混凝土裂缝的预防措施

2022-12-14

第一篇:混凝土裂缝的预防措施

沥青混凝土路面裂缝分类、裂缝预防及裂缝处治的探讨论文

摘要:

文章针对在高等级公路建设中,沥青混凝土路面的广泛应用,以及沥青混凝土路面常见的裂缝现象,分析了沥青混凝土路面裂缝成因及分类,并从沥青面层原材料、施工工艺及组织方面对怎样预防沥青路面裂缝进行了分析,并对裂缝出现后,各种裂缝处治方法进行了探讨。

关键词:

沥青路面;路面裂缝成因;路面裂缝预防;路面裂缝处治

1、沥青混凝土路面现状。

在高等级公路建设中,由于沥青混凝土路面具有噪音小,施工周期短,行车舒适,养护维修施工方便等诸多优点,沥青混凝土作面层已经成为高等级公路路面面层的主要形式,因此沥青路面施工质量及后期养护维修好坏,直接关系到行车安全及行车舒适度。但沥青混凝土路面由于行车荷载、温度变化等原因,会产生各种裂缝,如温度裂缝、荷载裂缝等,随着降雨,路基土含水量增大,结构层强度迅速降低,使沥青混凝土路面发生破坏及使用寿命大大降低,所以,对沥青路面裂缝进行预防和处治显得特别重要。

2、沥青路面裂缝分类。

一般可按形成原因和裂缝形状分类,按形成原因可分为三类:

第一类是由于沥青面层温度变化产生的温度裂缝:包括低温收缩裂缝和温度疲劳裂缝,一般称之为非荷载裂缝。

第二类是由于车辆行车荷载的作用,超过路面材料的抗拉极限而产生的破坏裂缝,又称之为荷载型裂缝。

第三类是反射裂缝,由于基层材料产生裂缝(如路基沉降拉裂,基层材料在行车荷载下产生疲劳裂缝等),逐渐向上向沥青面层反射,引起沥青面层裂缝。

按形状可分为:第一类是横向裂缝,主要是由于:

(1)半刚性基层收缩裂缝的反射裂缝。

(2)桥梁、涵洞或通道两侧的填土产生固结或地基沉降,施工缝未处理好,接缝不紧密,结合不良。

第二类是纵向裂缝,主要是由于:

(1)拓宽路段的新老路面交界处沉降不一。

(2)前后摊铺幅相接处的冷接缝未按有关规范要求认真处理,结合不紧密而脱开。

(3)纵向沟槽回填土压实质量差而发生沉陷。

第三类是网状裂缝(龟裂),主要是由于:

(1)沥青与沥青混合料质量差,延度低,抗裂性差。

(2)沥青层厚度不足,层间粘结差,水分渗入,加速裂缝的形成。

(3)路面总体强度不足。

3、沥青路面裂缝预防。

预防措施:

(1)材料品控方面,采用干缩、温缩稳定,抗拉能力高的半刚性材料做基层,根据沥青路面施工及验收规范要求,调查本地区气候条件,再结合道路等级选择性能优良沥青产品,宜采用优质沥青做面层。

(2)沥青混合料出厂及运送方面,沥青混合料出厂时应有出厂合格证明。混合料外观应拌合均匀、色泽一致,无明显油团、花白或烧焦。运输中,应加盖篷布等保持混合料温度。

(3)施工方面:

①合理组织施工,摊铺作业连续进行,减少冷接缝。冷接缝的处理,应先将已摊铺压实的摊铺带边缘切割整齐、清除碎料,使其预热软化;对缝壁涂刷粘层沥青,再铺筑新混合料。尽量采用全路幅一次摊铺,如无条件全路幅摊铺采用分幅摊铺时,上、下层的施工纵缝应错开15cm以上,并采用热接缝。雨天时不得施工。

②桥台两侧填土分层填筑、压实;沉降严重地段,事前应进行软土地基处理。加宽路段的新旧路衔接处要采取措施,如采取挖台阶等,防止不均匀沉降,引起纵向开裂。在旧路面加罩沥青路面结构层前,可铣削原路面后,将残料和粉尘清除干净,采用铺设土工布、格栅等后再加罩,以延缓反射裂缝的形成。

③地下管线及构筑物埋深不能小于50cm,确保基层结构的完整性。沟槽回填土应分层填筑、压实,回填土土质、含水率应符合要求,过湿土必须经过翻晒,并满足含水率才能用于回填。

4、沥青路面裂缝处治。

裂缝的处治可按以下方式及要求进行:

(1)裂缝宽度在2mm以下的轻微裂缝,在高温季节大部分会闭合,可不进行处理。

(2)开槽灌缝是现在沥青路面裂缝处治最常用方法。缝宽在2——10mm的裂缝,应采用热沥青灌缝,缝内潮湿时应采用乳化沥青灌缝。开槽灌缝施工要求:

①开槽灌缝禁止在雨天施工。

②用压缩空气清除缝内的杂物及尘土,喷灯对裂缝进行烘干,保证裂缝内干燥。

③每条裂缝的灌注工作要连续,并应在裂缝表面形成T形密封层。

④灌缝时将灌封胶加热到要求温度,慢慢挤压胶液,否则,灌完胶后,缝底部易积存气泡,气泡上升,缝内胶液易积聚成球状,影响灌缝质量。

⑤灌缝完成后要求灌缝胶温度下降至常温方才能够通车放行。

(3)沥青混合料填缝。缝宽在10mm以上的宽缝,应采用热拌沥青混合料或乳化沥青混合料填缝,填缝要饱满并保证压实。

(4)路面贴缝带,路面贴缝带是一种裂缝修补新技术,它不用开槽,只需对裂缝表面作简单清扫,即可施工,但在雨天、积水路面严禁施工。

(5)铣刨罩面法。对网状裂缝(龟裂),情况严重时,应采用铣刨后罩面方法,解决沥青路面裂缝。

5、结语。

加强沥青路面预防性养护及小修,可以减少后期大修次数及维修成本,保证沥青路面平稳运行,值得引起更大重视。

参考文献:

[1] JTG F40—2004。公路沥青路面施工技术规范[S]。2004。

[2]李志华。沥青混凝土路面裂缝原因分析及防治措施[A]。全国路面材料及新技术研讨会,2004。

[3] JTG D50—2006。公路沥青路面设计规范(JTG D50—2006)[S]。2006。

第二篇:混凝土裂缝的形成原因及预防

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混凝土裂缝的形成原因及预防

摘要

随着建设规模的不断扩大及人们对建筑工程质量重要性认识的提高,混凝土以其技术、经济上的优越性,尤其是稳定、可靠、优良的质量深受建设单位的青睐,得到了广泛的发展,所以混凝土在现代工程建设中占有重要地位。然而混凝土裂缝问题随处可见,已经成为了一个普遍存在而又难于解决的建筑工程实际问题。近代科学研究和大量的混凝土工程实践证明,在混凝土工程中裂缝问题是不可避免的,但是科学的要求是将其有害程度控制在允许的范围内。因此本文通过研究混凝土裂缝,找出混凝土产生裂缝的主要原因,并且分析影响混凝土产生裂缝的主要原因,得出了混凝土裂缝问题要以预防为主的观点。现就本人所学的理论知识结合本人的实践经验浅谈施工中常见的混凝土裂缝种类,并提出了具有针对性的预防方法。使施工人员为今后工程实践起到简单的导引作用。

关键词:混凝土;裂缝;原因;分析;预防

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目录

第一章 前言 ................................................................ 1 第二章 混凝土裂缝的基本概念 ................................................ 2 2.1产生混凝土裂缝基本原理 ............................................... 2 2.1.1微观裂缝定义 .................................................... 2 2.1.2宏观裂缝定义 .................................................... 2 2.2混凝土裂缝的限制标准 ................................................. 2 第三章 混凝土裂缝产生的原因 ................................................ 4 3.1混凝土裂缝成因 ....................................................... 4 3.1.1材料质量引起的裂缝 .............................................. 4 3.1.2荷载引起的裂缝 .................................................. 4 3.1.3温度变化引起的裂缝 .............................................. 4 3.1.4湿度变形引起的裂缝 .............................................. 5 3.1.5基础变形引起的裂缝 .............................................. 5 3.1.6冻胀引起的裂缝 .................................................. 5 3.1.7施工工艺引起的裂缝 .............................................. 5 第四章 常见混凝土裂缝的种类及预防措施 ...................................... 7 4.1混凝土干缩裂缝 ....................................................... 7 4.1.1产生混凝土干缩裂缝的重要原因 .................................... 7 4.1.2预防干缩裂缝产生的措施 .......................................... 8 4.2混凝土塑性收缩裂缝 ................................................... 8 4.2.1产生混凝土塑性收缩裂缝原因 ...................................... 8

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4.2.2预防塑性收缩裂缝产生的措施 ...................................... 9 4.3混凝土深陷裂缝 ........................................................ 9 4.3.1产生混凝土深陷裂缝的原因 ........................................ 9 4.3.2预防产生深陷裂缝的措施 .......................................... 9 4.4混凝土温度裂缝 ...................................................... 10 4.4.1产生混凝土温度裂缝的原因 ....................................... 10 4.4.2预防温度裂缝的措施 ............................................. 11 4.5化学反应引起的裂缝 .................................................. 12 4.5.1产生混凝土碱骨料反应引起的裂缝原因 ............................. 12 4.5.2预防碱骨料反应引起的裂缝的措施 ................................. 12 4.5.3产生混凝土钢筋锈蚀引起的裂缝原因 ............................... 12 4.5.4预防钢筋锈蚀引起的裂缝的措施 ................................... 13 结束语 ..................................................................... 14 参考文献 ................................................................... 15 致谢 ....................................................................... 16

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第一章 前言

随着我国科技水平的高速发展,混凝土已经普遍用于工业和民用建筑中。在建筑工程施工过程中,混凝土是城市建设中广泛使用的建筑材料,但是伴随这类材料的生产研究与应用,混凝土质量问题一直困扰着施工人员,其中尤为突出混凝土裂缝问题反映强烈,引起工程界及社会各界的广泛关注。混凝土作为一种广泛应用的建筑材料,是现代建筑主体不可缺少的重要组成部分。由于混凝土自身所具有的特点,施工环境与施工温度等条件约束,会使混凝土极易产生裂缝。使其内部的钢筋等材料产生腐蚀,降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性及抗渗能力,影响建筑物的外观、使用寿命,严重者将会威胁到人的生命财产安全。作为一个建筑工作者,在当前施工中如何克服混凝土裂缝是一件非常重要的事,裂缝产生的形式和种类很多,有设计方面的原因,也有环境方面的原因,但更多的是施工过程的各种因素组合产生的,要根本解决混凝土裂缝问题,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。所以本文通过分析了混凝土裂缝形成的原因,并且针对常见混凝土裂缝,如混凝土干缩裂缝、混凝土塑性收缩裂缝、混凝土深陷裂缝、混凝土温度裂缝、化学反应引起的裂缝,预防措施提出自己的一些看法,为今后工程实践起到简单的导引作用。

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第二章 混凝土裂缝的基本概念

2.1产生混凝土裂缝基本原理

混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均匀物质。正是由于混凝土显现出一些非均质的特性,所以硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙、气穴,然而微孔隙与气穴相互贯穿才使混凝土出现裂缝。混凝土裂缝分为微观裂缝和宏观裂缝,微观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。但是在混凝土受到荷载、温差等作用之后,微裂缝就会不断的扩展和连通,最终形成我们肉眼可见的宏观裂缝,也就是混凝土工程中常说的裂缝。 2.1.1微观裂缝定义

主要是混凝土中非均匀物质和水泥与水发生水化反应过程中各组成部分之间发生的变形不均产生的。微观裂缝在荷载不超过设计规定的条件下,一般视为无害,用实体显微镜观察、X射线或超声波探测仪等物理检验手段都可鉴定出这种裂缝,另外一种最直接的方法就是用渗水观察,一定压力的水可以从混凝土内部的裂缝中渗透出来。 2.1.2宏观裂缝定义

是指宽度在0.05mm以上,用肉眼可以直接看到的裂缝。宏观裂缝一般在设计允许条件下,宽度小于0.1mm的裂缝可以被认为是无害的,但是这里必须有个前提,即裂缝不再扩展。

2.2混凝土裂缝的限制标准

“按混凝土裂缝的限制标准,混凝土裂缝可分为无害裂缝和有害裂缝[1]”。

无害裂缝的基本概念:①裂缝的出现对结构耐久性、安全性、稳定性无影

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响。②裂缝无渗漏水,且不贯通③裂缝宽度小于0.2mm,且不渗漏水。④裂缝可自愈。

有害裂缝的基本概念:①混凝土结构产生的裂缝对耐久性受到影响。②裂缝有渗漏水。③裂缝贯穿结构层。④混凝土结构的冷缝明显且有渗漏水。⑤裂缝的深度与构造钢筋相连,形成钢筋串水⑥裂缝的宽度大于0.2mm,且不能自愈。⑦裂缝密度显网状。⑧裂缝对结构安全性、稳定性有危害程度。

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第三章 混凝土裂缝产生的原因

通过上章对混凝土裂缝的描述,我们可以分析出混凝土裂缝绝大多数发生在施工阶段,其原因复杂多变,可分为微观裂缝和宏观裂缝。裂缝产生的形式和种类很多,有设计方面的原因,但更多的是施工过程的各种因素组合产生的,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,结合本人所学与实际经验产生混凝土裂缝的原因大致可划分如下几种:

3.1混凝土裂缝成因

3.1.1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[2]”。配置混凝土所采用材料质量不合格,可导致结构出现裂缝。比如:水泥安定性不合格,水泥中游离的氧化钙含量超标;水泥强度不足,水泥受潮或过期;水泥含碱量较高同时又使用含有碱活性的骨料;砂石粒径太小、级配不良、空隙率大;砂石中云母、泥沙、有机质和轻物质的含量较高;拌和水或外加剂中氯化物等杂质含量较高。 3.1.2荷载引起的裂缝

结构受荷后产生裂缝的因素很多,施工中和使用中都可能出现裂缝。例如早期受震、构件堆放、运输、吊装时的垫块或吊点位置不当、施工超载、张拉预应力值过大等均可能产生裂缝。而最常见的是钢筋砼梁、板受弯构件,在使用荷载作用下往往会出现不同程度的裂缝。 3.1.3温度变化引起的裂缝

“混凝土具有热胀冷缩性质,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[3]”。譬如,桥面板、主梁或桥墩侧面受太阳曝晒后,温度明显高于其它部位,温度梯度呈非线形分布,由于受到自身约束作

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用,导致局部拉应力较大,出现裂缝;大体积混凝土(厚度超过2.0米)浇筑之后由于水泥水化放热,致使内部温度很高,内外温差太大,致使表面出现裂缝。

3.1.4湿度变形引起的裂缝

“混凝土在空气中结硬时,体积会逐渐减小,一般谓之干缩[4]”。收缩裂缝较普遍,常见于现浇墙板式结构、现浇框架结构等,通常是因为养护不良造成。混凝土的收缩值一般为0.2~0.4‰,其发展规律是早期快、后期缓慢。 3.1.5基础变形引起的裂缝

由于地质勘察精度不够试验资料不准、地基地质差异太大、结构荷载差异太大、结构基础类型差别大、基础分期建造、地基冻胀、基础置于滑坡体、溶洞或活动断层等不良地质段、原有地基条件变化等原因,使基础竖向不均匀沉降或水平方向位移,使结构中产生附加应力,超出混凝土结构的抗拉能力,导致结构开裂。 3.1.6冻胀引起的裂缝

“大气气温低于零度时,吸水饱和的混凝土出现冰冻,游离的水转变成冰,体积膨胀9%,因而混凝土产生膨胀应力;同时混凝土凝胶孔中的过冷水在微观结构中迁移和重分布引起渗透压,使混凝土中膨胀力加大,混凝土强度降低,并导致裂缝出现[5]”。 3.1.7施工工艺引起的裂缝

施工工艺涉及的面很广,一般常见的有:混凝土的搅拌、运输、浇筑、振捣各道工序中的任何缺陷和疏漏,都可能是裂缝产生的直接或间接原因;模板构造不当,漏水、漏浆、支撑刚度不足、过早拆模等都可能造成混凝土开裂;混凝土养护,特别是早期养护质量与裂缝的关系密切;混凝土分层或分段浇筑时,接头部位处理不好,易在新旧混凝土和施工缝之间出现裂缝;施工质量控制差,任意套用混凝土配合比,水、砂石、水泥材料计量不准,造成混凝土强

度不足和其他性能(和易性、密实度)下降,也可导致结构开裂。

第四章 常见混凝土裂缝的种类及预防措施

通过上两章对混凝土裂缝原因的描述与分析,可得出在工程建设中混凝土裂缝问题是不可避免的,但可采取有效的预防措施,使其尽可能不出现裂缝或尽量减少裂缝的数量和宽度,尤其要尽量避免有害裂缝的出现,从而可以确保工程质量。但要如何对工程建设中一些常见的混凝土裂缝问题进行有效的控制呢?只有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。以下是结合本人所学与工作实践,对工程中一些常见的混凝土裂缝现象进行了一些初步分析与探讨,提出了一些具有针对性的预防措施,具有一定的实用性和可操作性,对类似的工程问题有指导意义。

4.1混凝土干缩裂缝

4.1.1产生混凝土干缩裂缝的重要原因

“产生混凝土干缩裂缝的重要原因是水分的蒸发,这种蒸发干燥过程总是由表及里逐步发展的,因而湿度总是不均匀的,干缩变形也是不均匀的[6]”。混凝土干缩机理比较复杂,最主要的原因是混凝土内部空隙水蒸发变化时引起的毛细管引力,水泥水化生成的大量微细孔隙,在干燥条件下,胶体中自由水逐渐蒸发产生毛细管引力,胶体孔隙受到压缩,胶体的体积随着水分的蒸发减少而不断收缩,从而引起混凝土体积收缩。胶体的数量及其特性随着水泥的化学成分、细度、水灰比、龄期而不同。一般来说,单位用水量和水泥用量比较多的混凝土胶体数量多,而混凝土的干缩变形也比较大。混凝土的干缩裂缝取决于干缩、徐变、弹性性质和抗拉强度等方面的综合作用,当存在以下有三个基本条件:①混凝土发生干缩变形,②处于约束状态,③干缩应力达到混凝土抗拉强度。此时混凝土会出现干缩裂缝的主要原因。

影响干缩的主要因素

由此可以看出影响混凝土干缩变形的主要因素为水泥品种、混凝土的配

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合比和养护条件。 4.1.2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,低单方水泥和低用水量,同时还宜降低砂率,尽量采用粗砂;

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,同时以要避免过振捣。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。同时薄壁构件的配筋采用小直径,增加布筋密度的方式,可减少裂缝发展的趋势。

4.2混凝土塑性收缩裂缝

4.2.1产生混凝土塑性收缩裂缝原因

“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[7]”。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。较短的裂缝一般长20-30cm,较长的裂缝可达2-3m,宽1-5mm.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。

影响塑性收缩开裂的主要因素

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“由于此可以看出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[8]”。 4.2.2预防塑性收缩裂缝产生的措施

①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。

②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。

③是浇筑混凝土之前,将基层和模板浇水均匀湿透。

④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。

⑤是在高温和大风天气要设置遮阳和挡风设施,及时养护。 4.3混凝土深陷裂缝

4.3.1产生混凝土深陷裂缝的原因

深陷裂缝的形成是由于结构地基强度出现问题而引起不均匀沉降,或者在混凝土硬化过程中出现模板刚度不足、支撑底部松动等,使混凝土结构产生深陷裂缝。另外,过早拆模或者承受荷载,也容易引起构件的力学变形,导致板面裂缝出现。“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[9]”。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。 影响深陷裂缝的主要因素

由此可以看出影响深陷裂缝的主要因素有结构、构件下面的地基处理基及模板的使用。

4.3.2预防产生深陷裂缝的措施

①要确保地基处理质量,原地基要达到设计要求的承载能力,回填土地基

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夯实达到设计要求的压实系数。

②是严格基坑或地基周围的防护措施,防止水的漫漶或浸入而导致地基松动。

③是模板有足够的强度和刚度,加强牢固支撑,且使地基受力均匀。

④是在混凝土生长到足够的强度后再拆除模板,注意拆模的合理作业顺序。

4.4混凝土温度裂缝

4.4.1产生混凝土温度裂缝的原因

“表面温度裂缝,多由于温度较大[10]”。混凝土结构,特别是大体积混凝土基础浇筑后,在硬化期间放出大量水化热,内部温度不断上升,使混凝土表面和内部温差很大。当温度产生非均匀的降温时(如施工中注意不够,过早拆除模板;冬季施工,过早除掉保温层,或受到寒潮袭击),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,此时表面胺到内部混凝土的约束,将产生很大的拉应力(内部降温慢,受自约束而产生压应力),而混凝土早期抗拉强度和弹性模量很低,因而出现裂缝(这种裂缝又称为内约束裂缝)。但这种温差仅在表面处较大,离开表面就很快减弱。因此,裂缝只在接近表面较浅的范围出现,表面层以下结构仍保持完整。深进的和贯穿的浊裂缝多由于结构降温差较大,受到外界的约束而引起的。当大体积混凝土基础、墙体浇灌在坚硬地基(特别是岩石地基)或厚大的老混凝土垫层上时,没有采取隔离层等放松约束的措施,如果混凝土浇灌时温度很高,加上水泥水化热的混凝土冷却收缩,全部或部分地受到地基、混凝土垫层或其他外部结构的约束,将传统在混凝土浇筑后2-3个月或更长时间出现,裂缝较深,有时是贯穿性的,将破坏结构的整体性。基础工程长期不回填,受风吹日晒或寒潮袭击作用;框架结构的梁、墙板、基础梁,由于与刚度较大的柱、基础连接,或预制构件浇筑在台

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座伸缩缝处,因温度变形受到约束,降温时也常出现这类裂缝。采用蒸气养护的预制构件,混凝土降温制度控制不严,降温过速,或养生窑坑急剧揭盖,使混凝土表面剧烈降温,而受到肋部或胎模的约束,常导致构件表面或肋部出现裂缝。

影响混凝土温度裂缝的主要因素

由此可以看出影响混凝土温度裂缝的主要因素有①内约束裂缝:由于混凝土内外温差过大引起的。②外约束裂缝:由于平均降温过大引起的。 4.4.2预防温度裂缝的措施

①尽量选用低热或中热水泥,如矿渣水泥、粉煤灰水泥等。

②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%。

③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。

④提高水泥浆与骨料的粘结力,挺高混凝土抗裂性能。

⑤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。减水防裂剂可有效的提高混凝土抗拉强度,大幅度提高混凝土的抗裂性能。

⑥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。

⑦混凝土的浇筑:大体混凝土浇筑主要有三种方式:其一,分层平行推进;其二,分层斜面推进;其三,分层交错推进方式。需要根据混凝土浇筑量、构件形式、混凝土浇筑方式等进行确认。分层浇筑可以增大散热面积,保证施工质量。

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⑧混凝土的振捣:实行快插慢拔、分层振捣的振捣方法。振捣上一层时插入下一层混凝土5cm以消除两层间的接缝。通过二次振捣可以使混凝土更加密实,对提高混凝土的抗拉能力很有力。

⑨加强混凝土的养护和温度监测。

⑩混凝土养护是保证混凝土质量一道十分重要工序,必须认真切实做好。本工程采用自然养护,即在混凝土表面盖薄膜或草、麻袋,保证混凝土表面充分潮湿。大体积混凝土养护过程中,应对混凝土浇筑块体的内表温度、顶面及底面温度,室外气温进行监测。根据监测结果对养护措施做出相应的调整,确保温控指标的要求。施工中,常用混凝土温度测定仪实行24h监控,监控期一般为15d,测温时应做好记录。

4.5化学反应引起的裂缝

碱骨料反应裂缝和钢筋锈蚀引起的裂缝是混凝土中最常见的化学反应而引起的裂缝。

4.5.1产生混凝土碱骨料反应引起的裂缝原因

碱骨料反应裂缝发生的原因是: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。这种裂缝一般出现中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。 4.5.2预防碱骨料反应引起的裂缝的措施

①选用碱活性小的砂石骨料。

②选用低碱水泥和低碱或无碱的外加剂。

③选用合适的掺和料抑制碱骨料反应。 4.5.3产生混凝土钢筋锈蚀引起的裂缝原因

钢筋锈蚀引起的裂缝发生的原因是:由于混凝土浇筑、振捣不良或者是钢

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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。 4.5.4预防钢筋锈蚀引起的裂缝的措施

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。

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3结束语

本文通过介绍混凝土裂缝的基本概念,找到了主要影响产生混凝土裂缝的基本因素。我根据产生混凝土裂缝的基本因素进行分析,对混凝土裂缝做了种类划分即干缩裂缝、塑性收缩裂缝、深陷裂缝、温度裂缝、化学反应引起的裂缝,并对其成因进行分析,提出了相应的预防措施。得到了裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象,它的出现会降低建筑物的抗渗能力,影响建筑物的使用功能,引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低材料的耐久性。在混凝土工程施工中,混凝土材料、荷载、温度、湿度、基础、施工工艺,是产生裂缝的常见原因,在施工过程中,如果能针对工程特点和施工环境,分析可能产生裂缝的不利条件,区别对待,采用合理的方法进行预防,对于保证工程质量将起到积极的作用。

综上所述,对于混凝土裂缝的控制是一个综合性的问题,需要经过设计、监理、施工及使用方等多方面的配合。随着当今社会我们对混凝土耐久性研究的不断深入,材料科学的不断发展和建筑技术水平的不断提高,相信混凝土裂缝问题将会逐渐得以圆满地决。

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参考文献

[1] 王智明. 混凝土裂缝的分类、原因、预防与处理. 黑龙江科技信

息, 2009年; 第17期,第288页. [2] 杨兴. 浅谈混凝土裂缝. 河南建材, 2008年; 第03期,第45页. [3] 王天存. 施工温度对桥梁混凝土裂缝的影响. 中国水运﹙下半

月), 2011年; 第07期,第221页. [4] 崔洁. 浅谈水泥混凝土路面裂缝的成因与预防措施. 山西建筑, 2009年; 第27期,第271页. [5] 周晓雨、葛忠大、高云贺. 混凝土结构裂缝的产生与预防. 科技信

息, 2011年; 第14期,第682页. [6] 秦文保. 大坝溢流面裂缝产生原因及处理. 水利科技与经济,

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大众﹙科学教育﹚, 2011年; 第03期,第178页.

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致谢

论文基本完成了,借此机会感谢老师在我写论文期间给我全面细致的辅导,从开始写开题报告给予我的建议,再到写论文时给我的格式资料与论文指导和指出我参考文献格式的错误,给予我很大的帮助。谢谢老师给予我的辅导,我在这里说一声“老师,你辛苦了”。

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第三篇:减少沥青混凝土路面反射裂缝的措施

摘要:反射裂缝已成为半刚性基层沥青混凝土路面和在旧水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土面层的主要质量通病。本文对沥青路面产生反射裂缝的机理进行分析,并提出了减少沥青路面反射裂缝的措施。

关键词:沥青混凝土路面;反射裂缝;措施

1引言

沥青混凝土面层是直接承受行车荷载作用和大气降水、温度变化影响的路面结构层,具有足够的结构强度,良好的温度稳定性、耐磨、抗滑、平整和不透水性。与此同时,反射裂缝已成为半刚性基层沥青混凝土路面和在旧水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土面层的主要质量通病。

2反射裂缝产生机理

沥青路面的反射裂缝的形成具有复杂的原因,与材料性能、结构层组合设计、温湿循环、车辆荷载疲劳作用以及施工工艺等有关。半刚性材料、沥青材料对温度和湿度变化比较敏感,在其强度形成过程中以及营运期间会产生干缩裂缝和低温收缩裂缝。在路面交通荷载重复作用下,半刚性基层的这种干缩裂缝和收缩裂缝会扩展到沥青路面面层形成反射裂缝。在旧水泥混凝土路面上加铺沥青混凝士面层中,反射裂缝的产生与发展是由旧水泥混凝土路面板的垂直与水平位移所造成,而这些将引起路面的破坏,缩短路面的使用寿命。因此,采取切实有效的技术措施防止或延缓沥青路面开裂和反射裂缝的产生,并对已发生的裂缝进行治理是十分必要的。

3减少沥青混凝土路面反射裂缝的措施

3.1通过施工工艺的改进来减少反射裂缝

由于沥青混凝土面层需要和半刚性基层配合才能产生良好的承载力和稳定性,但如果增加沥青面层的厚度来抵消基层反射裂缝的力量,通过计算面层要达到32cm以上才能抵御裂缝的产生,这么做从经济性和适用性上是不可取的。所以可在水泥稳定土基层和沥青面层之间增加一个15cm以内的过渡层,这个过渡层能很好的抵消由基层传上来的反射裂缝的力量,从而将反射裂缝对于沥青面层的影响降到最低。 3.1.1倒置结构

方法是增加10cm左右的人工级配砾土在水泥稳定土的上面,也叫倒置结构。这种做法成本增加少,施工方便,但是施工要严格控制级配和密实度,同时要控制好碾压的次数和振幅,以免将水泥稳定土的强度破坏,这种方法适用于二级以下的公路以及城市主干道的施工。反射裂缝可减少80%。

3.1.2增加沥青稳定碎石过渡层。

方法是在水泥稳定土基层上增加沥青稳定碎石过渡层。针对北方地区道路工程的交通量及交通组成特点,保持路面结构组合对交通荷载承受能力和防滑安全功能要求,采用防止半刚性基层沥青路面裂缝反射为主要设计方案。上面可采用道路专用增强纤维渗量为0.15% 1 的改性沥青玛蹄脂碎石混合料,减薄了水泥稳定砂砾半刚性基层厚度,增加了6cm左右沥青稳定碎石过渡层。使得整体沥青路面在强度、刚度和稳定性上具有优良路面的品质,又增加了防止裂缝向沥青面层反射的技术措施。 3.2通过材料性能的改进来减少反射裂缝 3.2.1掺加纤维料

纤维的掺入,明显改善了沥青混合料的劈裂强度,降低了低温劈裂模量、提高了疲劳寿命。特别是通过低温、直接拉伸和弯曲梁试验,测试了纤维沥青材料的断裂韧度、蠕动劲度和应力松弛能力,用物理力学分析方法论证了纤维沥青材料的加劲作用和断裂韧度变化。从而显示纤维材料提高了沥青混合料的抗裂能力。通过纤维品种的评选和纤维用量的变化,配置出适应本地区改性沥青纤维SMA混合料。 3.2.2混合集料的应用

沥青稳定碎石混合料不同于沥青碎石材料。根据功能分析,采用有一定细集料数量的连续级配的集料组合。提出的沥青稳定碎石ATS一25及ATS一30两种混合集料,建议级配值介于沥青混凝土和沥青碎石之间,它的抗车辙稳定性优于沥青混合料士材料,其强度和结构稳定性高于沥青碎石。形成具有整体结构密实,又有一定空隙的大集料嵌挤型连接过渡层材料。同时为指导施工生产和质量控制,提出了ATS混合料的稳定度、流值、空隙率和建议沥青用量等材料实验技术指标。改变了AM材料嵌挤失稳,空隙过大的不利倾向。 3.3通过对沥青混凝土加筋增强自身粘聚力来减少反射裂缝

沥青混凝土加筋能提高路面结构层对裂缝的抑制能力、对横向剪切破坏的抵抗能力等,以达到延长路面结构的疲劳寿命、节省材料、降低费用的目的。我国很早便开始对PG和物网栅进行应用研究,研究了塑料格栅具有两种功能:一是能提高沥青结构层的强度具有长期的抗拉应力的能力;二是能使应力均匀分布在较大的面积范围内,减轻沥青结构层的徐变作用,最终达到防止沥青路面开裂的目的。加筋格栅具有减薄沥青层厚度、防治反射裂缝、减少车辙作用等特点,能加强沥青混合料的整体抗拉强度,有效地改善路面结构应力分布,抵抗和延缓由于路面基层裂缝引起的沥青混凝土路面的反射裂缝,从而提高路面的使用寿命,在来年复查减少对于路面的影响一般在60—80%左右。它受隔栅的施工以及摊铺技术影响,由于摊铺机托梁下的沥青混凝土料搓动隔栅形成臃起,使得刚摊铺的沥青面层碾压后由于格栅的回缩又形成新的裂缝,即使用混凝土料修补后还是有细小的沉降形成长条凹陷,影响平整度,这在摊铺时要特别注意,在碾压后再用细料修补,直到平整。 3.4精心施工

在基层施工中,应注意湿式养生并及时做封层处理以防止基层初期破坏和干缩裂缝产生。

1.在基层采用预留缝(缝深不小于二分之一板厚),在缝处铺设土工织物,防止产生不规则裂缝进而导致反射裂缝的产生。

2 2.确保基层的压实度并充分注意其压实的均匀性,防止基层不均匀沉陷而导致开裂。 3.作为防治半刚性基层沥青路面反射裂缝重要措施土工织物的应用,在施工中应注意清除铺设层面的杂物,并使其铺设牢固、顺直、搭接合理(一般以15—20em为宜)、粘层油温度适中,避免人为或施工机具对其损坏而达不到预期效果。

4.沥青橡胶在施工中应重视沥青的稠度,橡胶粉的品种、细度和含量,搅拌温度与时间,并与施工方法密切结合,切忌在潮湿的半刚性基层上直接铺沥青橡胶应力吸收薄膜,应在基层铺一层沥青上封层并使其干燥以保证其质最。

5.对原有路面处理、防裂层施工、加铺层摊铺等进行严格控制,严格工序交接制度,防止隐蔽工程留有隐患。

4总结

反射裂缝的产生主要是由于半刚性基层的温度干缩应力导致基层先开裂,而后在温差应力和荷载应力共同作用下向面层发展。面层厚度和基层的温缩性能是影响反射裂缝多少和发展快慢的主要因素。增加面层厚度,降低半刚性基层的温干缩系数,在基层和面层之间添加层或级配碎石以及合理施工是消除和减少反射裂缝的有效措施。

参考文献

1. 王祥,李冰凌.城市道路沥青路面常见病害分析及防治.工程技术.2009. 2. 粱轶. 高速公路沥青路面水损害的防治措施.工程技术.2009 3. 贺侯平. 沥青路面常见病害成因分析及防治措施研究. 工程技术.2009 4. 吴广文.沥青路面柔性基层与半刚性基层的优化组合研. 工程技术.2009.

第四篇:浅析施工中控制混凝土裂缝的措施

中国混凝土网 [2007-6-15] 网络硬盘 我要建站 博客 常用搜索 征订网刊

摘 要:施工中常见的裂缝种类有收缩裂缝、温度裂缝、应力裂缝、施工裂缝等,混凝土裂缝是施工中较普遍性的质量问题。本文主要介绍了几种裂缝的控制方法及出现裂缝后的处理措施。

关键词:收缩裂缝 温度裂缝 应力裂缝 施工裂缝

中图分类号:T U 7 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2007)05(a)-0060-01

混凝土工程在施工、使用中,可能会出现各种裂缝,不同的裂缝对结构的耐久年限、安全使用性能的影响不同。本文依据混凝土裂缝产生的原因及类型制定防治方案,下面从混凝土裂缝产生的原因、特点、类型及如何防治等几方面进行探讨。

1 混凝土裂缝的类型

混凝土裂缝的分类方法较多,按裂缝出现的时间可分为两个阶段;施工期间的早期裂缝和使用期间的后期裂缝。常见的混凝土裂缝具体分类如下。

施工期间出现的裂缝: 温差裂缝、收缩裂缝、沉降裂缝、沉陷裂缝、龟裂裂缝及由于配筋不当、混凝土早期受冻引起的裂缝等。

使用期间常出现的裂缝; 冻融裂缝、锈蚀裂缝、浸蚀裂缝等。

按裂缝的形状、位置及分布情况可分为:横向裂缝、纵向裂缝、斜向裂缝、八字和倒八字裂缝、龟裂裂缝、交叉裂缝等。

按裂缝出现的原因可分为:收缩裂缝、温差裂缝、沉降裂缝、沉陷裂缝等。 2 几种常见裂缝的控制方法

2.1 收缩裂缝的控制

收缩裂缝的控制主要在于控制湿度的变化,使结构、构件具有相对稳定的湿度。

(1)加强混凝土的早期养护,混凝土浇筑完后,裸露表面应及时用草垫、草袋或塑料薄膜覆盖,并洒水湿润养护。在气温高、湿度低、风速大的天气及早覆盖、喷水雾养护,并适当延长养护时间。

(2)加强混凝土表面的抹压,但应注意避免过分抹压。

(3)采用密封保水方法,如在混凝土表面喷养护剂或覆盖塑料薄膜,使水分不易蒸发,或采用其他减少空气流动( 如设挡风墙、罩) ,延缓表面水分蒸发的办法。

(4)预应力构件应及时张拉,避免长期堆放。

(5) 适当选择配合比,避免水灰比、水泥用量、砂率过大,严格控制砂、石的含泥量,避免使用粉砂,以提高混凝土抗拉强度。

(6)构件长期露天堆放时,应继续适当洒水或覆盖养护,以便有较长的保湿养护时间,特别是薄壁构件,应放在阴凉地方覆盖堆放。

2.2 温度裂缝的控制

防止混凝土内部约束引起的表面温度裂缝,一般采用控制混凝土表面与外界或内部的温差的方法,使其小于25℃。常用控制措施是:对加热养护的构件,采用缓慢升降温,使升降温速度不大于10℃/h,并注意缓慢揭盖、脱模,避免表面急剧冷却引起表面温度应力过大;对大体积结构,当混凝土与外界温差较大时,采用保温养护,适当延长拆模时间,使温差控制在2 5 ℃以内。预防结构受外部约束引起的混凝土温度裂缝,一般可采取以下技术措施。

(1)选用低热或中热水泥(如矿渣水泥、抗硫酸盐水泥、粉煤灰水泥)配置混凝土;在混凝土中掺加粉煤灰或减水剂;利用后期(90d、180d)强度以降低水泥用量和温升;在基础内预埋冷却水管,通人循环冷水,将水化热导出;在厚大少筋大休积混凝土汇总,掺入20%以下块石吸热,并可节省混凝土。

(2)避开炎热天及夜间浇筑混凝土;采用低温水拌制混凝土;对砂石进行冷水雾降温,或设置简易避阳装置,以降低混凝土拌合物温度。同时采取薄层浇筑混凝土,每层厚度不大于30cm;加快热量散发,并使热量分布均匀。

(3) 做好混凝土的保温、保湿养护,缓慢降温,充分发挥徐变特性,消减温度应力;夏季避免暴晒,冬季采取保温覆盖,以免出现急剧的温度梯度;采取长时间养护,规定合理的拆模时间,充分发挥混凝土的“应力松弛效应”; 加强温度检测,及时调整保温及养护措施,控制混凝土内外温差不大于25℃;混凝土拆模后,及时回填土,避免结构侧面长期暴露。

2.3 应力裂缝的控制

(1) 加强施工中钢筋、模板、混凝土配料、振捣的质量控制检查,确保结构构件钢筋位置、安装支撑系统、支撑位置正确,混凝土强度达到要求。

(2)正确掌握拆模时间,避免过早拆模,敲击过重;严格控制施工临时堆载;构件堆放、运输、吊装时保持支撑和吊点位置正确、稳定, 避免振动、碰撞。

(3)预应力构件张拉或放张,混凝土必须达到规定的强度;控制应力应准确,不应超张,应缓慢放松预应力筋;胎模端部加弹性垫层(木或橡胶),减缓胎模角度,使构件回缩不被卡住。

2.4 施工裂缝的控制

(1)木模板浇水湿透,防止胀模将混凝土拉裂。采用反转脱模时应平稳,防止剧烈冲击和振动,并应在平整坚实的铺砂地面上进行。

(2)构件堆放按支撑受力状态设置垫木;重叠堆放时,支点保持在一条直线上,同时做好标记, 避免板、梁、柱构件反放。

(3)混凝土冬期施工掺加适量的早强剂,同时掺加亚硝酸钠阻锈剂( 为水泥重量的1%~2%)。

3 裂缝的处理

3.1 温度、收缩裂缝的处理

温度、收缩等因结构变形变化引起的裂缝,对钢筋产生的附加应力一般很低,对结构的承载力影响较小,但会引起钢筋锈蚀,影响长期强度和耐久性。对于表面裂缝的处理,可在裂缝稳定后采用涂刷两遍环氧胶泥、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0.1mm 深进的或贯穿的裂缝,应根据裂缝可灌程度采用化学注浆等方法进行补缝处理。也可采取灌浆与表面封闭相结合,恢复原有功能。对于宽度小于0.1mm 的裂缝,由于后期水泥生成氢氧化钙、硫铝酸钙等物质,使裂缝自行,愈合,一般可不进行处理。但如出现渗漏,应将缝隙剔凿开后,用堵漏剂进行封堵。

3.2 应力裂缝的处理

应力裂缝产生的应力较高(缝宽0.2mm 时应力可达180~250Mpa),影响结构强度和刚度。对梁、板类结构、构件主筋处最大竖向裂缝宽度在0.3mm 内的,可作表面封闭处理;缝宽大于0.4mm 或斜裂缝超过3/4 梁高者,应作加固处理;对不稳定和发展的裂缝应做卸荷或加固处理;沉降裂缝多为深进或贯穿性的,对结构的承载力和整体性有较大影响,因根据裂缝的严重程度进行适当加固处理;轻微的张拉裂缝,在结构受荷后会逐渐闭合,基本上不影响承载力,可按温度、收缩裂缝的处理方法进行表面封闭处理;缝宽大于0.2m。较严重的裂缝,将明显降低结构的刚度,应根据具体情况,采取加固或用钢筋混凝土围套、钢套箍加固以及用结构胶胶粘剂粘薄钢板加同等方法处理;预应力板(梁)横向裂缝深度至大肋(梁)高1/3 的,则不能使用。

3.3 施工裂缝的处理

纵向施工裂缝一般对结构承载力的影响远比横向裂缝小,一般可用环氧胶泥或水泥浆进行修补;当缝较宽时,应先沿裂缝凿成倒八字形凹槽,再用水泥砂浆或环氧胶泥嵌补;对于构件边角的纵向裂缝,可将裂缝处松散混凝土剔除,然后用水泥砂浆或细石混凝土修补。

参考文献

[1] 冯乃谦.新实用混凝土大全[M].北京:科学出版社,2005.

[2] 梁建智,朱维益.实用建筑施工手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2006.

原作者: 麦伟全

来 源: 《建筑科学

第五篇:一些常见混凝土裂缝的成因及预防

一、综述

随着我国改革开放和现代化进程的加快,我国的建设规模正日益增大,如何保证建筑工程质量也日益受到各级政府和社会各界的广泛关注。在众多的工程质量问题中,混凝土裂缝现象则更为突出,因此必须十分重视混凝土裂缝成因的分析及预防。应该指出的是混凝土中有些裂缝是很难避免的,例如普通钢筋混凝土受弯构件,在30%~40% 设计荷载作用下就可能开裂;而受拉构件开裂时的钢筋应力仅为钢筋设计应力的7%~10%。工程实际中除了荷载作用造成的的裂缝外,更多的是混凝土收缩、温度变形和不均匀沉降等导致开裂。虽然有些裂缝对使用无多大危害,但在实际施工中仍有必要对其进行有效控制,特别是避免有害裂缝的产生。本文分别就地下室底板大体积混凝土、地下室墙板混凝土、地面混凝土、现浇楼板混凝土及屋面防水细石混凝土简要分析其裂缝产生的主要原因,然后提出若干有针对性的预防措施与大家商榷。

二、地下室底板大体积混凝土裂缝的主要原因及预防措施

裂缝产生的主要原因是温度和干缩变形,其次是砼的水灰比等,其预防措施如下:

1、严格控制水化热。在满足设计强度要求和征得设计同意的前提下,混凝土配合比设计可考虑采用60天强度,以减少水泥用量,同时,应选择低热水泥,减少水泥水化热。

2、通过“双掺”技术(掺加缓凝高效减水剂及粉煤灰),以减少水泥用量,并改善混凝土的和易性,提高混凝土的可泵性。

3、浇筑顺序采用“分段定点,一个坡度,薄层浇筑,循序推进,一次到顶”的方法,一次整体连续浇筑结束。

4、大体积混凝土浇捣完毕后,初凝前用长刮尺刮平,经6小时先用铁滚筒滚压数遍,再用木抹子在混凝土表面拍实并搓毛两遍以上,以闭合收水裂缝,防止产生表面收缩裂缝,约12~14小时后,覆盖塑料薄膜和草包进行保温保湿养护。并按规定时间测量混凝土各部位的温度,确保混凝土内外温度差不超过25℃。

三、地下室墙板裂缝主要也是由于干缩引起,其预防措施如下:

1、在不改变墙板钢筋总量的情况下,对墙板水平钢筋进行等截面代换,将原来的粗钢筋大间距改为细钢筋小间距,从而防止墙板产生裂缝。

2、墙板混凝土浇筑后,摸板至少7天后方可拆除,并在墙顶设淋水管,进行24小时不间断淋水养护。

四、地面混凝土裂缝的主要原因有:

不均匀沉降(地面的沉降往往与主体结构中柱、墙等的沉降不一致,从而在它们的结合部位产生较大的裂缝)、温度及收缩变形。其预防措施如下:

1、地面混凝土浇筑时应与墙、柱间留有30mm的缝隙,以使墙、柱和地面的沉降相互独立。

2、垫层铺设前,其下一层表面应湿润。室内地面一般可不设伸缝。室外地面采用混凝土垫层时应设置伸缝,其间距为30m。室内外地面的混凝土垫层,均应设纵向缩缝和横向缩缝。纵向缩缝间距为3~6m,横向缩缝间距为6~12m。室外地面或高温季节施工的地面,缩缝间距宜采用下限值。垫层混凝土的纵向缩缝应做平头缝或加肋板平头缝。当垫层厚度大于150mm时,可做企口缝。横向缩缝应做假缝。平头缝和企口缝的缝间不得放置隔离材料,浇筑时应互相紧贴,企口缝的尺寸应符合设计要求,假缝宽度为5~20mm,深度为垫层厚度的1/3,缝内用1:3水泥沙浆填缝。工业厂房、礼堂、门厅等大面积水泥混凝土垫层应分区段浇筑,分区段应结合变形缝的位置,不同类型的建筑地面连接处和设备基础的位置进行划分,并应与设置的纵向、横向缩缝的间距相一致。

五、现浇钢筋混凝土楼板裂缝的主要原因有:

1、混凝土水灰比、塌落度过大。

2、板负筋位置不当。

3、混凝土早期养护不好。

4、建筑物建好后(特别是长期空置的商品房)长期关闭,室风相对湿度过低,混凝土收缩开裂。这一点往往被人们所忽视。即在正常湿度环境中,混凝土收缩产生的裂缝十分微小,而且裂缝不会进一步扩展。但当混凝土所处环境的相对湿度低于80%时,混凝土内部自由水蒸发加速,从而加剧了混凝土的收缩,若这一过程持续时间过长,微裂缝就会进一步扩展,进而可能形成通缝。

5、混凝土强度未到1.2N/mm²前,就在其上堆放材料、搭设支架。

预防措施如下:

1、严格控制混凝土施工配合比,对于商品混凝土的塌落度应加强检查。

2、在楼板浇捣过程中派专人护筋,避免踩下负筋的现象发生。

3、混凝土浇筑前先将基层和模板浇水湿透,浇筑完毕后应采取有效的养护措施,并满足以下要求:

(1)应在浇筑完毕后12小时以内对混凝土加以覆盖并保湿养护;(2)混凝土浇水养护时间:对采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土,不得少于7天,对掺用缓凝型外加剂或有抗渗要求的混凝土,不得少于14天;(3)浇水次数应能保持混凝土处于湿润状态;(4)采用塑料布覆盖养护的混凝土,其敞露的全部表面应覆盖严密并应保持塑料布内有凝结水。

4、在一定的时间段(一般自混凝土浇筑完成后2年内)保持空置房间内的相对湿度与室外相对湿度基本一致并不宜低于85%,这一要求可采用经常开窗的方法得以实现,有条件的地方定期洒水增加湿度则效果更好。

5、混凝土强度达到1.2N/mm²前,不得在其上踩踏或堆放材料、安装模板及支架,以免由于振动等原因产生裂缝。

六、屋面细石混凝土刚性防水层开裂的主要原因有:

1、未设分格缝或分格缝设置不合理。

2、混凝土内钢筋网片在分格缝处未断开。

3、混凝土与基层间宜设置可靠的隔离层。

4、养护不好。

预防措施如下:

1、混凝土应在屋面板的支承端、屋面的转折处、突出屋面结构的交接处设置分格缝,其纵横间距不宜大于6m。

2、混凝土内钢筋网片应在分格缝处断开。

3、混凝土与基层间设置可靠的隔离层。

5、混凝土浇完后应按规定做好养护工作。

七、结语:

为了避免混凝土产生裂缝,我们在工程实际中应注意:

1、采用合理的配合比。

2、采用先进的施工工艺。(包括浇筑方法和表面处理方法等)

3、采用必要构造措施。

4、及时养护。

混凝土裂缝的预防与处理 [replyview]摘 要:混凝土的裂缝问题是一个普遍存在而又难于解决的工程实际问题,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 预防 处理

一、前言

混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而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才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。但是在混凝土受到荷载、温差等作用之后,微裂缝就会不断的扩展和连通,最终形成我们肉眼可见的宏观裂缝,也就是混凝土工程中常说的裂缝。

混凝土建筑和构件通常都是带缝工作的,由于裂缝的存在和发展通常会使内部的钢筋等材料产生腐蚀,降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性及抗渗能力,影响建筑物的外观、使用寿命,严重者将会威胁到人们的生命和财产安全。很多工程的失事都是由于裂缝的不稳定发展所致。近代科学研究和大量的混凝土工程实践证明,在混凝土工程中裂缝问题是不可避免的,在一定的范围内也是可以接受的,只是要采取有效的措施将其危害程度控制在一定的范围之内。钢筋混凝土规范也明确规定[1]:有些结构在所处的不同条件下,允许存在一定宽度的裂缝。但在施工中应尽量采取有效措施控制裂缝产生,使结构尽可能不出现裂缝或尽量减少裂缝的数量和宽度,尤其要尽量避免有害裂缝的出现,从而确保工程质量。

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,根据实际情况解决问题。

二、 凝土工程中常见裂缝及预防

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。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较小,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。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。干缩裂缝通常会影响混凝土的抗渗性,引起钢筋的锈蚀影响混凝土的耐久性,在水压力的作用下会产生水力劈裂影响混凝土的承载力等等。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,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.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。较短的裂缝一般长20~30cm,较长的裂缝可达2~3m,宽1~5mm。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.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。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。

4.温度裂缝及预防

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。混凝土浇筑后,在硬化过程中,水泥水化产生大量的水化热,(当水泥用量在350~550 kg/m3,每立方米混凝土将释放出17500~27500kJ的热量,从而使混凝土内部温度升达70℃左右甚至更高)。由于混凝土的体积较大,大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发,导致内部温度急剧上升,而混凝土表面散热较快,这样就形成内外的较大温差,较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同,使混凝土表面产生一定的拉应力(实践证明当混凝土本身温差达到25℃~26℃时,混凝土内便会产生大致在10MPa左右的拉应力)。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时,混凝土表面就会产生裂缝,这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。在混凝土的施工中当温差变化较大,或者是混凝土受到寒潮的袭击等,会导致混凝土表面温度急剧下降,而产生收缩,表面收缩的混凝土受内部混凝土的约束,将产生很大的拉应力而产生裂缝,这种裂缝通常只在混凝土表面较浅的范围内产生。 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;梁板类长度尺寸较大的结构,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。裂缝宽度大小不一,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温度裂缝是通常中间粗两端细,而冷缩裂缝的粗细变化不太明显。此种裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。

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。

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。

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。这种裂缝一般出现中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。

三、裂缝处理

裂缝的出现不但会影响结构的整体性和刚度,还会引起钢筋的锈蚀、加速混凝土的碳化、降低混凝土的耐久性和抗疲劳、抗渗能力。因此根据裂缝的性质和具体情况我们要区别对待、及时处理,以保证建筑物的安全使用。

混凝土裂缝的修补措施主要有以下一些方法:表面修补法,灌浆、嵌逢封堵法,结构加固法,混凝土置换法,电化学防护法以及仿生自愈合法。

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。

2.灌浆、嵌逢封堵法

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.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。

4.混凝土置换法

混凝土置换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。

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。这种方法的优点是防护方法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。 [/replyview] 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]。

四、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。

大体积混凝土裂缝产生原因及防裂措施综述 摘要: 本文分析了大体积混凝土产生裂缝的原因;概括介绍了防止裂缝发生的措施,可在工程实践中参考应用。

关键词: 大体积混凝土 裂缝 防裂措施 1 前言

近年来,随着国民经济和建筑技术的发展,建筑规模不断扩大,大型现代化技术设施或构筑物不断增多,而混凝土结构以其材料廉价物美、施工方便、承载力大、可装饰强的特点,日益受到人们的欢迎,于是大体积混凝土逐渐成为构成大型设施或构筑物主体的重要组成部分。所谓大体积混凝土,一般理解为尺寸较大的混凝土,美国混凝土学会给出了大体积混凝土的定义:任何现浇混凝土,其尺寸达到必须解决水化热及随之引起的体积变形问题,以最大限度的减少开裂影响的,即称为大体积混凝土。这就提出了大体积混凝土开裂的问题,开裂问题是在工程建设中带有一定普遍性的技术问题,裂缝一旦形成,特别是基础贯穿裂缝出现在重要的结构部位,危害极大,它会降低结构的耐久性,削弱构件的承载力,同时会可能危害到建筑物的安全使用。所以如何采取有效措施防止大体积混凝土的开裂,是一个值得关注的问题。

2 大体积混凝土裂缝形成的原因

裂缝产生的原因可分为两类:一是结构型裂缝,是由外荷载引起的,包括常规结构计算中的主要应力以及其他的结构次应力造成的受力裂缝。二是材料型裂缝,是由非受力变形变化引起的,主要是由温度应力和混凝土的收缩引起的。本文主要探讨材料型裂缝。其中具体原因如下。 2.1 温度应力引起裂缝(温度裂缝)

目前温度裂缝产生主要原因是由温差造成的。温差可分为以下三种:混凝土浇注初期,产生大量的水化热,由于混凝土是热的不良导体,水化热积聚在混凝土内部不易散发,常使混凝土内部温度上升,而混凝土表面温度为室外环境温度,这就形成了内外温差,这种内外温差在混凝土凝结初期产生的拉应力当超过混凝土抗压强度时,就会导致混凝土裂缝;另外,在拆模前后,表面温度降低很快,造成了温度陡降,也会导致裂缝的产生;当混凝土内部达到最高温度后,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就是内部温差;这三种温差都会产生温度裂缝。在这三种温差中,较为主要是由水化热引起的内外温差。 2.2 收缩引起裂缝

收缩有很多种,包括干燥收缩、塑性收缩、自身收缩、碳化收缩等等。这里主要介绍干燥收缩和塑性收缩。 2.2.1 干燥收缩

混凝土硬化后,在干燥的环境下,混凝土内部的水分不断向外散失,引起混凝土由外向内的干缩变形裂缝。 2.2.2 塑性收缩

在水泥活性大、混凝土温度较高,或在水灰比较低的条件下会加剧引起开裂。因为这时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均匀的裂缝,出现裂缝以后,混凝土体内的水分蒸发进一步加大,于是裂缝进一步扩展。 3 防止裂缝的措施

由以上分析,材料型裂缝主要是由温差和收缩引起,所以为了防止裂缝的产生,就要最大限度的降低温差和减小混凝土的收缩,具体措施如下。 3.1 优选原材料 3.1.1 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,要尽量采取早期水化热低的水泥,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,硅酸盐水泥的矿物组成主要有:C3S、C2S、C3A和C4AF,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。在施工中一般采用中热硅酸盐水泥和低热矿渣水泥。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,试验表明比表面积每增加100cm2/g,1d的水化热增加17J/g~21 J/g,7d和20d均增加4 J/g~12 J/g。 3.1.2 掺加粉煤灰

为了减少水泥用量,降低水化热并提高和易性,我们可以把部分水泥用粉煤灰代替,掺入粉煤灰主要有以下作用:①由于粉煤灰中含有大量的硅、铝氧化物,其中二氧化硅含量40%~60%,三氧化二铝含量17%~35%,这些硅铝氧化物能够与水泥的水化产物进行二次反应,是其活性的来源,可以取代部分水泥,从而减少水泥用量,降低混凝土的热胀;②由于粉煤灰颗粒较细,能够参加二次反应的界面相应增加,在混凝土中分散更加均匀;③同时,粉煤灰的火山灰反应进一步改善了混凝土内部的孔结构,使混凝土中总的孔隙率降低,孔结构进一步的细化,分布更加合理,使硬化后的混凝土更加致密,相应收缩值也减少。

值得一提的是:由于粉煤灰的比重较水泥小,混凝土振捣时比重小的粉煤灰容易浮在混凝土的表面,使上部混凝土中的掺合料较多,强度较低,表面容易产生塑性收缩裂缝。因此,粉煤灰的掺量不宜过多,在工程中我们应根据具体情况确定粉煤灰的掺量。 3.1.3 骨料 (1) 粗骨料

尽量扩大粗骨料的粒径,因为粗骨料粒径越大,级配越好,孔隙率越小,总表面积越小,每立方米的用水泥砂浆量和水泥用量就越小,水化热就随之降低,对防止裂缝的产生有利。 (2) 细骨料

宜采用级配良好的中砂和中粗砂,最好用中粗砂,因为其孔隙率小,总表面积小,这样混凝土的用水量和水泥用量就可以减少,水化热就低,裂缝就减少,另一方面,要控制砂子的含泥量,含泥量越大,收缩变形就越大,裂缝就越严重,因此细骨料尽量用干净的中粗沙。 3.1.4 加入外加剂

加入外加剂后能减小混凝土收缩开裂的机会,外加剂对混凝土收缩开裂性能有以下影响:

(1) 减水剂对混凝土开裂的影响 减水剂的主要作用改善混凝土的和易性,降低水灰比,提高混凝土强度或在保持混凝土一定强度时减少水泥用量,而水灰比的降低,水泥用量的减少对防止开裂是十分有利的。

(2) 缓凝剂对混凝土开裂的影响

缓凝剂的作用一是延缓混凝土放热峰值出现的时间,由于混凝土的强度会随龄期的增长而增大,所以等放热峰值出现时,混凝土强度也增大了,从而减小裂缝出现的机率,二是改善和易性,减少运输过程中的塌落度损失。 (3) 引气剂对混凝土开裂的影响

引气剂在混凝土的应用对改善混凝土的和易性、可泵性、提高混凝土耐久性能十分有利。在一定程度上增大混凝土的抗裂性能。在这里值得注意的是:外加剂不能掺量过大,否则会产生负面影响,在GB8076~1977中规定,掺有外加剂的混凝土,28d的收缩比不得大于135%,即掺有外加剂的混凝土收缩比基准混凝土的收缩不得大于35%。 3.2 采用合理的施工方法 3.2.1 混凝土的拌制

(1) 在混凝土拌制过程中,要严格控制原材料计量准确,同时严格控制混凝土出机塌落度。

(2) 要尽量降低混凝土拌合物出机口温度,拌合物可采取以下两种降温措施:一是送冷风对拌和物进行冷却,二是加冰拌合,一般使新拌混凝土的温度控制在6℃左右。 3.2.2 混凝土浇注、拆模 (1) 混凝土浇注过程质量控制

浇注过程中要进行振捣方可密实,振捣时间应均匀一致以表面泛浆为宜,间距要均匀,以振捣力波及范围重叠二分之一为宜,浇注完毕后,表面要压实、抹平,以防止表面裂缝。另外,浇注混凝土要求分层浇注,分层流水振捣,同时要保证上层混凝土在下层初凝前结合紧密。避免纵向施工缝、提高结构整体性和抗剪性能。 (2) 浇注时间控制

尽量避开在太阳辐射较高的时间浇注,若由于工程需要在夏季施工,则尽量避开正午高温时段,浇注尽量安排在夜间进行。 (3) 混凝土拆模时间控制

混凝土在实际温度养护的条件下,强度达到设计强度的75%以上,混凝土中心与表面最低温度控制在25℃以内,预计拆模后混凝土表面温降不超过9℃以上允许拆模。 3.2.3 做好表面隔热保护

大体积混凝土的温度裂缝,主要是由内外温差过大引起的。混凝土浇注后,由于内部较表面散热快,会形成内外温差,表面收缩受内部约束产生拉应力,但是这种拉应力通常很小,不至于超过混凝土的抗拉强度而产生裂缝。但是如果此时受到冷空气的袭击,或者过分通风散热,使表面温度降温过大就很容易导致裂缝的产生,所以在混凝土在拆模后,特别是低温季节,在拆模后立即采取表面保护。防止表面降温过大 ,引起裂缝。另外,当日平均气温在2~3d内连续下降不小于6~8℃时,28d龄期内混凝土表面必须进行表面保护。 3.2.4 养护

混凝土浇注完毕后,应及时洒水养护以保持混凝土表面经常湿润,这样既减少外界高温倒罐,又防止干缩裂缝的发生,促进混凝土强度的稳定增长。一般在浇注完毕后12~18h内立即开始养护,连续养护时间不少于28d或设计龄期。 3.2.5 通水冷却

若是在高温季节施工,则要在初期采用通制冷水来降低混凝土最高温度峰值,但注意,通水时间不能过长,因为时间过长会造成降温幅度过大而引起较大的温度应力。为了削减内外温差,还应在夏末秋初进行中期通水冷却,中期通水一般采用河水,通水历时两个月左右。后期通水是使混凝土柱状块达到接缝灌浆的必要措施,一般采用通河水和通制冷水相结合的方案。 4 结语

大体积混凝土的开裂是目前学者和工程界关注的一个重要问题,通过以上分析可知,大体积混凝土的材料型裂缝主要是由温度应力和混凝土的收缩引起的,笔者认为精心选择原材料,并在施工中采用合理的方法,能有效的防止裂缝的发生。 [参考文献]

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[3] 覃维祖:混凝土的收缩、开裂及其评价与防治.混凝土,2001,(7):3 [4] 迟陪云:大体积混凝土开裂的起因及防裂措施.混凝土,2001,(12):31 [5] 康方中:浅谈现浇商品混凝土楼板变形裂缝的成因和防治.混凝土,2003,(5):18

[6] 段 峥:现浇大体积混凝土裂缝的成因与防治.混凝土,2003,(5):48 [7] 尤启俊:外加剂对混凝土收缩抗裂性能的影响.混凝土,2004,(9):

32、33 [作者简介]

霍金荣:女(汉族)、内蒙古赤峰人、云南农业大学在读结构方向研究生 龚爱民:男(汉族)、云南楚雄人、 云南农业大学材料和结构方向研究生导师

一、大体积混凝土裂缝的可能原因

大体积混凝土墩台身或基础等结构裂缝的发生是由多种因素引起的。各类裂缝产生的主要影响因素如下:

1、收缩裂缝。混凝土的收缩引起收缩裂缝。收缩的主要影响因素是混凝土中的用水量和水泥用量,用水量和水泥用量越高,混凝土的收缩就越大。选用水泥品种的不同,干缩、收缩的量也不同。

混凝土逐渐散热和硬化过程引起的收缩,会产生很大的收缩应力。如果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。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。

2、温差裂缝。混凝土内外部温差过大会产生裂缝。主要影响因素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。

大体积混凝土结构一般要求一次性整体浇筑。浇筑后,水泥因水化引起水化热,由于混凝土体积大,聚集在内部的水泥水化热不易散发,混凝土内部温度将显著升高,而其表面则散热较快,形成了较大的温度差,使混凝土内部产生压应力,表面产生拉应力。此时,混凝龄期短,抗拉强度很低。当温差产生的表面抗拉应力超过混凝土极限抗拉强度,则会在混凝土表面产生裂缝。

3、安定性裂缝。安定性裂缝表现为龟裂,主要是因水泥安定性不合格而引起的。

二、裂缝的防治措施

1、设计措施

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,应尽可能地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。

2)增配构造筋提高抗裂性能。配筋应采用小直径、小间距。全截面的配筋率应在0.3-0.5%之间。

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。

4)在易裂的边缘部位设置暗梁,提高该部位的配筋率,提高混凝土的极限拉伸。

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,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、施工措施

1)严格控制混凝土原材料质量和技术标准,选用低水化热水泥,粗细骨料的含泥量应尽量减少(1-1.5%以下)。

优选混凝土各种原材料。在条件许可情况下,应优先选用收缩性小的或具有微膨胀性的水泥。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%,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。砂除满足骨料规范要求外,应适当放宽石粉或细粉含量,砂子中石粉比例一般在15%-18%之间为宜。粉煤灰只要细度与水泥颗粒相当,烧失量小,含硫量和含碱量低,需水量比小,均可掺用在混凝土中使用。高效减水剂和引气剂复合使用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,也是混凝土向高性能化发展不可或缺的重要组分。

2)细致分析混凝土集料的配比,控制混凝土的水灰比,减少混凝土的坍落度,合理掺加塑化剂和减少剂。

3)采用综合措施,控制混凝土初始温度。

4)根据工程特点,充分利用混凝土后期强度,可以减少用水量,减少水化热和收缩。

5)加强混凝土的浇灌振捣,提高密实度。

6)混凝土尽可能晚拆模,拆模后混凝土表面温度不应下降15℃以上,混凝土的现场试块强度不低于C5。

7)采用两次振捣技术,改善混凝土强度,提高抗裂性。

8)根据具体工程特点,采用UEA补偿收缩混凝土技术。

9)对于高强混凝土,应尽量使用中热微膨胀水泥,掺超细矿粉和膨胀剂,使用高效减水剂。通过试验掺入粉煤灰,掺量15%-50%

浅析混凝土裂缝的原因、预防与处理

摘要:本市近几年的城市建设飞速发展,尤其是房屋建筑。在建筑业繁荣的背景下,建筑主管部门受到的投诉也多了起来,特别是住房混凝土的裂缝是最普遍的问题之一。作为一个建筑工作者,在当前施工中如何克服水泥混凝土裂缝是一件非常重要的事,本文将对水泥混凝土裂缝的成因进行分析,并提出预防措施和处理方法。

关键词:水泥混凝土 裂缝 原因 分析 处理

一、 混凝土裂缝的分类

混凝土裂缝是混凝土的一种常见病和多发病。病情绝大多数发生于施工阶段,其原因复杂多变,一般可分为微观裂缝和宏观裂缝两大类。

微观裂缝是指肉眼看不到的、砼内部固有的一种裂缝,它是不连贯的。宽度一般在0.05mm以下,这种砼本身固有的微观裂缝,荷载不超过设计规定的条件下,一般视为无害。

宏观裂缝宽度在0.05mm以上,并且认为宽度小于0.2~0.3mm的裂缝是无害的,但是这里必须有个前提,即裂缝不再扩展,为最终宽度。

二、混凝土裂缝的成因

裂缝产生的形式和种类很多,有设计方面的原因,但更多的是施工过程的各种因素组合产生的,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人手。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。

(一)砼的收缩

收缩是砼的一个主要特性,对砼的性能有很大影响。由于收缩而产生的微观裂缝一旦发展,则有可能引起结构物的开裂、变形甚至破坏。产生收缩裂缝的原因,一般认为在施工阶段因水泥水化热及外部气温的作用引起砼收缩而产生的裂缝。多为规则的条状,很少交叉。常发生在结构变截面处,往往与受力钢筋平行。收缩裂缝多发生在大体积砼中,梁、板、柱等小块体构件,预应力构件极少产生收缩裂缝。砼收缩裂缝危害较大,尤其是暴露在大气中的构筑物,影响更大。如不加以防止,可能会造成严重后果。

(二)混凝土材料及配合比 配合比设计不当直接影响砼的抗拉强度,是造成砼开裂不可忽视的原因。配合比不当指水泥用量过大,水灰比大,含砂率不适当,骨料种类不佳,选用外加剂不当等,这几个因素是互相关联的。有关试验资料显示:用水量不变时,水泥用量每增加10%,混凝土收缩增加5%;水泥用量不变时,用水量每增加10%,混凝土强度降低20%,混凝土与钢筋的粘结力降低10%。合肥市近两年发现不少商品混凝土浇捣的楼板出现裂缝,总结的原因有如下方面:

1.粗细集料含泥量过大,造成混凝土收缩增大。集料颗粒级配不良或采取不恰当的间断级配,容易造成混凝土收缩的增大,诱导裂缝的产生。

2.骨料粒径越细、针片含量越大,混凝土单方用灰量、用水量增多,收缩量增大。 3.混凝土外加剂、掺和料选择不当、或掺量不当,严重增加混凝土收缩。 4.水泥品种原因,矿渣硅酸盐水泥收缩比普通硅酸盐水泥收缩大。

5.水泥等级及混凝土强度等级原因:水泥等级越高、细度越细、早强越高对混凝土开裂影响很大。混凝土设计强度等级越高,混凝土脆性越大、越易开裂。

(三)施工及现场养护原因

1.现场浇捣混凝土时,振捣或插入不当,漏振、过振或振捣棒抽撤过快,均会影响混凝土的密实性和均匀性,诱导裂缝的产生。

2.高空浇注混凝土,风速过大、烈日暴晒,混凝土收缩值大。 3.对大体积混凝土工程,缺少两次抹面,易产生表面收缩裂缝。

4.大体积混凝土浇注,对水化计算不准、现场混凝土降温及保温工作不到位,引起混凝土内部温度过高或内外温差过大,混凝土产生温度裂缝。

5.现场养护措施不到位,混凝土早期脱水,引起收缩裂缝。 6.现场模板拆除不当,引起拆模裂缝或拆模过早。

7.现场预应力张拉不当(超张、偏心),引起混凝土张拉裂缝。 这些因素都会造成砼较大的收缩,产生龟裂裂缝或疏松裂缝,致使砼微观裂缝迅速扩展,形成宏观裂缝。

养护是使砼正常硬化的重要手段。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,砼硬化正常,不会开裂,但只适用于试块或是工厂的预制件生产,现场施工中不可能拥有这种条件。但是必须注意到,现场砼养护越接近标准条件,砼开裂可能性就越小。

(四)使用原因(外界因素)

1.构筑物基础不均匀沉降,产生沉降裂缝。 2.使用荷载超负。

3.野蛮装修,随意拆除承重墙或凿洞等,引起裂缝。 4.周围环境影响,酸、碱、盐等对构筑物的侵蚀,引起裂缝。 5.意外事件,火灾、轻度地震等引起构筑物的裂缝。

三、 混凝土裂缝预防措施

根据砼裂缝成因,采取适当措施进行预防要比事后补救有效的多。也就是说采取以防为主的方法,归纳起来,可以从以下几个方面着手:

1、设计

在设计上要注意到那些容易开裂的部位,如深基与浅基、高低跨处等,应考虑到由于地基的差异沉降或结构原因而引起的薄弱环节,在设计中加以解决。在构件截面允许、配筋率不变而且浇筑方便的条件下,钢筋直径越细、间距越小则对预防开裂越有利。

2、施工方案

良好的施工方案与预防、控制裂缝有很大的关系。施工方案主要应确定一定浇筑量、施工缝间距、位置及构造、浇筑时间、运输及振捣等。一次浇筑长度由垂直施工缝分割,最好是设置在变截面处或承受拉、剪、弯应力较小的部位。除控制一次浇筑厚度外,分层位置即水平施工缝留设位置也应加以注意,一般来说,因尽量留在变截面处,或远离受拉钢筋部位而设在砼的受压区,确定浇筑时间的原则应尽量避开炎热天气和昼夜温差大的日子。如果必须在夏季施工,则应采取材料降温措施来控制砼入模温度。

3、施工质量

由于施工质量原因而产生的裂缝发生率在95%以上。如果在施工阶段控制住了裂缝,则在使用阶段开裂的可能性就很小了。因此,施工阶段是裂缝预防的主要阶段,在施工阶段要注意以下几个问题:首先砼要有合适的配合比,选择合适的配合比,不仅要满足强度要求、施工要求,还要从防止产生裂缝的需要出发。适当地选择好水灰比,在满足强度要求的原则下,尽可能减少水泥用量。其次钢筋的成型和模板安装位置要准确、牢固,以免施工中变形。钢筋上的污物和氧化铁皮要清除,以免影响粘结力。第三是浇筑、振捣操作合理,特别是振捣操作技术,往往不被人们重视。过分地振捣对砼均匀性有害,振捣不足也不能保证砼应有的密实度,要恰到好处。

4、养护

养护的目的是使砼正常硬化,强度增长,不受或少受外界影响。技术关键是设法使砼温度级慢慢下降到接近外界气温,缩小降温过程中的温差。以便减小温度应力,阻力裂缝的产生。

常规养护方法是喷水,对一般砼结构,减小表面收缩,防止龟裂是可行的。大体积砼由于块体内外温度不一致,强度增长不同,常常是在强度增长慢的表面开裂,其养护就不能只满足于用常规方法。具体说,尽量晚拆模,拆模后要立即覆盖或及时回填,避开外界气候的影响,养护期应以砼强度增长最快的阶段为准,即7至28天,最好能长些。

四、混凝土裂缝的处理方法

1、表面处理法:包括表面涂抹和表面贴补法表面涂抹适用范围是浆材难以灌入的细而浅的裂缝,深度未达到钢筋表面的发丝裂缝,不漏水的缝,不伸缩的裂缝以及不再活动的裂缝。表面贴补(土工膜或其它防水片)法适用于大面积漏水(蜂窝麻面等或不易确定具体漏水位置、变形缝)的防渗堵漏

2、填充法用修补材料直接填充裂缝,一般用来修补较宽的裂缝,作业简单,费用低。宽度小于0.3mm,深度较浅的裂缝、或是裂缝中有充填物,用灌浆法很难达到效果的裂缝、以及小规模裂缝的简易处理可采取开V型槽,然后作填充处理。

3、灌浆法此法应用范围广,从细微裂缝到大裂缝均可适用,处理效果好。利用压送设备(压力0.2~0.4Mpa)将补缝浆液注入砼裂隙,达到闭塞的目的,该方法属传统方法,效果很好。也可利用弹性补缝器将注缝胶注入裂缝,不用电力,十分方便效果也很理想。

4、结构补强法因超荷载产生的裂缝、裂缝长时间不处理导致的混凝土耐久性降低、火灾造成的裂缝等影响结构强度可采取结构补强法。包括断面补强法、锚固补强法、预应力法等混凝土裂缝处理效果的检查包括修补材料试验;钻心取样试验;压水试验;压气试验等。

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