在框架柱、梁与砌体接触面上用胶泥粘结玻纤网，每边搭接长度不小于100mm。

3.2 应力集中裂缝预防措施

3.2.1 在门窗洞口两侧增设抗裂柱，或钢筋砼门窗框；对于砼小型空心砌块砌体，则在洞口两侧设芯柱。

3.2.2 如为混水墙也可在门窗洞口处，设置45度斜向焊接网片或加强钢筋，并用U形筋将斜筋固定在墙体上，再做外抹灰；在门窗洞口上部墙体中采用水平砌缝配筋的办法，加强砌体抵抗水平变形的能力。砌缝配筋是由预先埋设在水平砂浆砌缝中的纵向和横向钢筋构成的，砌缝配筋的间距，最小为20cm，最大为60cm，或者在墙体中部设置3Φ6的通长水平钢筋，在墙体转角和纵横墙交接处宜设置拉接钢筋，数量为每120mm墙厚不少于1Φ6，竖向间距官为500mm。

3.2.3 支承在墙上的钢筋砼大梁下部应设置梁垫。

3.2.4 在砂浆中掺入纤维，即采用纤维砂浆抹面。具体做法是将短纤维（聚合物纤维）按一定比例掺人砂浆中拌和即可制得。短纤维在砂浆中的作用是提高基体的抗拉强度，阻止基体中原有微裂缝的扩展并延缓新裂缝的出现，提高基体的变形能力和改善其韧性与抗冲击性。在工程中常用的是聚丙烯单丝纤维。

3.3 墙面抹灰龟裂的预防措施

3.3.1 严格按配比拌制砂浆，尤其要控制水泥用量，水的用量也要控制，拌制砂浆前要进行试配，使砂浆的和易性与保水性达到最佳。搅制设备要用专用的砂浆搅拌机，杜绝使用混凝土搅拌机（滚筒式）拌制砂浆。

3.3.2 在砌体施工时要严把砌体施工质量关，控制好砌体表面的平整度，尤其要控制好砌体的垂直度，这样便能有效控制抹灰的厚度，杜绝出现抹灰厚度不均匀，这样可以大大减少龟裂情况的发生。

3.3.3 抹灰应分层进行，严格控制抹灰的总厚度和分层的厚度，中级抹灰平均总厚度宜控制在20mm内，高级抹灰宜控制在25mm内，外墙抹灰宜控制在20mm内。

4.结论

控制裂隙，重点在防，并需要从设计、施工上共同努刀，采取有针对性的防裂措施，加大主动控制的力度，才能提高新建房屋质量的可靠性。只要严格执行规定，做到设计与施工紧密配合，控制裂隙是完全可以做到的。实践证明，过去许多工程凡是采取了控制裂隙措施的，一般都取得了良好效果。

参考文献：

裂缝分析控制措施 篇6

关键词：水工混凝；土裂缝成因；控制措施

1 水工混凝土适用范围

为了达到防洪、灌溉、发电、供水、航运等目的， 通常需要修建不同类型的建筑物， 用来挡水、泄洪、输水、排沙等， 这些建筑物称为水工建筑物。这些建筑物所用的混凝土， 称为水工混凝土。水工建筑物一般体积较大， 相应的混凝土块体尺寸也较大， 通常称为水工大体积混凝土，如田林县洞巴水电站混凝土面板堆石坝、西林县驮娘江梯级开发威后电站碾压混凝土大坝， 大体积水工混凝土施工得到广泛运用。由于大体积混凝土使用条件严格， 因此需按照工程的使用条件和设计要求， 必须注意混凝土的原材料选择和配合比设计， 使其具有较好的物理力学性能和耐久性能。

水工混凝土分类方法较多， 按水工混凝土所处水位可分为经常处于水中的水下混凝土、水位变动区域的混凝土、水位变动区域以上的水上混凝土； 按水工建筑物结构大小可分为大体积水工混凝土、小型水工混凝土； 按水工建筑物混凝土施工部位可分为外部区域的混凝土、内部区域的混凝土，等等。

2 水工混凝土裂缝主要类型及产生的主要原因

2.1 按裂缝成因分类

以水工混凝土裂缝按产生的原因可分为两类： 一是结构裂缝， 由承受荷载引起， 包括常规结构计算中的主应力以及其他结构次应力造成的受力裂缝； 二是材料裂缝， 由非受力结构变形例如温度、湿度、收缩、膨胀、不均匀沉降等因素引起的， 这种裂缝的形成是一个渐进的过程与环境的变化等因素相关。因此， 混凝土裂缝主要包括收缩裂缝、温差裂缝、安定性裂缝等。

（ 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。

（ 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。温差的产生主要有三种情况： 一是水工混凝土浇筑初期， 由于产生大量的水化热， 形成内外温差并导致混凝土开裂； 二是拆模前后， 由于混凝土表面温度下降很快，从而导致裂缝产生； 三是混凝土内部温度达到峰值后， 由于热量逐渐散发形成内部温差， 出现温度梯度。对于大体积混凝土， 裂缝主要是由温度变形引起的， 象水工大坝、分洪闸、拦河坝这样的大体积水工混凝土更易发生此类裂缝。

（ 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。另外， 钢筋受到腐蚀也容易造成裂缝。

2.2 按产生时间分类

按照裂缝产生时间可分为硬化前裂缝、硬化过程裂缝、完全硬化后裂缝。

3 水工混凝土裂缝的控制措施

水工混凝土裂缝对水工建筑物的质量和运行安全都会产生严重影响， 甚至导致重大质量、安全事故。针对以上混凝土裂缝产生的原因， 结合水工建筑物工程特点， 我们必须慎重对待， 采取切实有效的措施， 重点防止混凝土的温度裂缝和收缩裂缝， 实现预防和控制水工混凝土产生裂缝。

（ 1） 建立正确的检测与评价体系。

由于水工混凝土本身以及混凝土与周围环境相互作用、的复杂性， 混凝土裂缝的产生一般不是由单一的因素造成的， 它的形成往往是由多种因素共同作用的结果， 不能简单地将混凝土裂缝出现的原因归结为材料选用不当或环境太恶劣。应当从混凝土的性能、结构型式及所处环境等方面系统分析可能使混凝土产生裂缝的原因， 并采取相应的措施防止混凝土裂缝。从结构角度看， 混凝土的收缩变形受到约束，其拉应力超过混凝土的抗拉强度时， 混凝土就会开裂。同时，由于混凝土早期强度、弹性模量、徐变松弛等参数随之变化，造成开裂趋势明显加大。从材料角度看， 引起混凝土产生裂缝的因素主要有： 化学减缩、不均匀膨胀、碱- 骨料反应、化学外加剂、掺合料及混凝土配合比设计、不均匀性和密实性等方面因素而产生裂缝。此外， 还要考虑外界气温、湿度、风速、日照等环境因素。正确地检测与评价混凝土的收缩与开裂趋势， 是采取措施有效地减少或避免开裂的前提。

（ 2） 优化混凝土设计及配合比。

根据水工建筑物设计需要， 在保证混凝土具有良好工作性的情况下， 进一步优先水工混凝土的配合比， 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。在条件许可的情况下， 应优先选用级配良好的骨料和收缩性小或具有微膨胀性的水泥， 并适当搀加粉煤灰， 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。还可能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。同时， 在易产生应力集中的薄弱环节采取加强措施。

（ 3） 采取切实有效的施工方法控制。

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； 对大型水工建筑物基础部位可采用分块分层浇筑， 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， 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。还应加强混凝土的浇灌振捣， 尽量采用两次振捣技术， 改善混凝土强度， 提高密实度， 提高抗裂性。此外， 还应当采取相应的温度控制措施， 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， 要尽可能晚拆模。同时， 严格温度监控， 检测混凝土表面温度与结构中心温度， 以便采取相应措施， 保证混凝土施工质量， 控制混凝土内外温差。

4结语

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。

参考文献

[1] 叶祥君.水库大坝混凝土裂缝成因分析及控制对策[J].中国新技术新产品，2010（14）：84.

[2] 范春香.浅析混凝土结构施工裂缝的成因及控制技术[J].科技情报开发与经济，2010（13）：189-190.

结构混凝土收缩裂缝的控制措施分析 篇7

随着我国经济的飞速发展, 在施工建筑领域, 混凝土结构成为了不可缺失的重要组成部分, 但由于混凝土本身原材料的材质问题, 导致裂缝现象时有发生, 同时小的裂缝现象不足以影响混凝土的整体使用, 但大面积的收缩裂缝现象的产生就会对施工建筑本身造成一定的影响。就混凝土结构而言, 裂缝大体上可分为荷载性裂缝和非荷载性裂缝两种, 即荷载性裂缝是由于混凝土在使用过程中由于压力的影响, 自身承受能力超出了本身所能够承受的范围内, 而产生的超规范性裂缝, 非荷载性裂缝是由于混凝土材料自身的不稳定性而导致的收缩裂缝。就不完全统计, 在进行混凝土结构施工建设时, 由于荷载性裂缝的施工建筑仅占总体裂缝建筑的20%~25%, 因此在主体部分的为非荷载性裂缝, 其中以收缩裂缝为主, 收缩裂缝是一种在施工过程中由于混凝土自身特性引发的收缩变形导致的面积性裂缝现象, 同时当混凝土受到外界因素 (温度、湿度) 的干扰后, 同样也会发现收缩裂缝现象, 因为混凝土所受收缩压力大于其自身强度时, 混凝土自身就会出现裂缝现象, 且这一现象的产生是不可避免的, 故需要在施工过程中采取一定的控制措施, 最大程度的减少混凝土裂缝现象的出现。

1 常见的收缩裂缝现象

(1) 竖向裂缝。混凝土在施工建设时, 由于设计厚度无法发达到正规的施工标准, 且施工中减少了横向钢筋的使用量, 致使混凝土由于冷却收缩产生裂缝现象, 但梁顶翼板不会发生冷却收缩现象。

(2) 混凝土在浇灌完成后, 由于后续养护工作失衡, 干燥高温环境下混凝土急剧收缩, 从而导致混凝土出现裂缝现象。

(3) 斜裂缝。混凝土在收缩时, 由于外界条件的干预导致收缩受阻, 致使发生为斜裂缝。或由于混凝土所处位置温度变化过大, 热胀冷缩现象严重而产生斜裂缝现象。

(4) 横向裂缝。在大体积施工中, 由于内外部温差较大, 混凝土自身散热情况较差, 内外温度差较大, 从而出现严重的裂缝现象。

2 混凝土收缩裂缝现象的成因

2.1 温度

由温度而导致混凝土出现收缩裂缝现象也可称为冻缩。混凝土会随着温度的升高而产生膨胀现象, 而也会随着温度的降低而产生收缩现象, 同时如果混凝土在约束的状态下, 自身收缩膨胀会受到以限制, 从而转变为混凝土自身的收缩应力, 致使混凝土本身出现收缩裂缝现象。

2.2 湿度

混凝土的收缩裂缝也与空气中的湿度影响。因为对混凝土而言, 空气中缺乏一定量的水分, 就会导致混凝土自身水分发生蒸腾, 从而引起裂缝现象的出现。因此要保证混凝土与混凝土所处环境的水分子含量保持一致, 使其处于平衡状态, 例如空气中的湿度升高或降低, 混凝土都会发生裂缝现象。

3 控制措施

为了能够更好地了解混凝土收缩裂缝现象的产生原因, 就需要从混凝土原材料的配比、混凝土自身的特性、地理环境、施工环境、后续养护工作等方面进行考虑, 制定适合的预防措施, 最大限度的控制混凝土收缩裂缝现象的出现。

3.1 针对湿度影响裂缝现象的应对措施

(1) 混凝土原材料配比控制。

混凝土出现收缩现象, 主要是由于混凝土中存在多余的水分, 且用于水泥水化的用水量仅占总体用水量的25%, 但实际应用时, 此比例就会远远增大, 但降低水泥水化量就会导致混凝土性能降低, 影响使用, 因此, 为了保证水泥水化量就需要在水泥中添加一定剂量的减水剂, 同时还可采用吸水性能较差、弹性较大的骨料进行添加, 减少混凝土中的用水量。

(2) 合理养护工作的开展。

混凝土收缩现象会随着时间的增大而收缩现象愈发严重, 同时绝大多数的收缩现象多发生于混凝土早期凝固时期, 因此, 为了防止混凝土出现收缩现象, 在早期凝固时要对混凝土进行湿养养护, 已达到推迟混凝土收缩现象产生的时间, 同时还可采用在混凝土上方覆盖一定湿度的防护措施, 减少水汽的散失, 且在气温较高的时候可搭建遮阳措施, 并洒水养护。

(3) 表面涂刷涂料。

为了达到水汽最小量散失, 在混凝土表面进行涂料涂刷, 可避免这一现象的出现, 因为涂料本身就有一定的密封性, 不利于水分散失在外, 对混凝土起到保护作用, 同时由于涂料中水分较少, 粘度较高, 可提高混凝土自身的强度, 保证混凝土收缩裂缝现象的出现。此外还可以在混凝土中填掺膨胀剂, 一次降低混凝土自身的收缩情况的发生。

3.2 针对温度影响裂缝现象的应对措施

由于地理环境的不同, 在北方地区, 温度差距较大, 因此混凝土在浇灌时, 极易发生裂缝现象, 因此为了降低混凝土的收缩现象, 可采用降低混凝土水泥水化温度减少约束、加强养护工作或提高混凝土自身性能的方法进行防护控制。

(1) 降低水泥水化温度、减少约束。

在对混凝土原材料进行配比时, 为保证混凝土自身强度和自身性能不被破坏, 可减少水泥的使用量, 提高水泥水化温度, 保证混凝土在凝固时, 温度下降幅度减慢, 但在施工中增加砂石含量减少水泥含量的做法不够合理, 其结果很容易导致混凝土中水泥的粘性降低, 导致施工质量下降。

为了降低约束, 可采用减少混凝土结构长度和体积、改善界面状况或加强后续养护的方法进行约束的降低。即在减少混凝土结构长度和体积方面, 我们知道混凝土如果收到冷气流就会受到约束, 就会导致出现收缩出现裂缝。尤其是在混凝土的长度以及体积收到限制的时候, 极容易出现这类状况, 自然而然约束力就会提高了。把具有不同结构的混凝土进行分批次的处理, 进行合理的分工, 进行施工。如果约束体的占地空间较大, 那么它的约束力也就相应的提高了, 一旦进行直接浇灌的施工, 就会导致墙体很容易的出现贯穿性的裂缝。同时在改善界面状况方面时, 由于交界面的受力情况较差, 如若处理不当, 就会发生裂缝现象的出现, 因此, 在对其进行浇筑时, 要保证前后时间不超过一个小时, 且温度维持在30摄氏度以上, 或时间不超过1.5小时, 气温维持在30摄氏度以下, 同时还要保证混凝土表面水泥浆的清楚彻底, 可将表面用水清洗, 同时接缝处要灌注学期进行坚固处理或加设钢筋巩固。

(2) 混凝土初期养护。

在混凝土浇筑初期的养护是很重要的, 通常情况下木模板的拆除时间过早或者, 天气的气温变化温差较大, 等诸多的因素就会导致混凝土的表面大量的出现裂缝, 即混凝土出现裂缝的主要原因。为避免此类状况再次发生, 再次大量的出现裂缝务必适当的缩小内外的温差, 这样就可以适当的延长拆模的时间, 以及在内外温差减小的季节来进行混凝土的浇筑, 尽最大的可能来避免裂缝的出现。

(3) 提高混凝土的性能。

混凝土的性能是一个重要的指标, 因此要通过改变混凝土的原始配方, 以及混合的时间等方面来减小混凝土的冷缩时间, 通过此方法来提高混凝土的性能, 这样混凝土的导热性就会上升, 干缩率降低等混凝土自身的优点就会完全的体现出来, 才可以最大程度体现混凝土的状态。

(4) 水泥的选取标准。

我们知道一个工程的好坏完全好或者是说很大程度上取决于原材料, 即混凝土, 作为主要的定信誉, 一定质量的水泥, 一定要选择一个好的品牌的, 一个在业界有好的口碑的水泥, 之还要注意的是, 混凝土的质量问题。毕竟水泥有别于其他建筑的材料, 其特性是水泥的品种, 分类以及标号甚至细微之处到达不同的厂家所生产的水泥批次之中的质量都有不同, 特性也就不同, 因此在选取水泥的时候, 务必以要慎重的考虑之后需要方可购买。尊重混凝土自然的配方。

(5) 合适配比的骨料添加。

在进行混凝土配比时, 可根据混凝土自身的特性进行相应的骨料添加, 可选取膨胀性高、弹性小的优质骨料进行混合添加, 同时要注重骨料的添加比例, 从根本上改善混凝土的自身性能。

4 结论

收缩裂缝产生原因多种多样, 究其主要原因是混凝土本身的硬度不够且处于不同程度的约束状态导致产生拉应力, 而出现裂缝。一旦混凝土出现裂缝, 将会影响混凝土结构的质量, 以及降低混凝土结构的使用时间。如果收缩裂缝出现在承重型的建筑体上, 将会出现安全隐患。所以一旦出现收缩裂缝, 必须采取有效措施, 防止裂缝情况继续恶化。经过分析大量实验资料可知, 如果只是简单地使用配置钢筋对收缩裂缝进行修补效果不太理想。所以, 还需要从多个方面去思考。从实践中得知, 想要收缩裂缝的修补效果更好, 除了要配置适当的钢筋和混凝土配比以外, 还得考虑收缩裂缝所处的环境, 然后在后期养护时有针对性的给予养护措施, 以求达到最好的施工效果。

摘要：混凝土结构出现收缩裂缝是施工工程中较为常见的问题之一, 同时又由于裂缝问题的存在对混凝土整体结构影响很大, 因此, 通过对混凝土结构裂缝现象的原因进行分析, 探讨其影响因素, 并结合经验分析预防混凝土结构收缩裂缝的控制措施, 保证混凝土质量达到规定施工标准。

关键词：混凝土结构,收缩裂缝,控制措施,影响因素

参考文献

[1]陈萌, 张彤军, 吕艳梅, 邢国兴.常用混凝土收缩公式的比较研究[J].邮电设计技术, 2004, (06) :124-126.

[2]王铁梦.谈控制混凝土工程收缩裂缝的18个主要因素[J].混凝土, 2003, (11) :134-138.

混凝土拱坝裂缝成因分析与控制措施 篇8

混凝土拱坝在我国建国后始建,并得到迅速发展,半个世纪以来,我国混凝土拱坝建设经历了从无到有、从少到多、从低到高的过程。目前我国是世界上修建拱坝最多的国家,已建和在建的坝高90m以上的拱坝有14座。已建成的最高重力拱坝龙羊峡大坝,坝高178m;最高双曲拱坝二滩大坝,坝高240m;最高空腹重力拱坝凤滩坝,坝高112.5m;沙牌大坝是世界上最高的碾压混凝土拱坝。可以说,世界拱坝的建设重心已经转到了中国。

但混凝土作为一种脆性材料,抗拉性能极低,使得混凝土结构的水利工程极易出现拉应力裂缝。裂缝的存在和扩展会导致渗漏、混凝土的碳化、持久性降低等,甚至危害水利工程建筑的正常运转,缩短建筑物的使用寿命。尤其像混凝土拱坝这种体积较大而坝身又较薄的混凝土结构,裂缝的影响更为严重。为保证坝体安全和正常工作,做好裂缝的分析和防护工作是极其必要的。

1 裂缝机理综述

混凝土拱坝在施工或运行期间出现或多或少、或大或小的裂缝,是大坝常见的通病。由于拱坝的超静定性质,虽然拱坝出现局部裂缝并不等于拱坝就失去承载能力而变为破坏机构。然而,裂缝毕竟是拱坝破坏的先兆之一,值得我们去细心研究。混凝土拱坝产生的原因是多方面的:有材料质量和混凝土性能方面的问题,有施工条件和工艺上的问题,有温度控制的问题。水化热温升、环境温度和湿度变化所引起的拉应力之和超过混凝土的抗拉强度,都会使拱坝产生裂缝。

1.1 混凝土本身性能混凝土为脆性材料,抗压但不抗拉,抗拉强度只有抗压强度的十分之一左右。

抗拉变形能力很小,短期加载时的极限拉伸变形只有(0.6~1.0)×10-4,约相当于温度降低6~10℃的变形;长期加载时的极限拉伸变形只有(1.2~2.0)×10-4。而拱坝通常是不配钢筋的,或只在表面配置少量钢筋,与结构的巨大断面相比,含钢率是极低的,若出现了拉应力,只能依靠混凝土本身来承担。正因为如此,在许多水工结构的设计中,通常要求不出现拉应力或只出现很小的拉应力(如重力坝)。但拱坝的结构受力特点决定其不可避免的存在拉应力,而且往往较大,引起混凝土的不利变形。

1.2 温度应力影响大体积混凝土自浇筑开始,由于水泥水化

热作用,混凝土内部5~8天升到最高温度,尤其是低温季节内外温差较大,会在表面产生较大的温度压力。

温度应力对水工中的大体积混凝土结构来说一直是很重要的。当变形受到约束时,温度变化所引起的应力常可能超过外部荷载引起的应力。有时,仅温度变化就可能形成贯穿性裂缝,进而导致渗漏、结构整体性下降、承载力和混凝土的耐久性降低等不利影响。

拱坝为高度超静定结构,且一般比较单薄,对外界气温和水温变化比较敏感,坝内温度变化也比较大。除了坝顶为自由界面外,其它三方面又都受到基岩的约束,温度变形受到的外界约束比较大。因此在拱坝内可能出现较大的温度压力。温度应力也成为拱坝的主要应力之一,是引起拉应力和拱坝裂缝的重原因。

1.3 施工条件和工艺混凝土拱坝产生的裂缝,绝大多数是表面裂缝。

虽然说引起表面拉应力的因素很多,气温变化、水化热、初始温差等都会产生温度应力,导致混凝土表面裂缝产生,难以一一避免。但完善的施工条件和工艺,可以有效的减小温度应力,减少裂缝的产生;相反,不好的施工条件,不科学的工艺,不仅不能控制温度应力的不利影响,而且往往会加大温度应力所产生的拉应力。以下这些情况在混凝土拱坝的施工和运行中都应该尽量避免。

1.3.1 气温变化、寒潮频袭气候条件下无有效保温措施。

寒潮、气温年变化和日变化是引起混凝土拱坝表面拉应力的主要因素。无论在北方还是南方,寒潮都是引起表面裂缝的重要因素。在寒潮袭击、气温骤变的的强烈作用下,若无有效保温措施,会在混凝土表面形成很陡的温度梯度,产生较大拉应力。往往超过混凝土的抗拉强度,极易发生表面裂缝。北方由于冬季气温低,气温年变化也是引起表面裂缝甚至深层裂缝的重要原因;相比之下,气温日变化由于变化周期短影响较小。

1.3.2 坝块浇筑层间歇时间不当。

为减小温度应力,坝体混凝土浇筑一般均为薄层浇筑。此时混凝土表面散热快,若浇筑一块后长期停歇,混凝土由于逐步降温开始出现拉应力,再遇上气温骤变,在表面保温不良的情况下,很容易出现裂缝。

但层间间歇也不宜过短,过短混凝土水化热不能及时散失,也会引起很大的温度应力。

1.3.3 高温干旱气候条件下混凝土养护不够。

坝址若处于夏季气温高、蒸发量大、风速大等不利气候条件下,易造成混凝土表面失水而干裂。

建于安徽黄山南麓丰乐水上的丰乐拱坝,于1973年1月~1976年6月浇筑混凝土,1976年4月~1978年3月进行坝体横缝灌浆。因库内公路改线,水库未蓄水,1978年该地区出现100年未遇的长期高温干旱气候。首先在坝体下游面左岸各坝段底部出现大致平行于岸的斜裂缝,随后在河床坝段和右岸坝段下游也陆续出现裂缝,运行期间两岸裂缝又相继发展。1986年9月灌浆的产生是由于夏季空库条件下持续高温,拱坝向上游位移过大,造成下游面下部出现较大拉应力所致。

1.3.4 水平施工缝处理不当。

水平施工缝处理不当是混凝土开裂的重要原因,在温度应力的作用下,首先就从施工缝裂开始。

1.3.5 冷却水管降温制度不当。

冷却水管降温作为混凝土坝温控措施之一,在限制基础温差、减少内外温差方面是较为有效的,是在通水冷却停止以后,由于表层混凝土温度回升较内部快,混凝土表面会产生拉应力。若降温制度不当,降温幅度太大,产生拉应力过大,在平衡水化热后期压力之后,还有剩余,则增加了开裂的趋势。

虽然影响混凝土拱坝产生裂缝的因素很多,但我们只要结合工程施工实际情况,认真分析裂缝原因,总结经验和教育,就一定能抓住主要矛盾,采取有效措施,最大限度的减少裂缝产生,确保大坝的安全运行。

2 控制措施

在目前技术水平条件下,完全防止裂缝还有一定困难,但也不是不能做到的。对于像拱坝这样的大体积混凝土结构,控制和减少裂缝应以预防为主,要采取综合措施,如优化设计、精心施工、加强科研、及时反馈气象信息、严格控制关键工序等。只要这样,完全能做到减少一般裂缝,避免基础性贯穿性裂缝。

2.1 应力控制混凝土出现裂缝最根本的原因还是拉应力超过了混凝土抗拉极限,适当控制坝体内的拉应力是必要的。

2.1.1 荷载应力控制。

加大拱中心角可以适当减少拉应力,但过大的中心角将使拱轴线与河岸基岩等高线的夹角过小,使拱端推力过于趋于下游,对坝肩稳定不利,得不偿失。增加坝体厚度也可以减少拉力,这是目前常用的方法,但坝的造价随之增加。

这些在拱圈的最优设计中都应予以综合考虑。

2.1.2 温度应力控制。

实际工程中拱坝坝体裂缝大都是施工期温度拉应力引起的。防止这些裂缝,主要依靠施工期的温度控制。

(1)改进施工工艺,降低混凝土的内部温升,减少基础温差、内外温差。严格控制混凝土温度是减少拉应力、防止裂缝的最重要措施。常采取的方法包括:坝体分区使用水泥,减少单位水泥用量;通过冷却拌和水、加冰拌和、预冷骨料等方法降低混凝土浇筑温度(粗略的说,混凝土的浇筑温度降低1℃,拉应力约可减少0.1MPa),采用加大混凝土浇筑强度、仓面保温等方法减少浇筑过程的温度回升;在混凝土内埋设水管,通低温水以降低混凝土温度;薄层浇筑,均匀上升,加速混凝土热量散失,降低混凝土内部温升。

(2)加强混凝土的养生保护和坝面保温,抵制温度湿度造成的不利影响。施工中的大坝混凝土,容易发生早期裂缝,其原因虽然各不相同,但大多是由于水化热温升、环境温度和湿度变化,产生较大的温度应力和干缩应力所致。为此,要加强新浇混凝土的养生保护,抵制环境温、湿度造成的不利影响。坝面保温是防止表面裂缝的最有效措施,在很多工程中得到证实。表面保温材料主要有聚苯乙烯泡沫塑料板、保温被、聚乙烯气垫薄膜、聚乙烯泡沫塑料板、草袋和砂层保温、喷涂保温层等。

2.2 深入优化原材料和配合比,提高混凝土综合抗裂性能妥

善选用混凝土的材料与配合比并控制好混凝土的温度升降变化,这也是减免混凝土工程裂缝的既重要又有效的手段。具体的说,就是通过优选混凝土的材料、配合比使混凝土的绝热温升较小,抗拉强度较大,极限拉伸变形较大,热强比较小,线胀系数较小,自生体积变形最好是微膨胀,至少是低收缩。大体积混凝土内部温度变化很小,因此施工期混凝土坝内主要是温度变形和化学变形。若水泥的化学变形是微量膨胀,并在时间上和降温同步,部分收缩变形将被化学膨胀所抵消,使混凝土收缩量保持在混凝土极限拉伸范围之内,则混凝土不致开裂,对温控防裂作用较好。需要指出的是:自升体积变形宏观均匀,对于由内外温差引起的温度应力没有补偿作用,只对由外部约束作用产生的温度应力具有一定的补偿作用,而且膨胀要合适而且均匀,要注意其安定性。

另外,适当添加一些外加剂,也可有效改善混凝土性能,提高混凝土的抗拉性和抗裂性。如BC-11混凝土膨胀剂,可配制补偿收缩、接缝填充混凝土,起到抗裂抗渗的作用。该膨胀剂化学膨胀产生的限制膨胀率为(2~4)×10-4,相当或略高于普通混凝土的收缩(干缩与冷缩)率,可收到补偿收缩的结果。掺有该膨胀剂的混凝土,抗渗抗冻、抗酸、抗咸、抗化学侵蚀能力都有所增强。再如BC-13缓凝早强减水剂,掺入混凝土中具有较长的缓凝作用和较理想的早强效果,在夏季炎热的气候中对于混凝土能起降低水化热、分散热高峰、防止混凝土产生裂缝、防止混凝土由于湿度高而产生降低后期强度等不良效果,是夏季施工中较理想的外加剂。外加剂在水泥中的掺量小但效果高,根据工程及环境气候条件,在坝体施工中合理添加。可以起到很好的抗裂效果,但需要进行试验研究并严控施工质量。

2.3 加强施工管理提高混凝土施工质量,混凝土浇筑要均匀密实。

薄层短间歇,均匀上升;避免突击浇筑一块混凝土,然后长期停歇;避免相邻坝快之间过大的高差及侧面的长期暴露;避免薄块长间歇,即在基岩或老混凝土上浇筑一薄块而后长期停歇。

合理安排大坝砌筑时段,尽量利用低温季节浇筑基础部分混凝土,拱圈封拱温度尽量低于或等于年平均气温。

与掌握封拱温度配合,严格控制胶结材料的水灰比,认真的养护和掺用素化剂等。

加强养护。各种有利于降低材料温度的措施均应力争采用,要尽量降低坝体材料入仓温度;在气温太低的季节施工时,不要让施工面暴露在露天长期冷却;新浇筑混凝土表面要加盖保温。

做好大坝的安全监控,对未能预料的裂缝及时发现,及时处理。

国内外拱坝工程结构多种多样,不同情况下的裂缝问题又各有特点,系统深入的研究各种拱坝裂缝的发生发展机制、探讨各种裂缝的共通性与特殊性很有必要。在新世纪,尤其是我国作为拱坝建设的大国,应当从中不断总结关于拱坝裂缝控制的各方面实践经验,不断丰富我国水利水电建设管理技术宝库,为我国的水利水电建设做出有益的贡献。

参考文献

[1]朱伯芳.大体积混凝土温度应力与温度控制[M].北京:中国电力出版社.

[2]河海大学,大连理工大学,西安理工大学,等.水工钢筋混凝土结构学[M].北京:中国水利水电出版社.

[3]朱伯芳,黎展眉.拱坝温度荷载计算[Z].1983,2.

[4]曹泽生.白山拱坝混凝土温度控制和体积变形[Z].1983,9.

裂缝分析控制措施 篇9

1 高速公路桥梁混凝土裂缝成因

1.1 设计以及结构方面的裂缝成因。结构物产生裂缝可能会引发灾难性的破坏, 比如没有很好的设计预构件版凹角、没有恰当的配制钢筋, 同时在湿度以及温度不断变化的情况下并不具备足够的施工缝, 这样就会导致差异性的位移出现在结构物中。如果钢筋受到侵蚀性离子的侵入, 就会由于腐蚀而产生氢氧化合物以及氧化铁等物质, 由于相对于原有之铁的体积而言, 生成物的体积远远要大, 这样就会有很大的放射破裂应力出现在钢筋周围, 最终导致出现放射状裂缝。

1.2 混凝土材料导致的混凝土裂缝。对混凝土的干缩影响最大的是高炉水泥, 其次是硅石水泥, 而中热硅酸盐水泥、粉煤灰水泥、普通硅酸盐水泥以及火山灰水泥则具有较小的干缩影响。相对于普通硅酸盐水泥水泥而言, 在拌制混凝土的时候如果采用矿渣硅酸盐水泥就会出现超出大约四分之一的收缩值。除此之外, 如果没有选择合适的水泥种类也很容易导致出现裂缝的情况。

1.3 混凝土自身的因素。混凝土在对化学作用以及物理作用产生抵抗力的时候也非常容易出现变形的情况, 特别是如果混凝土具有较差的体积稳定性更加容易出现裂缝。水泥石的干缩导致混凝土的干缩, 其往往具有比较缓慢的过程, 有时候一个月才会发生收缩, 甚至还会等到半年之后出现收缩。这一类的由表及里以及由外到内的干燥收缩造成的裂缝通常比较浅, 具有龟裂状的纵横交错的表现, 而且没有一定的规律。随着时间的加长, 混凝土的碳化由于该处的裂缝会加快, 不仅会导致钢筋出现锈蚀的情况, 同时也会使得小的裂缝逐渐变成大的裂缝, 严重的影响到了混凝土的承载能力和结构耐久性。

2 高速公路桥梁裂缝的有效控制措施

2.1 选择符合标准的混凝土材料。要想有效的预防高速公路桥梁混凝土裂缝, 就必须要严格的控制施工的材料, 采取积极有效的措施降低混凝土的收缩, 对其水化热低进行严格控制, 并且使混凝土的抗拉强度得以增强。首先要选择中热或者低热的水泥, 通过对国外的有关技术资料规定的参考, 我们可以发现, 如果水泥用量每增加10kg, 其温度就会随之升高l℃, 因此如果水泥用量如果出现了20kg/m3~30kg/m3的减少幅度, 那么其温度也会相应的出现2℃~3℃的降低幅度。水化热与水泥和水的用量成正比, 如果1m3的混凝土中的出现了10kg的增减幅度, 那么混凝土的温度也会出现1℃的升降幅度, 而每增加1%的用水量, 就会增加2%~3%的干缩率。采用外加剂能够对混凝土的裂缝进行有效的控制, 特别是能够很好的控制由于温度导致的裂缝。如果选择采用膨胀剂, 就能够使膨胀应力出现在混凝土的内部, 从而对混凝土硬化出现的收缩应力起到有效的减缓作用, 并且使其抗裂强度得以提升。首先, 要严格按照相关的标准进行配比试验, 随后再测试可泵性、泌水率、水化热等各项参数的设置, 就能够使混凝土配置的高效性和优质性得到充分的保证, 最终能够使混凝土裂缝的现象得以降低或减少。

2.2 对混凝土的水化热进行严格控制。在配置混凝土的时候必须要选择低水化热的水泥, 同时要将冷却水管预埋在混凝土内部, 使其能够有效地进行循环保温, 最终能够对混凝土的水化热温度进行强制控制。可以利用设置后浇缝的方式从而使混凝土的外应力得以降低, 这样对混凝土的散热十分有利, 最终能够对水化热和变形起到有效的预防作用。在完成混凝土的浇筑工作之后, 就需要将混凝土的保温以及保湿的养护工作做好, 可以通过对徐变特性的利用使其能够缓慢的降低温度, 从而有效的减缓温度应力产生的不良影响。除此之外, 还可以采用信息化温控监测的方式对混凝土内部的变化进行及时的监测和调控, 在25℃的范围内对基底与基面温差进行严格的控制。

2.3 对混凝土的搅拌质量进行严格控制。插入式振捣棒必须要垂直于混凝土表面, 振捣插点要保证均匀的排列, 选择交错式或者行列式的方式使振捣棒匀速前进, 但是不能够混用这两种方式。在具体的操作过程中要选择“快插慢拔”的方式, 振捣棒每次移动的距离都要严格的控制在其操作半径的1.5倍之内, 控制在50mm~100mm的插入厚度。每点振捣的时间都要控制在20s~30s的范围之内。要在两米以内的范围内对混凝土的自由倾落高度进行严格控制, 如果具有过的高的高度, 就可以采用振动溜管、串筒以及斜槽等各种方式使其下落, 在这个过程中需要注意串筒的最后一节必须要保证垂直, 并且要保证不超过3m的间距;斜槽的坡度不能超过60°, 同时还要将垂直挡土板设置在出口的部位, 防止出现离析的现象。

2.4 选择合适的裂缝修补方法。[1]表面修补法:比较常见和简单的方法就是表面修补法, 其主要是进行表面贴面或者表面涂抹, 在对稳定的小于0.3mm宽度的裂缝进行修补时常常采用这种方法。首先要用水对裂缝进行冲洗, 然后将水泥净浆涂刷上去, 并且将其清洗干净, 在等到其干燥之后采用油漆、沥青以及环氧树脂等对其进行涂刷。如果表面具有较多的裂缝, 就可以采用压力水对其进行清洗, 并且选择1∶1.5比例的水泥砂浆将其抹平, 等其干燥之后, 再用环氧树脂水泥进行涂抹, 保证2mm~3mm的厚度。②填充法:这种方法主要是对平面大于0.3mm的裂缝进行修补, 可以在缝内选择不同粘度的树脂进行直接填入。③结构加固法属于一种针对严重的影响到结构的承载能力和整体性的贯穿性裂缝进行加固的方法, 其主要是将钢筋混凝土浇筑在裂缝四周或者结构外部。

结语

有多种原因可以导致高速公路桥梁混凝土结构出现裂缝, 所以必须要以裂缝的具体特征和成因为根据选择科学合理的预防和处理裂缝的措施。除了要对混凝土质量进行有效控制, 防止出现裂缝之外, 同时还要及时的修补已经出现的裂缝, 将日常的养护工作做好, 从而有效的提升高速公路桥梁的质量和安全性。

摘要：对高速公路桥梁混凝土的裂缝进行控制属于一项较为复杂的技术, 而且裂缝控制的实践和理论也具有一定程度的偏差。本文对高速公路桥梁混凝土裂缝成因进行了分析和介绍, 并且有针对性的提出了如何有效的控制桥梁混凝土裂缝。

关键词：公路桥梁混凝土,裂缝,控制

参考文献

裂缝分析控制措施 篇10

半刚性基层沥青路面具有强度高、稳定性好、刚度大、路面平整度好、噪音低、行车舒适、易于就地取材、工艺简单、工程投资少、养护维修方便等优点, 因此半刚性类材料以其优良的工程性能和显著的经济效益在我国公路建设中得到了广泛的应用, 并在公路建设中越来越占有特殊的重要地位。然而, 半刚性材料的缺点在于抗变形能力低, 在温度、湿度变化时易产生裂缝, 当沥青面层较薄时易形成反射裂缝, 沥青路面本身也易产生低温裂缝, 沥青路面一旦出现裂缝, 有可能导致路面结构性破坏, 影响路面的使用功能。

1半刚性沥青路面裂缝的类型

1.1 龟 裂

龟裂是由于路面受交通荷载作用后变形和挠度过大, 而沥青路面的柔性不够同时又有重载车辆的反复碾压, 从而导致路面材料疲劳而形成的一种裂缝, 故有时亦将此类裂缝称为疲劳裂缝[1]。

1.2 块 裂

块裂通常是由于铺设沥青路面的沥青混合料采用了大量的低针入度沥青和亲水性集料或沥青发生老化失去弹性, 而在交通荷载作用下形成。同时由于在低温作用下, 沥青混凝土产生缩裂, 故有时亦将此类裂缝称为收缩裂缝。

1.3 纵向裂缝

纵向裂缝产生的原因一般为路基加宽处理不当或不良地质沉降所致, 个别为沥青混合料摊铺时, 由于纵向接缝处理不密实, 造成路面早期渗水, 在行车作用下会在纵向接缝处形成纵向裂缝。

1.4 横向裂缝

横向裂缝, 由于地基或填土路基纵向不均匀沉降或由于沥青混合料摊铺时横向接缝处理不当, 会产生横向裂缝并伴有错台现象出现。在温度变化大的地区, 沥青路面及基层会由于温度过低产生近似等距离的多条横向收缩裂缝。

1.5 反射裂缝

反射裂缝, 由于基层的裂缝, 在沥青面层铺设处理不当导致沥青面层产生与基层裂缝相似的裂缝, 另外, 在新建的半刚性沥青路面上, 半刚性基层受天长日久的温度变化引起的温度裂缝, 也向路表面扩展、延伸、并穿透整个面层, 形成下宽上窄的裂缝。

1.6 滑移裂缝

滑移裂缝, 滑移裂缝通常是由于沥青路面表面层与底面层或面层与基层的粘结性不好, 同时面层又受到较大的水平外力时无法有效的传递给底层, 而使表面单独承受, 造成路表面被的撕裂破坏。

2公路沥青路面裂缝产生的原因及分析

沥青路面开裂是世界各国沥青路面使用中均会遇到的主要病害之一, 无论是冰冻地区, 还是非冰冻地区, 只是各自的裂缝严重程度不同而已[2]。沥青路面开裂的原因和裂缝的形式是多种多样的, 但就沥青路面开裂的主要原因而论, 裂缝可分为两大类, 即荷载型裂缝和非荷载型裂缝。

(1) 荷载型裂缝:

即主要由于行车荷载作用而产生的裂缝。在车轮荷载作用下, 半刚性基层的底部要产生拉应力, 如果此拉应力大于半刚性基层材料的抗拉强度, 则半刚性基层底部很快就开裂。在行车荷载的反复作用下, 底部的裂缝逐渐扩展到上部, 并使沥青面层也开裂由车轮荷载产生的裂缝反映在面层上, 往往不是单独的、稀疏的或较有规则的裂缝, 而是稠密的、有时互相联系的裂缝, 甚至是网状的裂缝。

(2) 非荷载型裂缝:

主要为温度型裂缝。沥青路面温缩型开裂包括低温收缩开裂与温度疲劳开裂, 均体现为张开型开裂方式。对于沥青路面基层存在裂缝情形, 按沥青面层裂缝开裂部位, 又可以分为反射裂缝与对应裂缝。

沥青在高温情况下其粘度会降低而软化, 而在低温状况下会发脆容易断裂。反应到沥青混合料上在夏季高温下, 伴随着车轮荷载的作用会产生永久变形, 常见的如:泛油、堆挤、拥包、车辙等。沥青混合料的劲度模量受温度的影响最大, 变化的幅度远比荷载作用时间等因素大得多, 当温度升高时, 沥青粘度急剧下降, 集料颗粒之间的粘结力减小, 混合料强度模量降低, 荷载作用下的变形增大。当温度降低, 沥青面层会因收缩受阻而产生很大的拉应力, 同时路面除了在温度骤降引起过大的收缩应力而开裂外, 在温度昼夜反复的降温和升温过程中所产生的反复拉伸应力的作用, 引起沥青混合料的疲劳, 也是沥青路面产生横向开裂的主要原因。而且, 沥青混合料的抗拉强度与温度有密切关系, 随着温度的降低, 抗拉强度增大, 当低于某一温度后, 抗拉强度又随着降低, 抗拉强度与温度的关系曲线出现一峰值。

3 常用的沥青路面裂缝的预防和处理措施

延缓和减轻半刚性基层沥青混凝土面层的荷载型裂缝和非荷载型裂缝, 可采用两大类方法:一是在施工期间就采取相应的预防裂缝或处理措施;二是在维修养护时选用合适的加铺层体系。

3.1 提高路基工作区的强度和稳定性

路基是路面的基础, 路基工作区又是路基经受行车荷载影响较大的深度区域, 该深度区域具有足够的强度和整体稳定性对保证路面结构的强度和稳定性极为重要, 否则将产生不均匀沉降使路面发生开裂。路基工作区深度:

Za= (knP/γ) 1/3

式中 Za—路基工作区深度, m;

P—车轮荷载, kN;

k—系数, 取k=0.5m;

γ—上的容重, kN/m3;

n—系数, n=1/10～1/5。

从上式可以看出, 在路基的某一深度处, 车辆荷载引起的应力与路基自重引起的应力相比只占一小部分 (1/5～1/10) , 在此深度以下, 车辆荷载对土基的作用影响很小, 可以忽略不计;在此深度以上, 车辆荷载P越重, 路基工作区的深度Za就越大[2]。我国公路与城市道路路面设计规范中均以100 kN作为设计标准轴重, 当公路建成后, 路基工作区的深度已经是固定成型了。公路交付使用后, 当公路上车辆超载运行时, 路基工作区的深度Za必将会随之加大, 这样路基工作区的实际深度超出了设计深度, 造成了路基强度、稳定性、刚度明显不足, 在实际使用中, 路基路面就会产生裂缝、沉陷、车辙等病害。因此, 为了防止公路超载而引起的路基路面裂缝等不利后果, 在路基施工时对路基工作区的实际施工深度应大于设计深度。

3.2 基层应有合理厚度

当半刚性基层厚度增加时, 其承载能力也迅速增加, 所以在条件允许的情况下, 应适当考虑增加半刚性基层的厚度。

3.3 沥青混合料设计

SHRP (美国战略公路研究计划) 的研究成果认为, 沥青性能对沥青路面低温抗裂性的贡献率高达80%, 这里的沥青性能是指沥青的低温性能。从SHRP成果及加拿大的沥青新标准指标体系和国内“八五”国家科技攻关“道路沥青与沥青混合料路用性能的研究”的研究结果来看, 都是以感温性为核心。感温性是以PI、当量脆点、10 ℃延度为指标。总之, 使用稠度低、温度敏感性低的沥青, 可以减少或延缓路面的开裂。在稳定度满足要求的前提下, 选用针入度较大的沥青作两层。美国和英国的研究表明, 在沥青混凝士中使用软的沥青可以阻止低温收缩及高温疲劳作用两种机理引起的裂缝扩展。在条件允许的情况, 可以采用间断级配、大空隙、密实型的沥青玛蹄脂碎石 (SMA) 混合料和采用改性沥青。SMA混合料具有良好的高温稳定性、低温抗裂性能, 抗车辙性能好、使用寿命长, 是防裂路面设计时应选用的一项新技术。

3.4 设置应力吸收层

在基层与面层之间铺橡胶沥青中间层、土工织物或土工格栅中间层、低粘度沥青混凝土层等均匀应力吸收层。用土工格栅加筋沥青路面的主要功能, 是控制车辙、反射裂缝和疲劳裂缝, 不同类型格栅性能显著不同。

3.5 施工控制裂缝发生

在施工方面, 控制半刚性基层碾压时的含水量为最佳含水量的0.9倍, 压实度达到规范要求, 碾压完成后要及时保湿养护, 防止基层干晒, 养护结束后, 立即喷洒沥青乳液, 做成透层或粘层, 然后尽快铺沥青面层[3]。

4结语

公路铺设沥青面层前, 采取裂缝预防措施和处理技术可以减少路面裂缝的出现, 合理确定路面结构及其厚度, 严格控制施工工艺, 加强管理可以一定程度上预防和延缓裂缝的产生。尽管科研人员研究和采用了很多预防与控制措施, 但是只能起到推迟和延缓的作用, 并不能防止和消除裂缝的产生。新建半刚性沥青路面上出现的裂缝大多是沥青路面本身产生的温度裂缝, 如何提高沥青面层的防裂性能, 改善沥青及沥青混合料的使用品质是今后研究的主要方向。裂缝的及时处理, 对延长路面使用寿命具有积极的意义。我国沥青路面维修技术的研究比较滞后, 相比较而言, 美国的SHRP多个子项目对裂缝处治技术进行了深入研究, 在SHRP结束后, FHWA资助的NCHRP进行了后续研究, SHRP-106裂缝处理研究了北美地区不同裂缝的处理方法, 值得技术人员学习研究。 [ID:6045]

参考文献

[1]魏进, 王晓谋, 陈渊召.高等级公路沥青路面裂缝病害原因分析与养护技术[J].筑路机械与施工机械化, 2007, (8) .

[2]郭兰英.公路沥青路面裂缝的预防和处理[J].路基工程, 2006, (2) :115-117.

[3]冯宏伟.浅谈公路沥青路面裂缝的预防和处理[J].跨世纪, 2008, (11) :11-16.