混凝土裂缝的控制方法

2022-12-14

第一篇:混凝土裂缝的控制方法

混凝土裂缝控制方法

结合某工程施工实践中的经验与教训,从设计、原材料、环境、施工等方面,谈谈现浇钢筋混凝土楼板开裂原因及防治措施

一、现浇钢筋混凝土楼板裂缝发生部位、类型与特征

1、角部裂缝:在现浇钢筋混凝土楼板的四角出现的斜裂缝,并与现浇板边缘约成45°,呈斜向发展,出现在板的上表面居多,个别为上下贯通裂缝;

2、跨中裂缝:在现浇钢筋混凝土楼板跨中1/3范围内,沿建筑物纵向、横向方向的裂缝,近似直线型发展,出现在板的下表面居多,个别为上下贯通裂缝;

3、周边裂缝:在现浇钢筋混凝土楼板周边,距支座约300mm范围内产生的裂缝,近似直线发展,出现在板的上表面居多,个别为上下贯通裂缝;

4、预埋裂缝:在现浇钢筋混凝土楼板内预埋线管及线管集中处,顺着预埋电线管方向产生的裂缝;

5、不规则裂缝:分布及走向均无规则的裂缝。

二、现浇钢筋混凝土楼板裂缝发生原因

1、设计方面的原因

1.1 结构设计计算不合理,安全储备偏小,板钢筋配筋不足或配筋截面较小或配筋间距偏大,板面抵抗负弯矩的钢筋未通长设置,在板的四角没有配置足够的构造钢筋,使梁板成型后刚度差,整体挠度偏大,引起现浇钢筋混凝土楼板四角裂缝及边缘裂缝;

1.2 设计现浇钢筋混凝土楼板板厚不够,未按要求进行挠度验算,整体挠度偏大,板的刚度减弱,受拉钢筋和受压混凝土应力增大,引起现浇钢筋混凝土楼板四角裂缝;

1.3 房屋建筑体形较长时未按要求设置伸缩缝,在薄弱环节产生收缩裂缝;

1 1.4 地基基础设计处理不当,房屋建筑出现不均匀沉降,使上部结构产生附加应力,导致现浇钢筋混凝土楼板裂缝;

1.5 现浇钢筋混凝土楼板为双向受力,而板钢筋按单向受力板进行配筋,引起现浇钢筋混凝土楼板裂缝;

1.6 在建筑设计中,只注重建筑功能而忽视结构问题。如建筑平面不规则、结构体形突变、对较长的建筑未采取必要的分割措施等,而结构设计时又没有采取加强措施,因此在平面布局凹凸、转角处由于应力集中形成薄弱部位,混凝土收缩和温度变化易于产生裂缝;

1.7 现浇钢筋混凝土楼板内预埋管线,因PVC管与混凝土的粘结不好,且减少板的厚度,特别是楼板中部只有板底一层钢筋时,容易出现顺着PVC管线走向的断裂裂缝,而设计图纸未考虑补强加固措施。

2、混凝土原材料的原因

2.1 混凝土作为由砂石集料、水泥以及水拌和而成的脆性材料,具有干缩的自有特性,干缩主要是由混凝土水分蒸发而引起的收缩变形。在现浇钢筋混凝土结构中,当混凝土的干缩受到结构内部钢筋或外部支座的约束时,会在混凝土结构中引起约束拉应力,当约束拉应力一旦超过混凝土的抗拉强度,势必会引起现浇板开裂。而且裂缝部位多发生在应力比较集中的地方—板角处,且与墙阴角线相垂直;

2.2 水泥方面的原因:水泥的收缩值一般取决于C3A、SO

3、石膏的含量及水泥细度等。即C3A含量大,细度较细的水泥收缩较大。石膏含量不足的水泥,具有较大的收缩,而SO3的含量对混凝土收缩的影响显著。近年来混凝土强度设计值不断提高,也是引发裂缝的一个不利因素。高强混凝土中水泥含量较大,

2 引起的胶凝干缩和水化热散失拌随的冷缩使收缩值显著增大;同时高强混凝土弹性模量增加也引起了约束应力的加大,而混凝土强度增加时,其抗拉强度却增长较少。另外为了适应泵送、免振等施工要求,混凝土粗骨料的含量和粒径大幅度降低。骨料减少及粉剂含量的相对增加,更加大了混凝土的收缩,从而导致收缩裂缝普遍发生;

2.3 骨料方面的原因:混凝土收缩随骨料含量的增加而减小,随骨料弹性模量的增加而减小,同时,又随骨料中粘土(泥)含量的增加而增大。另外,在预拌混凝土中,其骨料的级配不合理也是造成混凝土出现裂缝的主要因素; 2.4 混凝土配合比方面的原因:混凝土收缩主要取决于单位用水量和水泥用量,而用水量的影响比水泥用量的影响大;在用水量一定的条件下,混凝土干缩随水泥用量的增大而增加,但增大的幅度较小;在骨灰比一定的条件下,混凝土干缩随水灰比的增加而明显增大;在配合比相同的条件下,混凝土干缩随砂率的增大而加大,但增大的幅度相对较小;

2.5 外加剂的种类和掺量方面的原因:掺用化学外加剂会使混凝土收缩有不同程度的增大。掺减水剂用于改善混凝土和易性、增大坍落度时,掺减水剂的混凝土收缩值略大于不掺的收缩值;掺减水剂用于减水、提高强度或节约水泥时,掺减水剂的混凝土收缩值接近或小于不掺的收缩值。

3、温度变化的原因

混凝土在温度变化时会发生热胀冷缩现象,其温度线膨胀系数约为αC=1×10-5/0C,即每10 0C的温差可引起应变ε=1×10-4,对C30混凝土而言,则可引起温度应力б=3.0Ν/mm2,这已远远超过C30混凝土的抗拉强度标准值ftk=2.01Ν/mm2,因此较大的温差往往就会引起裂缝。

3 钢筋混凝土楼板浇筑初凝过程中,由于水化热的作用会导致钢筋混凝土内部温度较高,根据相关监测数据反映温度差最高可达50℃以上。在养护期14 天内,混凝土内外温差一般处于较大水平。混凝土楼板表面由于具有较好的散热条件,温度相对较低,但其内部温度较高,现浇钢筋混凝土楼板的内外温差导致产生较大的温度应力,当温度应力超过混凝土的极限抗拉强度时,便会导致裂缝的产生。

4、施工工艺不完善、控制措施不到位的原因 4.1 模板支撑系统施工不规范

在现浇钢筋混凝土楼板施工过程中,模板工程施工不满足设计规范、施工组织设计要求,也是导致现浇钢筋混凝土楼板开裂的主要原因。支模系统立杆间距过大,上下层之间的支撑立杆不同轴不同心,立杆底部不按要求设置垫块,模板底部的木方支撑肋尺寸偏小或间距偏大,其刚度和挠度达不到规范与施工组织设计要求,垂直支撑面与现浇楼板接触位置松动等等都会造成模板支撑体系变形,使混凝土楼板内产生过大的应力变形,造成楼板发生裂缝。 4.2 模板与支撑的间隙未处理

竹胶板铺设后应使用钉子与下面的木方支撑肋钉牢,否则竹胶板与木方之间会产生空隙,当受到上部压力时,竹胶板会下陷变形(俗称“喘气”)。混凝土浇筑过程中因混凝土自重较小,有时模板不会变形下陷紧贴木方支撑肋,当现浇钢筋混凝土尚未达到设计承载能力而施工单位违规施工,幼龄期混凝土楼板必须承受施工活荷载时,就会产生弹性变形,从而导致楼板混凝土裂缝。 4.3 拆模过早与拆模方法不当

施工单位为节省资金投入,模板、木方及钢管支模架材料准备不足,为赶

4 施工进度,违规过早拆除下层支模架与模板,用于上上层施工;拆模时由于现浇钢筋混凝土楼板尚未达到设计及规范规定的承载能力,楼板除要承受自重外,还要承受上层支模系统、模板、梁板混凝土等荷载以及上上层施工产生的部分冲击荷载,当楼板结构受荷超过其承载能力时就会造成楼板的裂缝。在模板拆除施工时,施工人员往往图方便,将拆下的模板钢管直接砸在楼板上,巨大的冲击力也会导致楼板出现不规则微裂缝。 4.4 施工配合比不当

水灰比的变化对混凝上强度值的影响十分明显,基本上分别是水和水泥量变动对强度影响的叠加,故此,水、水泥、外加剂的计量变化,将直接影响混凝土的强度。泵送混凝土的坍落度一般在120-220 之间、流动性好,粗骨料少、砂浆多,水泥用量以及水灰比均较大,极易导致在泵送以及浇捣过程中出现浮浆,造成浇筑混凝土的均匀性较差,表面收缩量增加,混凝土脱水凝固时,就会产生塑性收缩裂缝;混凝土材料中的砂、石骨料级配不佳,砂石质量差、砂含泥量大、碎石含粉量大,混凝土强度降低,抵抗外界应力的能力也同时减弱,极易造成混凝土裂缝;同时商品混凝土为了缓解在运输过程中发生初凝,高效缓凝剂用量过大,在混凝土未凝固前石子出现下沉现象,产生沉缩裂缝。 4.5 混凝土供应安排不当

在现浇钢筋混凝土楼板施工过程中,混凝土运输车辆安排不合理,混凝土供应不及时,前后间隔时间太常,前面浇筑的混凝土已到初凝或终凝状态,后面的浇筑还未完成,后续施工过程中产生的振动使得前面浇筑已达到凝固(硬塑状态)状态的混凝土不能对钢筋形成有效包裹,钢筋和混凝土不能形成一个整体,处于离析状态,现浇钢筋混凝土结构强度降低,

5 4.6 混凝土振捣管理不到位

在现浇钢筋混凝土楼板施工过程中,混凝土振捣不到位,出现漏振现象,混凝土密实度差,混凝土强度降低,抵抗外界应力的能力也同时减弱,极易造成混凝土裂缝;混凝土施工过程中过分振捣混凝土后,粗骨料沉落,形成表面砂浆层,出现泌水现象,其表面比下层混凝土有较大的干缩性能,待水分蒸发后,容易形成塑性收缩裂缝。 4.7 模板湿水不到位

在现浇钢筋混凝土楼板浇筑施工前,模板、垫层淋水不足,过分干燥,浇筑混凝土后,因模板吸水量大,导致混凝土的收缩,产生塑性收缩裂缝。 4.8 混凝土表面处理不当

在混凝土浇筑后抹平压光工序处理不当,会使较多的细骨料浮到混凝土表面,形成含水量很大的水泥浆层。空气中的二氧化碳与水泥浆中的氢氧化钙发生作用生成碳酸钙,其化学反应式为CO2+Ca(0 H)2=CaCO3+H20,在浇筑硬化后期会引起混凝土明显收缩,即碳化收缩,导致混凝土楼板出现裂缝。 4.9 混凝土养护措施不规范

合理的养护措施可以有效降低混凝土的收缩量,试验研究表明混凝土保湿养生两周的时间比不足一周的养护时间,收缩量可以降低25%左右,这对于控制混凝土现浇楼板的裂缝具有重要的作用。混凝土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,并大量减少混凝土初期收缩裂缝的产生。过早的养护会影响混凝土的胶结能力;而过迟的养护,混凝土会因受日晒风吹令其表面游离水分过快蒸发,水泥由于缺乏必要的水化水,从而产生急剧的体积收缩,此时的混凝土早期强度低,不能抵

6 抗该种收缩应力而产生开裂。特别是在夏、冬两季,因昼夜温差较大,养护不当最容易产生温差裂缝。施工单位对于混凝土浇筑结束后的保湿养生重视不足,难以按照强制性规范“混凝土养护要苫盖并浇水”的要求进行养护,浇水也不能保证经常性湿润,养护不到位,造成现浇钢筋混凝土楼板裂缝的出现。 4.10 现场护筋管理措施不当

工程施工中各工种交叉作业,现场护筋管理措施不到位,现浇钢筋混凝土楼板负弯矩钢筋位置的正确性难以得到有效的保证,施工时楼板负弯矩钢筋被踩弯、踩倒、弯曲、变形而未进行修整,减低了部分楼板负弯矩钢筋的有效高度,上层保护层过厚,承载力下降,使该位置钢筋混凝土楼板上部抗拉能力大幅降低,从而导致该部分混凝土楼板出现裂缝。 4.11 管线埋设处理不当

现阶段现浇钢筋混凝土楼板埋设的电暖等各类管线主要为PVC 管,这在一定程度上导致了混凝土楼板内的有效截面减小,而且PVC 管与混凝土两种材料的线性膨胀系数差别较大,粘结力不强,造成现浇钢筋混凝土的密实度不足,施工过程中并未采取任何加强处理措施,极易导致由于应力集中而造成的楼板裂缝。

4.12 现浇板上过早施工、加载

在楼板混凝土刚刚失去塑性但强度还没有达到一定程度时,最容易受到损害,造成无法修复的缺陷,需要很好的保护。《混凝土结构工程施工质量验收规范》规定,混凝土强度达到1.2N/mm2前,不得在其上踩踏和安装模板及支架。但施工单位为了抢时间赶进度,在刚浇好的现浇板混凝土尚处在初凝或终凝阶段就开始上层模板支架搭设、柱钢筋焊接等施工,施工人员任意踩踏、搬

7 运材料、集中堆放柱钢筋、模板、钢管等材料及施工机具。过早地加载,人为造成了现浇板裂缝。 4.13 重物冲击

在使用塔吊向新浇注的现浇钢筋混凝土楼板上吊运钢筋、钢管、电焊机、料箱(斗)等重量较大的建筑材料及施工机具时,经常由于指挥控制不当以及下部未垫设减震垫等原因,物体下落速度较快,导致重物直接冲击楼板,引起楼板产生裂缝。 4.14 后浇带施工不当

为了解决钢筋混凝土收缩变形和温度应力,规范要求采用施工后浇带法,设计图纸一般也按要求设置有后浇带;施工单位进行后浇带施工时不按设计图纸要求,未留好施工企口缝;楼板的后浇带支模不规范,形成斜坡槎;施工缝未按要求进行凿毛处理;后浇带施工缝杂物未按要求清除;疏松混凝土未彻底凿除;后浇带支模系统未按规范与设计要求装设成独立的支模系统等都可能造成板面的裂缝。

三、现浇钢筋混凝土楼板裂缝预防措施

现浇钢筋混凝土楼板出现裂缝,一方面影响结构使用安全和耐久性,另一方面影响外观。因此,必须从设计、材料、施工、管理等多方面采取控制措施,控制有害裂缝,减少可见裂缝。

1、设计方面

由于楼面板的边界约束条件非常复杂,混凝土收缩应力和温度应力的理论计算也并未完全能解决此类问题,而且实际施工质量也远达不到设计时的理想状态,因此在工程设计实践中,主要从设计理念和构造措施上予以注意,设计

8 时应注意采取适当的加强措施,以求尽量减少现浇钢筋混凝土楼板开裂的可能性。

1.1 建筑平面应力求规则。

1.2 楼面板采用普通混凝土时,其强度等级不宜大于C30。

1.3 适当增加楼板厚度,宜取板厚h≥L/30~L/35(L为单向板计算跨度或双向板短向跨度),当L≥4.5m的板厚宜取h≥L/30。《钢筋混凝土结构裂缝控制指南》建议:当楼板内需要埋置管线时,现浇楼板的设计厚度不宜小于110mm。《高层建筑结构概念设计》建议:普通钢筋混凝土平板跨高比一般控制在30~36。《高规》规定:一般楼层现浇板厚度不应小于80mm,当板内预埋暗管时不宜小于100 mm;屋面板厚度不宜小于120 mm。

1.4 在阳角、阴角板块及较大板块的四角部位板上、下侧增设与对角线平行的φ8~φ10@100放射钢筋,其范围为L/4~L/3(L为板短向跨度),上侧钢筋放在负弯矩钢筋上面,下侧钢筋放在板下部钢筋下面,以预防楼板四角部位的45°斜裂缝。

1.5 在房屋下列部位的现浇钢筋混凝土楼板应设置抵抗温度、收缩钢筋,其间距不宜大于100 mm,沿板的纵横两个方向的配筋率分别不宜小于0.1%:⑴当房屋平面体形有较大凹凸时,在房屋凹角处的楼板;⑵房屋两端阳角处及山墙处的楼板;⑶房屋南面外墙设大面积玻璃窗时,与南向外墙相邻的楼板;⑷房屋顶层的屋面板;⑸与周围梁、柱、墙等构件整体浇筑且受约束较强的楼板。

1.6 楼板中暗埋PVC管时,应在垂直于PVC线管方向在线管范围内设置φ6~φ8的防裂短钢筋,间距宜不大于150 mm,两端的锚固长度不小于30d。

9 1.7 现浇板中受力钢筋和分布钢筋的间距不宜大于150mm。

2、施工方面

现浇钢筋混凝土楼板出现裂缝固然与设计、材料、环境等诸多因素有关,但实践证明:改善钢筋混凝土施工技术和加强施工管理是防止现浇钢筋混凝土楼板产生裂缝的重要途径。 2.1 规范模板支撑系统施工

严格按照施工规范、模板支架专项施工方案进行模板支架搭设施工与验收。保证支模系统立杆间距,上下层之间支撑立杆的垂直度,立杆底部按要求设置垫块,保证模板底部木方支撑肋的尺寸与垫设间距,确保垂直支撑面与现浇楼板接触位置没有松动,保证模板支撑系统具有足够的刚度与稳定性,在混凝土浇捣过程中应对模板变形情况进行监控,防止模板及支架挠度过大而对混凝土产生不利影响。后浇带区的支模系统必须按规范与设计要求装设成独立的支模系统。

2.2 消除模板与支撑之间的间隙

竹胶板铺设后应使用钉子与下面的木方支撑肋钉牢,切实消除竹胶板与木方支撑肋之间的空隙,当受到上部压力时,竹胶板不会出现下陷变形现象。

2.3 规范拆模管理

施工单位应准备满足规范要求、施工进度的模板、木方及钢管支模架等材料,在现浇钢筋混凝土强度达到规定强度后,严格按规范要求进行模板支架与模板拆除施工,不能过早拆模,如必须进行早期拆模,在进行模板支架搭设及模板安装施工时应采用早拆体系,拆模后保证有必要的竖向支掌;在模板拆除施工时,对已拆下的模板、钢管应有不直接砸在楼板上的保护措施。

10 2.4 严格控制混凝土原材料质量

严格控制水泥、砂、石、外加剂等原材料的质量,严格按照设计以及规范要求进行配合比设计;在混凝土生产过程中,控制好砂、石、水泥、水、外加剂等材料计量偏差,及时对骨料的含水率进行检测,根据骨料的含水量调整骨料和水的用量,控制好水灰比;在保证混凝土强度、泵送流动性的情况下,最大可能增加粗骨料用量,减少砂、水泥、粉煤灰的用量;对进入施工现场的混凝土,应按规定进行检查验收,重点检查水灰比,进行坍落度等必要的试验验收;确保运入施工现场混凝土的水灰比、坍落度、初凝和终凝时间等技术指标能满足施工现场的实际需要,减少高效减水剂等外加剂的加入量。

2.5 避开高温时段施工

现浇钢筋混凝土楼板施工应控制施工工期,尽量不在高温时段施工,可减少温差应力对混凝土变形的影响。

2.6 加强混凝土振捣等管理

在现浇钢筋混凝土楼板浇筑施工前,应对模板充分淋水,保证模板在混凝土浇筑时不会产生大量吸水现象;在现浇钢筋混凝土楼板施工过程中,必须加强混凝土振捣管理,既要防止振捣不到位、漏振而出现振捣不密实、麻面、蜂窝、狗洞等质量问题,又要防止过振,粗骨料沉落,形成表面砂浆层,出现泌水现象;在混凝土浇筑后应有完善的抹平压光处理工序,并有保证细骨料不浮到混凝土表面而形成含水量很大的水泥浆层的措施。

2.7 加强成品保护工作

在现浇钢筋混凝土楼板施工完成后,其混凝土强度未达到1.2N/mm2以前,不准在幼龄混凝土上面进行踩踏、加荷、材料运输、柱钢筋焊接、支模架搭设

11 等施工活动,工程质量人员和技术人员必须认真负责,避免野蛮施工的不良行为,做好成品保护工作。

2.8 加强混凝土养护工作

保湿养护是彻底消除混凝土变形裂缝的关键步骤。在夏季,保湿养护可在混凝土浇筑后混凝土达到初凝时进行。也就是说,当混凝土表面没有浮水,能经住手指轻压,就可以开始保湿养护。具体操作时,必须保证养护水在落到混凝土表面前已成雨雾状,雨雾使混凝土表面的失水现象消失,又不会把混凝土的表面浇出麻点。在一般的天气里,雨雾保湿养护应在混凝土浇筑后1~1.5h进行。这种保湿养护要持续7-24h左右。经过这样的保湿养护,在混凝土的表面可以有效避免收缩变形裂缝。如果不能及时保湿养护,待混凝土终凝后才进行浇水养护,此时裂缝已产生,即使养护水浇得再多也是枉然。规范合理的混凝土养护措施,是提高钢筋混凝土现浇板整体强度,预防裂缝发生的有效措施。养护作业的关键要点在于确保混凝土处于潮湿状态下,避免混凝土表面水分的蒸发。通常情况下对于使用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥的混凝土,保湿养生时间不得少于7天,对于使用粉煤灰硅酸盐水泥的混凝土、掺加了缓凝剂、抗渗剂等外加剂的混凝土、混凝土强度等级在C30及以上的高强混凝土,保湿养生时间不得少于14天。覆盖并浇水是强制性规范的要求,目前我们大多只浇水,不覆盖,浇的水干后不能保证及时补充,养护期内不能保证混凝土处于连续湿润状态,达不到应有的养护效果。

2.9 加强钢筋安装与护筋管理

对于楼板钢筋的绑扎,施工单位应采取措施确保楼板的厚度和板面负弯矩筋的保护层厚度与设计要求一致,防止钢筋走位,避免保护层过厚导致现浇板

12 有效厚度降低而出现裂缝。楼板负筋的直角弯钩长度应等于板厚减一个保护层厚度。楼板双层双向钢筋(包括分离式配置的负弯矩钢筋)必须设置钢筋小马凳,其纵横间距不应大于700mm,特别是对于φ8一类细小钢筋,小马凳的间距应控制在600 mm以内。浇筑混凝土时应搭设跳板、马凳,安排专门的护筋人员,严禁施工人员在钢筋网上踩踏。

2.10 加强预埋管线管理

电暖等管线的预埋铺设应尽可能与钢筋交叉布置或者平行于现浇钢筋混凝土楼板的短跨方向铺设。避免多层管线相互叠放造成应力集中,如这种铺设不可避免,需要在各种管线集中位置增加钢筋加强网或采取预埋线盒等保护措施。

2.11 防止重物冲击

在使用塔吊向新浇注的现浇钢筋混凝土楼板上吊运钢筋、钢管、电焊机、料箱(斗)等重量较大的建筑材料及施工机具时,应在其下部垫设减震垫,并加强司索及指挥人员的责任,控制好物体下落速度,防止重物直接冲击楼板。

2.12 加强后浇带施工管理

施工单位进行后浇带施工时应按设计图纸要求,留好施工企口缝;保证后浇带施工缝拦设后量,确保在后浇带两侧进行混凝土浇筑施工时混凝土不进入后浇带区;按要求对施工缝进行凿毛处理、清除施工缝内的杂物、彻底凿除疏松混凝土、并用水将后浇带冲洗干净;保证后浇带混凝土的强度等级并具有微彭胀性,在进行后浇带混凝土浇筑施工前,应将旧混凝土及模板淋水充分湿润。

四、现浇钢筋混凝土楼板裂缝的处理

1、混凝土裂缝表面封闭法

13 对于混凝土裂缝小于 0.15mm 难以使用填充材料的微缝,可以通过表面封闭的方式进行处理,以提高钢筋混凝土现浇板的防水性,避免水分浸入对钢筋的锈蚀。表面封闭法的施工工艺为:清洗处理干净现浇楼板表面,待充分干燥后使用黏度相对较低的液态树脂或者是表面涂料胶均匀的填充涂刷裂缝表面,形成对裂缝的封闭处理。

2、压力灌浆法

压力灌浆主要包括水泥灌浆以及化学灌浆两种方式,一般情况下用于处理宽度介于0.15-0.5mm 之间的裂缝,其处理方式为通过一定的压力条件将水泥或者环氧、甲凝类材料灌入裂缝内部实现混凝土现浇楼板裂缝的修复。压力灌浆法施工步骤主要包括:清洁裂缝、确定灌浆口、裂缝封闭、安设底座及灌浆设备、压力灌浆及封口,最后作业结束后清理灌缝表面的封缝胶。

3、开槽填补法

对于宽度超过 0.5mm 而且较长的现浇混凝土楼板裂缝,一般采用开槽填补的方式处理。利用切割机沿裂缝发展方向将裂缝扩大,使其形成v 型槽的形式,将处理后的裂缝清洗干净,将槽底通过水泥浆处理后分层填充环氧砂浆、水泥砂浆或者其他密封材料,密封裂缝后将现浇楼板表面抹平压实。

4、破拆重做法

现浇钢筋混凝土楼板裂缝严重影响使用功能和结构安全时,应拆除重作。

五、结语

针对现浇钢筋混凝土楼板裂缝产生的不同原因,有目的性地采取控制防治措施,加强施工过程中的质量控制管理,完善施工监管及质量验收手段,可以有效地缓解现浇钢筋混凝土裂缝的产生。

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第二篇:大体积混凝土施工方法及裂缝处理控制措施

随着社会的不断进步及我国各城市的基础建设的迅速发展,混凝土在工程建设中占有重要地位,现代建筑中经常涉及到大体积混凝土施工,如房屋建筑工程、公路工程、桥梁工程、市政工程、水利工程等。尽管我们在施工中采取各种措施,小心谨慎,但裂缝几乎无所不在,仍然时有出现,并困扰着大批工程技术人员和管理人员,是一个迫切需要解决的技术难题。所以必须从根本上加以分析、处理、控制,来保证施工的质量。下面重点阐述大体积混凝土的施工工艺和技术要求以及施工裂缝的处理控制措施。

一、大体积混凝土的浇筑方法

目前,大体积混凝土浇筑的混凝土,绝大部分是采用泵送混凝土,避免了现场搅拌速度慢,跟不上的缺点。混凝土在运输的过程中不得产生分层、离析现象,如有离析现象,必须在浇筑前进行第二次搅拌。在大体积的混凝土在浇筑时,为了保证混凝土结构的整体性和施工的连续性,采用分层浇筑时,应保证在下层混凝土初凝前将上层的混凝土浇筑完毕。分层浇筑主要有以下三种形式:

1.全面分层:在整个模板内,将结构分成若干个厚度相等的浇筑层,浇筑区的面积即为基础平面面积。浇筑混凝土时从短边开始,沿长边的方向进行浇筑,要求在逐层浇筑过程中,第二层混凝土必须要在第一层混凝土初凝前浇筑完毕。由于全面分层浇筑,不需要进行分段,不需要支模分隔,而且一般情况下搅拌站的混凝土都能及时的跟上现成的浇筑,所以全面分层是目前大体积混凝土浇筑采用的最多的形式。

2.分段分层:当采用全面分层方案时浇筑强度很大,现场混凝土搅拌机、运输和振捣设备均不能满足施工要求时,可采用分段分层浇筑的方案。浇筑混凝土时结构沿长边方向分成若干段,浇筑工作从底层开始,当第一层混凝土浇筑一段长度后,便回头浇筑第二层,当第二层浇筑一段长度后,回头浇筑第三层,如此向前呈阶梯形推进。分段分层方案适用于结构厚度不大,但面积或长度较大时采用。

3.斜面分层:采用斜面分层方案时,混凝土一次浇筑到顶,由于混凝土自然流淌而形成斜面。混凝土振捣工作从浇筑层下端开始逐渐上移。斜面分层方案多用于长度较大的结构。由于斜面分层的方案在施工过程中不易控制,因此在我们平时的施工中极少采用这种方案进行混凝土。

二、大体积混凝土的振捣

1.混凝土应采取振动棒振捣。对于一次性混凝土浇筑体量较大的,可以同时采用多个振动棒,从不同的方位同时振捣。坚决避免漏振、过振的现象发生。

2.在振动界限以前对混凝土进行二次振捣,排除混凝土因泌水在粗骨料、水平钢筋的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,减少内部微裂,增加混凝土的密实度,使混凝土的抗压强度提高,从而提高抗裂性。

三、大体积混凝土的养护

1.养护方法分为保湿法和保温法两种。保湿法是常见的养护方法,浇水次数应能保持混凝土具有足够的湿润状态为准,养护初期,水泥水化作用进行较快。

2.养护时间。为了确保新浇筑的混凝土有适宜的硬化条件,防止在早期由于干缩而产生裂缝,大体积混凝土浇筑完毕后,应在12h内加以覆盖和浇水。普通硅酸盐水泥拌制的混凝土养护时间不得少于14d;矿渣水泥、火山灰水泥等拌制的混凝土养护时间不得少于21d。对于有抗渗要求的大体积混凝土,其养护时间应提高一个档次,普通硅酸盐水泥拌制的混凝土养护时间不得少于21d;矿渣水泥、火山灰水泥等拌制的混凝土养护时间不得少于28d。

四、大体积混凝土裂缝的原因

近年来大量裂缝的出现,并非与荷载作用有直接关系,通过大量的调查与实测研究证明这种裂缝是由于变形作用引起,包括温度变形(水泥的水化热、气温变化、环境生产热),收缩变形(塑性收缩、干燥收缩、碳化收缩)及地基不均匀沉降(膨胀)变形。由于这些变形受到约束引起的应力超过混凝土的抗拉强度导致裂缝,统称“变形作用引起的裂缝”。

大体积混凝土施工阶段所产生的温度裂缝,一方面是混凝土内部因素:由内外温差而产生的;另一方面是混凝土的外部因素:结构的外部约束和混凝土各质点间的约束,阻止混凝土收缩变形,混凝土抗压强度较大,但抗拉能力却很小,所以温度应力一旦超过混凝土能承受的抗拉强度时,即会出现裂缝。这种裂缝的宽度在允许限值内,一般不会影响结构的强度,但却对结构的耐久性有所影响,因此必须予以重视和加以控制。而产生裂缝的主要原因有以下几点造成: (1)材料不良引起的裂缝;(2)施工不当引起的裂缝;(3)温差引起的裂缝;(4)混凝土收缩引起的裂缝;(5)荷载引起的裂缝;(6)非荷载原因(如温度、收缩、不均匀沉降、冻胀等因素)引起的裂缝。

五、大体积混凝土裂缝分析

混凝土是一种脆性材料,抗拉强度是抗压强度的1/10左右,短期加荷时的极限拉伸变形只有(0.6~1.0)×104,长期加荷时的极限位伸变形也只有(1.2~2.0)×104。裂缝深度h与结构厚度H的关系如下:h≤0.1H表面裂缝;0.1H

混凝土的裂缝有害程度的标准是根据使用条件决定的。目前世界各国的规定不完全一致,但大致相同。如从结构耐久性要求、承载力要求及正常使用要求,最严格的允许裂缝宽度为0.1mm。近年来,许多国家已根据大量试验与泵送混凝土的经验将其放宽到0.2mm。当结构所处的环境正常,保护层厚度满足设计要求,无侵蚀介质,钢筋混凝土裂缝宽度可放宽至0.4mm;在湿气及土中为0.3mm;在海水及干湿交替中为0.15mm。沿钢筋的顺筋裂缝有害程度高,必须处理。

由于结构在外荷载作用下的破坏和倒塌是从裂缝扩展开始的,因此人们对裂缝往往产生一种建筑破坏的恐惧感是可以理解的。

在采用泵送条件下,其收缩与水化热大大增加,约束应力裂缝很难避免,张拉前开裂,张拉后又不闭合,裂缝控制的难度更加困难。

六、大体积混凝土裂缝的控制

1.在选择水泥原料的时候,应尽量优先选用水化热低、凝结时间长的水泥,优先采用中热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、大坝水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥或低强度水泥拌制混凝土。

2.采用改善骨料级配,砂选用中粗砂,含泥量小于3%,清除泥土和石粉,级配要好,从而可能提高混凝土自身的强度,相对可以减少水泥用量,对克服温度裂缝有好处。

3.采用冰水配制混凝土或混凝土搅拌站厂址配臵有深水井,采用冰凉的井水配制,粗细骨料均搭设遮阳棚,避免日光曝晒,用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度。

4.在保证混凝土强度及坍落度要求的前提下,使用适当的缓凝减水剂,减少水泥用量、降低水灰比,以减小水化热。

5.掺加外加剂可使混凝土密实性、和易性好,表面易抹平,形成微膜。可有效地改善水泥浆与骨料的粘结力,提高混凝土抗裂性能、抗碳化性,减少混凝土泌水、水分蒸发、干燥收缩、碳化收缩、沉缩变形。

6.减小混凝土浇注的分层厚度,在条件允许时减缓混凝土浇注速度,以不出现冷缝为原则。热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度,利用浇筑层面散热。

7.在混凝土增加预留孔降温,浇注完毕养护时期,预留孔内通入冷却水,养护水由于水泥水化热而造成温度升高,每隔2~3小时孔内换一次水,孔内热水沿管内流下,即可以降低混凝土内部的温度,减少混凝土内约束作用。

8.混凝土初凝后,上表面立即覆盖保温材料(如泡沫海棉、养护液、草袋、锯木、湿砂等)并浇水养护,不宜浇水过多,保持混凝土的湿润即可。厚板侧面及底面采用保留模板的方法养护,在寒冷季节采取外包塑料薄膜和干草袋的方法保温措施。规定合理的拆模时间,在缓慢的散热过程中,以控制混凝土的内外温差小于20℃,以免混凝土表面发生急剧的温度梯度,使混凝土获得必要的强度。

七、大体积混凝土裂缝的处理

1.表面处理法:包括表面涂抹和表面贴补法。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臵、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.注浆法: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。

4.化学灌浆法:其方法为采取环氧类的化学浆液或水泥浆液对裂缝进行灌注填充,既提高了结构的整体性,又能有效阻止钢筋的进一步锈蚀;我们常常在实际中,在楼板受拉区裂缝两侧粘贴碳纤维布或钢板,阻止楼板继续开裂,提高安全性能。 5.迭合层法:对原有混疑土楼面凿毛清理,铺设钢筋网,重新浇筑一层细石混凝土整浇层,从力学角度来提高楼板的刚度和整体抗变形性能。

6.整体处理法:通过增设构件、改变传力途径、地基处理、结构补强等整体方法提高现浇楼板的抗裂性能;针对已出现的裂缝,视具体情况对其采取封堵或约束的方案。

7.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。

第三篇:混凝土材料裂缝的成因和控制

论文摘要

现在工程中砼裂缝问题是个普遍存在、但是又不够被重视的问题,本论文从设计、材料、施工现场养护及其他方面对混砼常见的一些裂缝的成因进行了分析。从控制的角度来避免混凝土裂缝的产生,如还是产生裂缝则需采用适当方式来修补开裂的混凝土,以下论文为参考相关文献和本人从事工程经验提出相应的裂缝产生的原因、控制及处理方法。

关键词:混凝土,裂缝, 成因, 控制, 处理方法。

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混凝土材料裂缝的成因和控制

一、概述

(一)混凝土裂缝定义

混凝土结构工程的裂缝,是一个技术难点,他的定义就是由于混凝土的收缩或温度变形等原因引起裂缝的或是由荷载引起的受力裂缝。对于裂缝应需从设计、材料、配合比、施工、环境、养护等方面采取措施加以控制。

二、混凝土裂缝的成因

(一) 设计原因

1、设计中构造钢筋配置过少或过大、过多等引起构件裂缝。

2、设计中采用的混凝土等级过高,造成用灰量过大,对收缩不利。

(二) 材料原因

1、混凝土是一种脆性材料,抗拉强度比抗压强度小的多,由于原材料不均匀,水灰比不稳定,及运输和浇筑过程中的离析现象,在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的,存在着许多抗拉能力很低、易于出现裂缝的薄弱部位。

2、水泥品种对混凝土的收缩影响较大,对纯熟料水泥,水泥净浆收缩主要取决于C3A、SO

3、石膏的含量及水泥细度等, C3A 含量大,细度较细的水泥收缩较大;石膏的含水量不足的水泥,具有较大的收缩;水泥中SO3 的含量对混凝土收缩也具有显着的影响。

在工程中,要根据混凝土工程特点或所处环境条件,应优先选用哪种水泥,从而尽可能避免裂缝的产生。

3、骨料也是影响混凝土干缩的主要因素之一。粗骨料体积含量越大,混凝土收缩越小,就商品混凝土而言,在保证混凝土性能的情况下,增加粗骨料的含量,选用连续级配好,针片状颗粒含量不宜大于10%,含泥量少的骨料,可以减小混凝土收缩,预防混凝土裂缝的产生。

细骨料应质地坚硬、清洁、级配良好,并采取脱水、排水、遮盖和加强管理等综合措施,保证含水率稳定,人工砂饱和面干的含水率不已超过6 %。

(三) 配合比原因

在商品混凝土原材料一定的情况下,配合比对混凝土收缩裂缝产生有重要影响,主要是单位水泥用量,水灰比,砂率等。以我们现在使用的最常见商品混凝土为例,水灰比宜为0.4~0.6,砂率宜为3 8 %~ 4 5 %,最小水泥用量宜为300kg/m3。因此,不良原配合比会产生混凝土收缩加大, 引起开裂。

(四) 施工及现场养护原因

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合理地分缝、分块;避免基础过大起伏;合理地安排施工工序,避免过大的高差和侧面长期暴露;此外,改善混凝土的性能,提高抗裂能力,加强养护,防止表面干缩,特别是保证混凝土的质量十分重要,应特别注意避免产生贯穿裂缝,出现后要恢复其结构的整体性是十分困难的,因此施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主。

(三)拆模时机适当,注意防护

在混凝土的施工中,为了增加模板的周转率减少模板使用周期,往往要求尽早拆模。当混凝土温度高于气温时应适当考虑拆模时间,以免引起混凝土表面的早期裂缝。新浇筑早期拆模,在表面引起很大的拉应力,出现“温度冲击”现象。在混凝土浇筑初期,由于水化热的散发,表面引起相当大的拉应力,此时表面温度亦较气温为高,此时拆除模板,表面温度骤降,必然引起温度梯度,从而在表面附加一拉应力,与水化热应力叠加,再加上混凝土干缩,表面的拉应力达到很大的数值,就有导致裂缝的危险。

(四)适当加筋

1、加筋对大体积混凝土的温度应力影响很小,因为大体积混凝土的含筋率极低,只是对一般钢筋混凝土有影响。在温度不太高及应力低于屈服极限的条件下,钢的各项性能是稳定的,而与应力状态、时间及温度无关。钢的线胀系数与混凝土线胀系数相差很小,在温度变化时两者间只发生很小的内应力。由于钢的弹性模量为混凝土弹性模量的7~15倍,当内混凝土应力达到抗拉强度而开裂时,钢筋的应力将不超过100~200 kg/cm2。因此,在混凝土中要想利用钢筋来防止细小裂缝的出现很困难。但加筋后结构内的裂缝一般就变得数目多、间距小、宽度与深度较小,而且如果钢筋的直径细而间距密时,对提高混凝土抗裂性的效果较好。混凝土和钢筋混凝土结构的表面常常会发生细而浅的裂缝,其中大多数属于干缩裂缝。虽然这种裂缝一般都较浅,但其对结构的强度和耐久性仍有一定的影响。

(五)使用外加剂

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

2、主要作用: ①混凝土中存在大量毛细孔道,水蒸发后毛细管中产生毛细管张力,使混凝土干缩变形。增大毛细孔径,可降低毛细管表面张力,但会使混凝土强度降低。这个表面张力理论早在20世纪60年代就已被国际上所确认。

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

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格控制现场坍落度、防风、及时和气象站保持紧密联系,应当尽可能在较低的温度环境中开始浇灌混凝土,中间特别注意急剧降温、急剧干燥对混凝土的不利影响。注意暴雨中不能浇灌混凝土。

四、混凝土裂缝的处理

前面已列举了裂缝的成因、控制,但如果还是出现裂缝,那么必须采取事后的修补处理,常见的有以下几种:

(一)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。

(二)灌浆、嵌缝封堵法

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

嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法,它通常是沿裂缝凿槽,在槽中嵌填塑性或刚性止水材料,以达到封闭裂缝的目的。

常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等等;常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。

(三) 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。

(四)混凝土置换法

混凝土置换法是处理混凝土严重损坏的一种有效方法,此方法是先将损坏的混凝土剔除,然后再置换新的混凝土或其他材料。

常用的置换材料有:普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。

五、案例分析

(一)、案例概况

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金茂阳关花园项目部接到工程质量监督意见通知书后,立即组织监理、设计、施工相关技术人员进行了现场相关技术勘察,做出处理方案如下:

基础混凝土垫层存在部分严重收缩缝,经勘察为表面收缩裂缝。对于基础混凝土垫层存在部分收缩裂缝问题,采用人工沿裂缝每边各50mm凿除,用水冲洗干净后,用C20细石混凝土重新浇筑,待终凝后浇水养护。完毕后使聚合砂浆保持一定时间的湿润状态,初凝后养护7天以上。

实践结果证明,对于混凝土垫层,该加固处理方法能取得良好的效果。

(五)、以后施工过程中裂缝的防治措施 为防止混凝土施工过程裂缝的产生,采取以下防治措施;

1、混凝土收缩值的大小和水泥品种、用量、拌和用水量、骨料规格、振捣密实性和养护好坏有关,应严格控制混凝土配合比、水灰比和砂率。

2、为保证混凝土工程质量,防止开裂,提高混凝土的耐久性,正确使用外加剂也是减少开裂的措施之一,可掺加高效减水剂来增加混凝土的坍落度和和易性。

3、在炎热环境中降低混凝土表面温度,如用冷水拌合、覆盖模板及底板、避开一日中最热时间施工等。

4、合理的安排施工工序。混凝土浇筑后要及时覆盖,终凝后尽早进行养护,应遮挡太阳直射或洒湿周围场地等。如遇风季,需设置挡风设施,适当延长养护时间。

5、在浇筑混凝土时,如确实需要,必须经务实处理后再作预制场地,还要保证模板有足够的强度和刚度,支撑牢固,并使地基受力均匀,防止混凝土浇筑过程中模板和地基被水浸泡。

六、结论

(一)混凝土裂缝产生的主要原因:

设计方面存在断面突变、施加预应力不当、钢筋配置过少或过粗、未充分考虑混凝土构件的收缩变形、混凝土等级过高、菏载收缩的原因。

材料选择方面存在粗细集料含泥量过大、骨料粒径太细、混凝土外加剂和掺和料选择不当、水泥品种原因、水泥等级及混凝土强度等级的原因。 混凝土配合比设计方面存在水泥等级或品种选用不当、水灰比过大、水泥用量越大和用水量越高、砂率和水灰比选择不当、混凝土膨胀剂掺量选择不当。

(二)混凝土裂缝的主要控制措施:

1、设计方面从设计中的抗与放相结合,避免结构断面突变带来应力集中、

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第四篇:混凝土楼板裂缝的成因及控制分析

楼板裂缝原因分析、控制措施、处理方案

一、混凝土现浇楼板常见裂缝种类

1、1 45°斜裂缝

此类裂缝大部分为板角斜裂缝,实际工程中这类裂缝非常常见。板角45°斜裂缝一般在板角位置大约0.5m~ 1.5m范围内出现,裂缝位于和超出板角放射筋长度范围的情况同时存在。通常楼板一个房间有1~ 2条斜裂缝,有时可能在4条以上的裂缝,一个板角通常有1条裂缝,有时有2条,甚至3条,对应于这种情况,一般楼板底面也会有l条斜裂缝存在,这条裂缝的位置或者与一条裂缝位置吻合,或者位于两条裂缝之间。板角45°斜裂缝的分布情况还与楼板的走向有一定关系,从数据反映的情况来看,楼板西端的板角裂缝多于东端。而在楼板凹凸部位,突出开间的阳角部位开裂情况与板角非常类似,也是存在斜裂缝的主要部位。

2、横向、纵向裂缝

楼板跨中裂缝的分布和数量则呈现一定的随机性,但以横向、纵向最多,大跨度开间中部出现裂缝的几率相对较大,裂缝多为横向,少数为纵向。横向裂缝是指平行于楼板的短边,垂直于楼板长边的裂缝,纵向裂缝是平行于长边,垂直于短边的裂缝。纵向裂缝多发生在具有连续长横墙附近,有时板面会出现无规则的龟裂。裂缝通常位于楼板中部1/3板跨度范围内,有时1条横向裂缝在中间,也有2条裂缝在1/3跨两端的情况。混合结构中楼板大多为双向板,裂缝在接近方形板的双向板中出现概率极高。由于调查的存在裂缝的房屋中无单向板,因此不知道裂缝的出现与长短边之比大小是否有关系,也没有作进一步的研究。

3、 辐射缝

辐射缝是指二条以上裂缝汇交于楼板上某一点的情况。这些裂缝通常出现在天花

板上的吊灯周围,裂缝宽度一般小于0.2mm,通过裂缝修补时开槽检查的情况来看,经常直接露出预埋在混凝土楼板中的线管,而裂缝与线管走向一致或接近,因此可判断为辐射缝与管线预埋时的安装控制措施不当有关系

4、 其他裂缝

除了上述几种裂缝之外,现浇楼板裂缝还有其他形态的裂缝,可看作斜裂缝、横向裂缝和纵向裂缝的组合。同时,一块楼板上会出现几种形态的裂缝。

二、裂缝的成因

1、 混凝土材料方面

(1)采用高强度水泥,使水泥水化热升高和混凝土的收缩变形加大。同时,混凝土中单方水泥用量增加,也将造成混凝土收缩变形增大以及内部温升增大,进而导致裂缝产生。

(2)泵送商品混凝土使坍落度增加,水

砼标号提高,骨料粒径减小,水泥用量、用水量、砂率等都比以往现场拌制混凝土有显著的增大,以及减水剂、各种外加剂的应用,从而导致混凝土收缩及水化热都比以往现场拌制混凝土有较大幅度的增加,且收缩时间延长。这也是导致混凝土开裂日趋严重的原因之一。

2、 施工方面

(1)施工时找平层过厚,因找平层素混凝土抗裂性差,在温度和收缩变形作用下极易产生楼板表面裂缝。

(2)PVC管作预埋与混凝土结合差,在混凝土浇捣时,容易引起PVC管上移或下沉,使得板顶或板底保护层变薄,从而使楼板出现沿穿线管走向的裂缝。另外,由于板底钢筋保护层垫块设置不当或过稀时,也会由于浇捣混凝土使板底出现裂缝。

(3)在混凝土浇捣过程中或施工荷载作用下,由于模板的支撑变形较大,使得楼板在混凝土硬化前,产生初始塑性裂缝。这种裂缝在拆模后会受到干缩、温度变化等因素的影响逐渐开展变大。

(4)泵送混凝土具有较大的粘聚性和流动性,致使现浇楼盖的塑性裂缝问题较过去普通混凝土显得非常突出。施工过程中若模板松动、位移或者混凝土浇捣不密实、不均匀,漏振、过振就会引起沿钢筋走向或与构件形状有关的塑性沉降裂缝。

(5)养护时间不足,养护措施不当,再佐以混凝土本身收缩量大、环境变化等诸多因素,导致楼板过多地出现超出规定宽度的裂缝。

(6)板负筋下沉产生的裂缝。在施工过程中,由于施工人员野蛮操作,任意踩踏钢筋,致使负筋下陷,保护层过大,减少了板截面的有效高度,使板的承载能力达不到设计要求,从而导致板裂缝。

(7)砼施工中加水使砼和易性变大,造成砼收缩加大而产生裂缝。

三、楼板裂缝的特点

1、裂缝多数在建筑物未投入使用情况下产生很多建筑物在未投入使用的情况下就出现了裂缝,有的甚至在混凝土浇筑完毕后2~3个月以后就出现了裂缝。这时楼板除了在施工阶段承受施工荷载以外,往往只承受自重荷载,甚至尚未达到楼板荷载设计值,这说明了在施工阶段己经有某种或多种因素与楼板裂缝的产生有一定关联。

2、 部分裂缝为贯穿裂缝这些裂缝在楼板板面与板底同时出现,通过蓄水试验检查的话会出现渗水现象,说明为贯穿裂缝;但从对裂缝的检测情况来看,基本都是无害裂缝。由于贯穿裂缝的存在,对于住宅楼来说存在渗漏隐患,也就是一旦楼上住户家中发生管道渗漏,水将流到楼下住户家中扩大渗漏影响面,造成不必要的附加损失,因此只要是贯穿裂缝无论是否装修房都必须及时进行修复。

3、与建造和竣工季节有关, 大多产生于夏秋季节、高温天气这些裂缝经过炎热的夏季,大多在秋季出现,这里是指可见裂缝,裂缝宽度一般在0.05mm以上。而从结构阶段施工期来看,基本都是在夏季到冬季处于标准层施工阶段。

4、与地基好坏无关。据调查的几个项目都采用了纯桩基或沉降控制复合桩基础,出现楼板裂缝幢号的沉降观测数据显示符合设计要求而且均匀沉降,而且结构其他部位除顶层墙体存在斜裂缝外,未发现其他明显因地基问题造成的裂缝,因此基本可以排除因为差异沉降产生裂缝的可能性。

5、多层砖混结构的楼板裂缝数量远远多于高层剪力墙结构

数据显示,高层楼板裂缝相对多层砖混结构要少很多,在楼板均采用双层双向钢筋、楼板硅标号相同的情况下,仍然是相同的结果。

6、施工进度、混凝土养护时间对裂缝产生有影响

在同一个小区,不同施工单位采取不同的施工进度及混凝土养护方式来看,施工进度合理、混凝土养护充分的建筑物裂缝产生数量普遍较之施工进度快、养护时间短的建筑物少。

7、模板支撑体系的选用对楼板裂缝的产生有比较大的影响

采用钢管支撑、立杆间距控制合理、模板支撑体系搭设规范,配备三套模板及支撑体系比配备二套模板及支撑体系建筑物楼板裂缝少;模板支撑体系拆除过早也是产生裂缝的主要原因。

四、混凝土楼板裂缝的控制措施

1、采用的抗裂措施 (1) 混凝土原材料的选择。

要控制混凝土的开裂,需要从原材料的选择出发,原材料选择的正确与否,直接影响到混凝土的开裂。由于混凝土自身的特性,水灰比过大,水泥用量大,外掺剂保水性差,粗骨料少,用水量大,振捣不良,环境气温高,表面失水大(养护不良及砼加水) 等都能导致塑性收缩表面开裂。

利用加大粗骨料粒径、非常低的水泥用量、预冷拌合物原材料、限制浇筑层高和管道冷却等措施,进一步获得了降低水化温峰、抑制热裂缝的效果。因此从选择水化热低的水泥,控制水灰比,减少水泥用量和用水量,添加适当的外加剂等措施以控制混凝土的开裂。例如,超长的地下室结构外墙应选用补偿收缩混凝土,即在混凝土中掺入UEA ,HEA 等微膨胀剂,以混凝土的膨胀值减去混凝土的最终收缩值的差值不小于混凝土的极限拉伸即可控制裂缝。普通硅酸盐水泥外掺粉煤灰可有效控制早期和长期收缩开裂。

(2) 提高结构自身承载力。

在结构设计过程中,有时虽然梁板的承载力和挠度均在规范允许之内,但相对承载力较小,挠度较大,这便容易引起因为挠度偏大而产生的结构裂缝。这种情况须加大梁截面或板厚、提高结构配筋率以提高结构的强度储备来控制裂缝的产生。长期来讲,由于混凝土自身随时间的强度劣化和环境对混凝土的风化和侵蚀,混凝土结构的承载力会逐渐降低;由于承载力的降低会引起混凝土的开裂。因此,混凝土结构设计时,要考虑到混凝土的劣化,混凝土强度必须有一定安全储备,才能保证结构有足够的安全性和耐久性。

(3) 减小地基的不均匀沉降。

因为建筑物地基的不均匀沉降而引起的结构裂缝的事例不多,位于采空区的建筑物易发生。此时需加强基础的整体性,以减小地基不均匀沉降对结构的影响,比如独立基础时设置拉梁,或采用筏板基础,或采用箱形基础。如果地基土本身软硬不均,除采取上述措施外,还可以采取局部换土或加大基础底面积的措施。柱下独立基础或桩承台,当设置拉梁时,由于各独立基础或桩承台之间的沉降差,会造成拉梁两端的开裂,而且在有些工程中开裂还非常严重。此时建议在拉梁两端各设一道后浇带,如果地质条件较好可设一道或不设。

(4) 地下室墙体裂缝的控制。

为控制地下室墙体裂缝的发生,可在墙体顶部和腰部设两道暗梁,并适当增设暗柱,以起到“模箍作用”,或适当增加墙体配筋。为防止墙体出现早期收缩裂缝,在墙体中可设置适当数量后浇带。

(5) 设置后浇带。

随着社会的发展,超长建筑越来越多,而且很多因为建筑功能和美观不让设伸缩缝,这便需要结构专业采取措施来解决混凝土的收缩应力和温度应力引起的结构变形和裂缝。一般做法即是设置后浇带:每隔30 m~45 m 设置一道,在45 d~60 d 后浇筑。

(6) 楼板双层双向配筋。

超长建筑物、高层建筑的屋面板、不做保温的屋面板,均会产生很大的温度应力,势必会形成温度裂缝。加厚板厚且受力钢筋双层双向配筋能有效的解决温度应力对裂缝的影响,但钢筋间距不宜过大,一般不大于150 mm。或加厚板厚但受力钢筋不通长设置,在受力钢筋外侧设置双层双向<6 @150 的钢筋网片。

(7) 必要厚度的保护层。

混凝土结构中,钢筋与混凝土共同工作,足够的配筋是保证混凝土结构承载力的必要条件;钢筋在混凝土中良好锚固是钢筋与混凝土能共同工作的保证。因此,钢筋需除去泥土、油污、锈蚀,使之与混凝土良好的结合,以保证混凝土对钢筋的握裹力。否则,钢筋锈蚀会逐渐导致混凝土出现顺钢筋的裂缝,裂缝发展会导致混凝土剥落开裂,这种裂缝不但破坏混凝土对钢筋的握裹力、破坏钢筋的锚固,还会加速钢筋的锈蚀。如此发展下去使结构的承载力下降,耐久性降低,甚至危及结构的安全。而“混凝土结构设计规范”也指出,当混凝土保护层厚度较大时,虽然裂缝宽度计算值也较大,但较大的混凝土保护层厚度对防止钢筋锈蚀是有利的。因此,要有必要厚度的保护层使钢筋与外界隔绝,避免此种情况的发生。

2、施工方面的措施 (1)模板的安装和拆除

a、模板及其支架应根据工程结构形式、荷载大小、地基土类别、施工程序、施工机具和材料供应等条件进行设计。模板及支架应具有足够的承载能力、刚度和稳定性,能可靠地承受施工时可能遇到的任何荷载。

b、安装的模板必须构造紧密、不漏浆、不渗水,不影响混凝土均匀性及强度发展,并能保证构件形状均匀规则。

c、模板的支撑立柱应置于坚实的地面上,并应具有足够的刚度、强度和稳定性,间距适度,防止支撑沉陷,引起模板变形。上下层模板的支撑立柱应对准。4) 合理掌握拆模时间,拆模时间不能过早,应保证早龄期混凝土不损坏或开裂。但也不能太晚,尽可能不要错过混凝土水化热峰值。

(2)混凝土的拌制

a、优先采用预拌混凝土,其质量应符合GB/ T 14902 预拌混凝土的规定,并执行有关措施。

b、优选有利于抗拉性能的混凝土级配,尽量减小水灰比、减少坍落度、降低砂率增加骨料粒径、降低含泥量及杂质含量。选用影响收缩和水化热较小的外加剂和掺合料。采取保温保湿的养护技术,尽量利用混凝土后期强度。加强混凝土的浇灌振捣,提高密实度。

(3)混凝土的运输

a、运输混凝土时,应能保证混凝土拌合物的均匀性,防止分层离析现象,运送的容器应能保证快速运输,而且其运输频率应能保证混凝土施工的连续性。

b、运输车在装料前应将车内残余物质排净。当需要在卸料前续掺外加剂时,在外加剂掺入车后应进行快速搅拌,时间由试验确定。

c、运至浇筑地点的混凝土坍落度应符合要求,当有离析现象时,应进行二次搅拌,时间由试验确定。严禁向混凝土中任意加水。

d、由搅拌、运输到入模,当气温不高于25 ℃时,持续时间不宜大于90 min ;高于25 ℃时,持续时间不宜大于60 min。当掺入外加剂或采用快硬水泥时,持续时间由试验确定。

(4)混凝土的浇筑

a、混凝土浇筑时应防止离析出现,振捣应均匀、适度。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,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。夏季应注意混凝土的浇捣温度,采用低温入模、低温养护,必要时经试验可采用冰块,以降低混凝土原材料的温度。避免在雨中或大风中浇筑混凝土。

b、加强混凝土的早期养护时间。在混凝土裂缝的防治工作中,新浇混凝土的早期养护工作尤为重要。以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。在气温高、湿度低或风速大的条件下,更应及早进行喷水养护。当浇水养护有困难时,或者不能保证其充分湿润时,可采用覆盖保温等方法。同时防止由于混凝土内外温差过大而引起的温度裂缝。养护时间为一般为14~28 d。

c、当楼板、梁、墙、柱一起浇筑时,应先墙柱后梁板。当板和梁在一起时,先浇筑梁,后浇筑板。

d、浇筑时要防止钢筋、模板、定位筋等的移动和变形。

e、施工缝处浇筑混凝土前,应将接槎处剔凿干净,浇水湿润,并在接槎处铺水泥砂浆或涂混凝土界面剂,保证施工缝处结合良好。

五、现浇钢筋楼板裂缝的弥补处理工法措施

在工程实际中,在采取了以上的综合性防治措施后,由于各种原因仍可能有少量的楼面裂缝发生。裂缝的出现不但会影响结构的刚度,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。当这些楼面裂缝发生后,应在楼地面和天棚粉刷之前预先作好妥善的裂缝处理工作,然后再进行装修。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。

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、嵌缝封堵法

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

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

3、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。

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。

7、找平层增设钢丝网、钢板网或抗裂短钢筋进行加强

住宅楼楼地面上部的找平层较厚,可以通过在找平层中增设钢丝网、钢板网或抗裂短钢筋进行加强,并且上部常被木地板等装饰层所遮盖,问题相对较小。但板底则粉刷层较薄,并且通常无吊顶遮盖,更易暴露裂缝,影响美观并引起投诉,所以板底更应妥善处理。板底裂缝宜委托专业加固单位采用复合增强纤维等材料对裂缝作粘贴加强处理(注:当遇到裂缝较宽、受力较大等特殊情况时,采用碳纤维粘贴加强)。复合增强纤维的粘贴宽度以350- 400 毫米为宜,既能起到良好的抗拉裂补强作用,又不影响粉刷和装饰效果,是目前较理想的裂缝弥补措施。

第五篇:浅析大体积混凝土裂缝施工的控制

[摘 要]由于其体积大,表面小,水泥水化热释放比较集中,内部温升比较快,当混凝土内外温差较大时,会使混凝土产生温度裂缝,影响结构安全和正常使用,所以必须从根本上分析控制它,来保证施工的质量。

[关键词]大体积混凝土 温度裂缝 施工措施

一、大体积混凝土的裂缝

大体积混凝土内出现的裂缝按深度的不同,分为贯穿裂缝、深层裂缝及表面裂缝三种。贯穿裂缝是由混凝土表面裂缝发展为深层裂缝,最终形成贯穿裂缝。它切断了结构的断面,可能破坏结构的整体性和稳定性,其危害性是较严重的;而深层裂缝部分地切断了结构断面,也有一定危害性;表面裂缝一般危害性较小。

但出现裂缝并不是绝对地影响结构安全,它都有一个最大允许值。处于室内正常环境的一般构件最大裂缝宽度≤0.3mm;处于露天或室内高湿度环境的构件最大裂缝宽度≤0.2mm。对于地下或半地下结构,混凝土的裂缝主要影响其防水性能。一般当裂缝宽度在0.1~0.2mm时,虽然早期有轻微渗水,但经过一段时间后,裂缝可以自愈。如超过0.2~0.3mm,则渗漏水量将随着裂缝宽度的增加而迅速加大。所以,在地下工程中应尽量避免超过0.3mm贯穿全断面的裂缝。如出现这种裂缝,将大大影响结构的使用,必须进行化学灌浆加固处理。

大体积混凝土施工阶段所产生的温度裂缝,一方面是混凝土内部因素:由于内外温差而产生的;另一方面是混凝土的外部因素:结构的外部约束和混凝土各质点间的约束,阻止混凝土收缩变形,混凝土抗压强度较大,但抗拉能力却很小,所以温度应力一旦超过混凝土能承受的抗拉强度时,即会出现裂缝。这种裂缝的宽度在允许限值内,一般不会影响结构的强度,但却对结构的耐久性有所影响,因此必须予以重视和加以控制。

产生裂缝的主要原因有以下几方面:

1.水泥水化热

水泥在水化过程中要释放出一定的热量,而大体积混凝土结构断面较厚,表面系数相对较小,所以水泥发生的热量聚集在结构内部不易散失。这样混凝土内部的水化热无法及时散发出去,以至于越积越高,使内外温差增大。单位时间混凝土释放的水泥水化热,与混凝土单位体积中水泥用量和水泥品种有关,并随混凝土的龄期而增长。由于混凝土结构表面可以自然散热,实际上内部的最高温度,多数发生在浇筑后的最初3~5天。

2.外界气温变化

大体积混凝土在施工阶段,它的浇筑温度随着外界气温变化而变化。特别是气温骤降,会大大增加内外层

凝土温差,这对大体积混凝土是极为不利的。温度应力是由于温差引起温度变形造成的,温差愈大,温度应力也愈大。同时,在高温条件下,大体积混凝土不易散热,混凝土内部的最高温度一般可达60~65℃,并且有较长的延续时间。因此,应采取温度控制措施,防止混凝土内外温差引起的温度应力。

3.混凝土的收缩

混凝土中约20%的水分是水泥硬化所必须的,而约80%的水分要蒸发。多余水分的蒸发会引起混凝土体积的收缩。混凝土收缩的主要原因是内部水蒸发引起混凝土收缩。如果混凝土收缩后,再处于水饱和状态,还可以恢复膨胀并几乎达到原有的体积。干湿交替会引起混凝土体积的交替变化,这对混凝土是很不利的。

影响混凝土收缩,主要是水泥品种、混凝土配合比、外加剂和掺合料的品种以及施工工艺、养护条件等。

二、大体积混凝土的配制

大体积混凝土所选用的原材料应注意以下几点:

1.粗骨料宜采用连续级配,细骨料宜采用中砂;

2.外加剂宜采用缓凝剂、减水剂;掺合料宜采用粉煤灰、矿渣粉等;

3.大体积混凝土在保证混凝土强度及坍落度要求的前提下,应提高掺合料及骨料的含量,以降低单方混凝土的水泥用量;

4.采用综合措施,控制混凝土初始温度。

5.加强混凝土的浇灌振捣,提高密实度。

6.水泥应尽量选用水化热低、凝结时间长的水泥,优先采用中热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、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。

三、大体积混凝土的浇筑与振捣:

浇筑方案,除应满足每一处混凝土在初凝以前就被上一层新混凝土覆盖并捣实完毕外,还应考虑结构大小、钢筋疏密、预埋管道和地脚螺栓的留设、混凝土供应情况以及水化热等因素的影响,常采用的方法有以下几种:

(一)全面分层:

即在第一层全面浇筑全部浇筑完毕后,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。采用这种方案,适用于结构的平面尺寸不宜太大,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。

(二)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。

(三)斜面分层:

要求斜面的坡度不大于1/3,适用于结构的长度大大超过厚度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。

四、 大体积混凝土养护时的温度控制

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。根据工程的具体情况,应尽可能多养护一段时间,拆模后应立即回土或覆盖保护,同时预防近期骤冷气候影响,以控制内表温差,防止混凝土早期和中期裂缝。大体积混凝土的养护,不仅要满足强度增长的需要,还应通过人工的温度控制,防止因温度变形引起混凝土的开裂。

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。

五、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。由于自身实践知识相对缺乏,以上见解仍有很大一部分停留在理论层面,如何采取更好方法来降低混凝土的水化热?掺和料的用量该如何控制?混凝土原材料的温度是否可以再降低?以上是本人对大体积混凝土施工技术的一些拙见,希望能对工程建设起到一些积极的作用,另外,在具体施工中要靠我们多观察、多比较,出现问题后多分析、多总结,结合多种预防处理措施,大体积混凝土的裂缝是完全可以避免的。

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