混凝土施工裂缝的问题（精选12篇）
混凝土施工裂缝的问题 第1篇
关键词：混凝土裂缝,温度收缩,防治措施
混凝土是一种非均质脆性材料及抗拉强度低的特性决定了结构较易产生裂缝, 根据实践表明, 混凝土出现裂缝的概率也是很大的, 虽然部分裂缝对建筑物的受力及使用无太大危害, 但裂缝的存在会影响到建筑物的整体性、耐久性, 会对钢筋产生腐蚀, 是受力使用期应力集中的隐患, 故应尽量避免裂缝的出现或把裂缝控制在许可的范围内。
1 混凝土裂缝的种类
1) 裂缝产生原因分为外荷载 (静、动荷载) 直接应力和次应力引起的裂缝;由变形变化 (温度湿度变化、收缩、膨胀、不均匀沉降等) 引起的裂缝。其特征是结构要求变形, 当受到约束和限制时产生内应力, 应力超过一定数值后产生裂缝, 裂缝出现后变形得到满足, 内应力松弛。这种裂缝宽度大、内应力小, 对荷载的影响小, 但对耐久性损害大。
2) 裂缝所处状态可分为运动、不稳定、稳定、闭合和愈合等状态。对于处于运动和不稳定扩展状态的裂缝, 应考虑加固和补救措施。而对于稳定、闭合、愈合的裂缝则可持久的应用。
3) 按裂缝形状可分为表面的、深入的、贯穿的、断续的、纵向的、横向的、斜向的、对角线的、上宽下窄、上窄下宽、外宽内窄的、囊核形的等等。
2 裂缝的原因
混凝土是一种抗拉能力很低的脆弱材料, 其产生裂缝的成因极为复杂。在施工和使用过程中, 当温度、湿度发生变化, 地基不均匀沉降, 过早、过大承受荷载等情况时, 都容易产生裂缝。
混凝土硬化期间水泥放出大量水化热, 内部温度不断上升, 在表面引起拉应力。后期在降温过程中, 由于受到其他约束, 会在混凝土内部和表面出现拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时, 即会出现裂缝。总起来说有以下几个方面:
2.1 材料质量
水泥、砂、石等质量不合格, 如水泥受潮、过期, 标号不合要求;砂、石含杂质, 骨料级配差、弹性模量低, 外加剂和掺合料的使用等都会导致裂缝的出现。
2.2 施工工艺
混凝土施工工艺涉及面广, 在一定程度上影响着混凝土的内在质量和表观。水分蒸发、水泥结石和混凝土干缩通常是导致裂缝的重要原因。混凝土是一种人造混合材料, 施工中要严格控制均匀和密实程度, 避免在极端天气条件下施工。混凝土的搅拌、运输、浇灌、振实、养护等各道工序中稍有差错都会影响其均匀和密实程度, 产生裂缝。例如模板支撑不当, 漏水、漏浆、支撑强度不足, 支撑的地基下沉, 过早拆模等都可能造成混凝土开裂。混凝土搅拌不均、离析、振捣不实及钢筋表面污染, 保护层太小或太大, 浇灌中碰触钢筋使其移位等都可能引起裂缝。
混凝土的养护, 特别是早期养护质量与裂缝的关系密切。早期表面干燥或早期内外温差较大更容易产生裂缝。混凝土达不到设计强度时, 尽量不要承受外来荷载, 当普通混凝土构件在承受了30~40%的设计荷载时, 就可能出现裂缝, 肉眼一般不能觉察到。
2.3 地基沉陷、变形等
在钢筋混凝土结构中, 造成开裂主要原因是不均匀沉降。裂缝的大小、形状、方向取决于地基变形的情况, 由于地基变形造成的应力较大, 使得裂缝一般都是贯穿性的。特别是地基地质、结构荷载、结构基础类型差异太大, 分期建造的基础, 地基冻胀, 工期短、人工处理的地基更容易变形、沉陷等。
2.4 温度变形
混凝土由于内部水分蒸发和在空气中结硬时, 体积会逐渐减小, 出现干缩, 干缩裂缝较普遍, 常见于现浇结构, 如梁板等。其干缩程度与水泥品种用量、单位用水量和集料用量有关, 还与施工、养护不良有关。混凝土的收缩值一般为0.2~0.4%, 发展规律是早期快, 后期缓慢。通常是设置后浇带, 或采用混凝土中掺加膨胀剂等, 同时限制水泥用量并保证一定集料用量, 减少水灰比, 加强早期养护, 这样可基本解决混凝土的早期干缩问题。
2.5 徐变变形
受弯构件截面混凝土受压徐变, 主要是由水泥石的徐变引起的。它可以使构件变形增加2~3倍;特别是预应力结构应徐变会产生较大的应力损失, 降低了结构的抗裂性能。
另外, 混凝土的结构设计构造不合理, 结构构件断面突变或因开洞、留槽等引起应力集中处没有设附加箍筋, 或附加箍筋以及各种结构缝设置不当;混凝土中所用水泥碱含量较高, 同时使用活性集料等, 均容易导致混凝土开裂。
3 预防及控制裂缝的措施
虽然现在混凝土裂缝修补的方法很多, 效果也越来越好, 但与其事后补过不如事前做好预防工作。通过和现场工作人员的交流, 我大致总结出以下几点预防混凝土裂缝的建议:
1) 设计单位应该提出混凝土施工温度控制的具体要求和施工养护的基本要求, 确定外加剂的品种和掺量, 确保混凝土收缩与膨胀相抵消。
2) 混凝土配合比控制要求严格, 计量要准确, 坍落度抽检工作要加强, 不能流于形式。
3) 混凝土振捣要密实, 拆模后须挂草帘或麻布浇水养护保持湿润状态两天。
4) 施工过程中应经常观察模板的位移和混凝土浇捣的密实情况, 不能漏振、过振, 且在第一次振捣后要进行第二次振捣。
5) 配置大体积混凝土宜使用低水化热水泥, 如矿渣水泥, 此外可掺加膨胀剂, 同时要采用塑料薄膜和草袋覆盖以确保混凝土内外温差小于25℃。
6) 对于商品混凝土, 则要在满足其可泵性、和易性的前提下尽量减小出机时的塌落度、降低砂率、并严格控制骨料的含泥量等。
4 结语
以上对混凝土的裂缝产生原因及预防措施进行了理论和实践上的初步探讨, 虽然学术界对于混凝土裂缝的成因和计算方法有不同的理论, 但对于具体的预防和改善措施意见还是比较统一, 同时在实践中的应用效果也是比较好的, 具体施工中要靠我们多观察、多比较, 出现问题后多分析、多总结, 结合多种预防处理措施, 混凝土的裂缝是完全可以避免的。
参考文献
[1]混凝土结构工程施工质量验收规范, GB50204-2002, 北京:中国建筑工业出版社, 2002.
泵送混凝土施工裂缝的成因和防治 第2篇
泵送混凝土施工裂缝的成因和防治
泵送混凝土不仅应能改善混凝土的`施工性能,而且应能减少收缩、防止裂缝、提高抗渗性、改善耐久性.但是某些工程表明,泵送混凝土强度不足、凝结异常时有发生,特别是裂缝普遍存在,在一定程度上影响结构的抗渗性和耐久性,值得引起足够的重视,重点分析其产生原因,找出防止裂缝的措施.
作 者：达炜 作者单位：邢台路桥建设总公司,河北,邢台,054001刊 名：黑龙江科技信息英文刊名：HEILONGJIANG SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION年，卷(期)：“”(3)分类号：U4关键词：泵送 混凝土 施工裂缝 成因 防治
建筑施工中混凝土裂缝的控制问题 第3篇
关键词：混凝土；裂缝；控制；处理
1 前言
建筑工程施工中，如果混凝土构件出现裂缝，就会影响混凝土构件的刚度和建筑物结构的整体抵抗能力，即使裂缝的出现不会导致混凝土构件的破坏或建筑物的倒塌，也会影响到建筑外观，当裂缝宽度超出一定限度时，也会造成钢筋锈蚀，影响结构构件的耐久性能。本文介绍混凝土工程施工中几种常见裂缝的控制方法及裂缝的处理措施，对混凝土工程的施工有一定的参考价值。
2 常见裂缝分类
混凝土裂缝产生的原因是多方面的，情况较为复杂，综合因素较多。对于某种裂缝的出现，人们很难给予一个准确明晰的原因分析。工程实践证明，裂缝形成的原因主要来自三个方面：变形、荷载以及不均匀沉降。一般由温差、收缩、不均匀沉降等引起的变形形成的裂缝约占80%，荷载等造成的约占20%，当然还需要考虑其综合原因。根据这些主要影响因素，人们常把混凝土裂缝归纳为收缩裂缝、温度裂缝、沉降裂缝、徐变裂缝、应力裂缝和施工裂缝等几大类。
3 裂缝的控制措施
3.1 收缩（干缩）裂缝的控制
收缩（干缩）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。
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、风速大的天气应及早覆盖、喷水雾养护，并适当延长养护时间。
加强混凝土表面的抹压，但应注意避免过分抹压。
采用密封保水方法，在混凝土表面喷养护剂或覆盖塑料薄膜，使水分不易蒸发，或采用其他养活空气流动（如设挡风墙、罩）、延缓表面水分蒸发的办法。
预应力构件应及时张拉，避免长期堆放。
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。
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，应放在阴凉的地方覆盖堆放。
3.2 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，应采用缓慢升降温，使升降温度不大于10℃/h，并注意缓慢揭盖、脱模，避免表面温度应力过大；对大体积结构，当混凝土与外界温差较大时，应采用保温养护，适当延长拆模时间，使温差控制在25℃以内。
预防结构受外部约束引起的混凝土温度裂缝，一般可采取以下几方面的技术措施：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）配制混凝土；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升温；在基础内预埋冷却水管，通入循环冷水，将水化热导出；在厚度大、少筋、大体积混凝土中，掺入20%以下块石吸热，并可节省混凝土用量。
避开炎热天气及夜间浇筑混凝土。采用低温水拌制混凝土，对砂石进行冷水雾降温，或设置简易遮阳装置，以降低混凝土拌合物温度。同时采用薄层浇筑混凝土，每层厚度不大于30cm，加快热量散发，并使热量分布均匀。
做好混凝土的保温、保湿养护，缓慢降温，充分发挥徐变特性，削减温度应力；夏季避免曝晒，冬季保温覆盖。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”；混凝土拆模后，及时回填土，避免结构侧面长期暴露。
大体积基础采取分层分块浇筑，合理设置施工缝，在适宜位置浇缝，以加快散热；在岩石地基或厚混凝土垫层上浇筑大体积混凝土，应在垫层上放置滑动层（平面浇沥青玛蹄脂，铺砂或铺设卷材），垂直面放置缓冲层（贴聚乙烯泡沫塑料），以消除嵌固作用，释放约束应力
选择良好级配的粗骨料，严格控制其含泥量；加强混凝土振捣，提高混凝土密实性和抗拉强度；在基础内设置必要的温度配筋；在接缝部位，适当增大配筋率，设暗梁，以减轻边缘效应，提高抗拉强度；同时加强混凝土早期养护，提高早期抗拉强度和弹性模量。
避免降温与干缩共同作用导致的应力叠加；在混凝土中掺加水泥用量5%-10%的VEA混凝土微膨胀剂，以抵消由于干缩和降温引起的混凝土收缩，控制混凝土开裂。
采取“双控计算”措施，即在浇筑混凝土前按施工条件和拟采取的防裂控制措施，计算可能产生的最大降温收缩拉应力，当发现超过计算龄期的混凝土抗拉强度时，调整所采取的措施使应力控制在允许范围内；混凝土浇筑后，应根据实测温度和温度升降曲线，计算每阶段降温时混凝土累计拉应力，当其大于该龄期的混凝土抗拉极限强度时，应采取保温养护措施，使各阶段降温时混凝土的累计拉应力小于该龄期混凝土允许的抗拉强度，以控制裂缝出现。
由于混凝土裂缝产生的原因较为复杂，应根据具体情况和条件，采取其中一种或数种措施。
3.3 沉降裂缝的控制
沉降裂缝主要在混凝土表面沿水平钢筋通长方向出现，分布面比较广，一般在拆模后3d-7d出现，其主要原因在于，若混凝土浇捣时，骨料颗粒下沉，水泥浆上浮，受到钢筋或埋件或大骨料的阻挡，造成混凝土分离。
在工程施工中，一般采取的措施为：在混凝土施工时应注意布点下料的位置尽量要少；振捣下层钢筋时可轻轻地对上部钢筋进行振动，尽量减少上部钢筋粘带水泥浆；浇筑混凝土以前可对钢筋及模板用水湿润，降低钢筋及模板的温度；夏季混凝土浇筑尽量选在早晨或晚间温度较凉爽时；施工时应严格控制钢筋的保护层厚度。 混凝土浇筑时应严格控制振捣时间 ，振捣充分，且分层间隔不宜过长。
3.4 徐变裂缝的控制
适当加大端头截面高度，配置承受水平力钢筋、放射式配筋或弯起构造筋（弯起方向平等于主拉应力）。压低预应力筋弯起角度，减少非预压区；支撑节点采用微动连接，如采用螺栓连接，预留孔内设橡胶垫圈、柔性连接等，以削减约束应力；构件吊装前应有一个较长的堆放时间，吊车梁的最后固定尽可能晚些（徐变3个月可达60%，4个月基本稳定，半年徐变可完成70%-80%），使徐变变形在吊装前（或固定前）完成大部分，此时混凝土具有较长龄期，强度也较高；预应力混凝土构件不要过早放张，以减少收缩徐变变形，提高抗裂能力；加大端头支承垫板，改进压力分布层，减少应力集中。
3.5 施工裂缝的控制
木模板浇水湿透，防止胀模将混凝土拉裂。采用翻转脱模时应平稳，防止剧烈冲击和振动，并应在平整坚实的铺砂地面上进行；预应力构件预留孔时管芯要平直，混凝土浇筑后定时（15min左右）转动钢管，抽管时间以手压混凝土表面不显印痕为宜，抽管时应平稳缓慢；胎模应选用有效的隔离剂，起模前先用千斤顶均匀松动，再平缓起吊；构件堆放要按支承受力状态设置垫木，重叠堆放时，支点应保持在一条直线上，同时做好标记，避免板、梁、柱构件反放；运输中，构件之间设置垫木并互相绑牢，防止晃动碰撞；屋架、柱等大型构件吊装，应按规定设置吊点；吊装屋架等侧向刚度差的构件时，应用脚手架横向加固，并设牵引绳，防止吊装过程中晃动、碰撞；混凝土冬期施工在掺加氯盐早强剂，同时也应掺加亚硝酸钠阻锈剂（为水泥质量的1%-2%）；滑动模板应确保安装尺寸和质量，施工中若因某种原因停滑时间过长，应松开模板后再滑升，以防止拉裂混凝土。
4 结束语
探讨混凝土的施工温度与裂缝问题 第4篇
在现代工程建设中, 混凝土工程是最主要的工程之一, 其质量好坏直接关系到整个工程项目的质量。然而, 在实际的混凝土工程施工中, 尽管采取各种措施, 小心谨慎, 但裂缝仍然时有出现。究其原因, 对混凝土温度应力的变化注意不够是其中之一。在大体积混凝土中, 温度应力及温度控制具有重要意义。这主要是由于两方面的原因, 首先, 在施工中混凝土常常出现温度裂缝, 影响到结构的整体性和耐久性;其次, 在运转过程中, 温度变化对结构的应力状态具有显著的不容忽视的影响。混凝土裂缝主要是由温度引起的, 因此本文仅对施工中混凝土温度裂缝的成因和处理措施进行探讨。
1 混凝土裂缝的原因
混凝土中产生裂缝有多种原因, 主要是温度和湿度的变化, 还有混凝土的脆性和不均匀性, 以及结构不合理, 原材料不合格 (如碱骨料反应) , 模板变形, 基础不均匀沉降等。混凝土硬化期间水泥放出大量水化热, 内部温度不断上升, 在表面引起拉应力。后期在降温过程中, 由于受到基础或老混凝土的约束, 又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时, 就会出现裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢, 但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。如养护不周、时干时湿, 表面干缩形变受到内部混凝土的约束, 也往往导致裂缝。混凝土是一种脆性材料, 抗拉强度是抗压强度的1/10左右, 短期加荷时的极限拉伸变形只有 (0.6~1.0) ×104, 长期加荷时的极限拉伸变形也只有 (1.2~2.0) ×104。由于原材料不均匀, 水灰比不稳定及运输和浇筑过程中的离析现象, 在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的, 存在着许多抗拉能力很低, 易于出现裂缝的薄弱部位。在钢筋混凝土中, 拉应力主要是由钢筋承担, 混凝土只是承受压应力。在素混凝土内或钢筋混凝土的边缘部位如果结构内出现了拉应力, 则须依靠混凝土自身承担。一般设计中均要求不出现拉应力或者只出现很小的拉应力。但是在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度, 往往在混凝土内部产生相当大的拉应力。有时温度应力可超过其他外荷载所引起的应力, 因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理地结构设计和施工极为重要。混凝土温度裂缝的三种形式如图1所示。
2 温度应力分析
2.1 温度应力形成的三个阶段
温度应力的形成过程可分为以下三个阶段: (1) 早期:自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束, 一般约30 d。这个阶段有两个特征:水泥放出大量的水化热;混凝土弹性模量的急剧变化。由于弹性模量的变化, 这一时期在混凝土内形成残余应力。 (2) 中期:自水泥放热作用基本结束时起至混凝土冷却到稳定温度时止, 这个时期中, 温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起, 这些应力早期形成的残余应力相叠加, 在此期间混凝土的弹性模量变化不大。 (3) 晚期:混凝土完全冷却以后的运转时期。温度应力主要是外界气温变化所引起, 这些应力与前两种的残余应力相叠加。
2.2 温度应力形成的两个原因
根据温度应力引起的原因可分为两类: (1) 自生应力:边界上没有任何约束或完全静止的结构, 如果内部温度是非线性分布的, 由于结构本身互相约束而出现的温度应力。例如, 桥梁墩身, 结构尺寸相对较大, 混凝土冷却时表面温度低, 内部温度高, 在表面出现拉应力, 在中间出现压应力。 (2) 约束应力:结构的全部或部分边界受到外界的约束, 不能自由变形而引起的应力。如箱梁顶板混凝土和护栏混凝土。这两种温度应力往往和混凝土的干缩所引起的应力共同作用。要想根据已知的温度准确分析出温度应力的分布、大小是一项比较复杂的工作。在大多数情况下, 需要依靠模型试验或数值计算。混凝土的徐变使温度应力有相当大的缓解, 计算温度应力时, 必须考虑徐变的影响。
3 温度裂缝的控制措施分析
为了防止裂缝, 减轻温度应力可以从控制温度和改善约束条件两个方面着手。
3.1 控制温度的措施
控制温度的措施包括: (1) 采用改善骨料级配, 用于硬性混凝土, 掺混合料, 加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量; (2) 拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度; (3) 热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度, 利用浇筑层面散热; (4) 在混凝土中埋设水管, 通入冷水降温; (5) 规定合理的拆模时间, 气温骤降时进行表面保温, 以免混凝土表面发生急剧的温度梯度; (6) 施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构, 在寒冷季节采取保温措施。
3.2 改善约束条件
改善约束条件的措施包括: (1) 合理地分缝分块; (2) 避免基础过大起伏; (3) 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对防止裂缝是十分重要, 应特别注意避免产生贯穿裂缝, 出现后要恢复其结构的整体性是十分困难的, 因此施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主。
3.2.1 避免干缩裂缝
在混凝土施工中, 为了提高模板的周转率, 往往要求新浇筑的混凝土尽早拆模。当混凝土温度高于气温时应适当考虑拆模时间, 以免引起混凝土表面的早期裂缝。新浇筑早期拆模, 在表面引起很大的拉应力, 出现“温度冲击”现象。在混凝土浇筑初期, 由于水化热的散发, 表面引起相当大的拉应力, 此时表面温度亦较气温高, 此时拆除模板, 表面温度骤降, 必然引起温度梯度, 从而在表面附加一拉应力, 与水化热应力叠加, 再加上混凝土干缩, 表面的拉应力达到很大的数值, 就有导致裂缝的危险, 但如果在拆除模板后及时在表面覆盖一轻型保温材料, 如泡沫海绵等, 对于防止混凝土表面产生过大的拉应力, 具有显著的效果。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, 钢筋的各项性能是稳定的, 而与应力状态、时间及温度无关。钢筋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。由于钢筋的弹性模量为混凝土弹性模量的7~15倍, 当混凝土内应力达到抗拉强度而开裂时, 钢筋的应力将不超过100~200 kg/cm2, 因此, 在混凝土中想要利用钢筋来防止细小裂缝的出现很困难。但加筋后结构内的裂缝一般就变得数目多、间距小、宽度与深度较小了。而且如果钢筋的直径细而间距短时, 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, 但它对结构的强度和耐久性仍有一定的影响。
3.2.2 使用减水防裂剂
为保证混凝土工程质量, 防止开裂, 提高混凝土的耐久性, 正确使用外加剂也是减少开裂的措施之一。例如使用减水防裂剂, 笔者在实践中总结出其主要作用为: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;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%;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;水防裂剂可以改善水泥浆的稠度, 减少混凝土泌水, 减少沉缩变形;高水泥浆与骨料的粘结力, 提高的混凝土抗裂性能;混凝土在收缩时受到约束产生拉应力, 当拉应力大于混凝土抗拉强度时裂缝就会产生。减水防裂剂可有效地提高的混凝土抗拉强度, 大幅提高混凝土的抗裂性能;加外加剂可使混凝土密实性好, 可有效地提高混凝土的抗碳化性, 减少碳化收缩;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;外加剂混凝土和易性好, 表面易抹平, 形成微膜, 减少水分蒸发, 减少干燥收缩。
4 加强混凝土的养护工作
实践证明, 混凝土常见的裂缝, 大多数是不同深度的表面裂缝, 其主要原因是温度梯度造成寒冷地区的温度骤降。因此说混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要。从温度应力观点出发, 保温应达到这些要求:防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度, 防止表面裂缝;防止混凝土超冷, 应该尽量设法使混凝土的施工期最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度;防止老混凝土过冷, 以减少新老混凝土间的约束。混凝土的早期养护, 主要目的在于保持适宜的温湿条件, 以达到两个方面的效果:一方面使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭, 防止有害的冷缩和干缩;一方面使水泥水化作用顺利进行, 以期达到设计的强度和抗裂能力。适宜的温湿度条件是相互关联的。混凝土的保温措施常常也有保湿的效果。
从理论上分析, 新浇混凝土中所含水分完全可以满足水泥水化的要求而有余。但由于蒸发等原因常引起水分损失, 从而推迟或妨碍水泥的水化, 表面混凝土最容易而且直接受到这种不利影响。因此混凝土浇筑后的最初几天是养护的关键时期, 在施工中应切实重视起来。
5 结束语
在工程建设过程中, 混凝土的使用量越来越多, 其出现的问题对整体工程的影响也越来越大。本文对混凝土的施工温度与裂缝之间的关系进行了理论和实践上的初步探讨, 虽然学术界对于混凝土裂缝的成因还有不同的认识, 但对于具体的预防和改善措施意见还是比较统一。在具体的施工过程中, 只要多观察、多比较, 出现问题后多分析、多总结, 结合多种预防处理措施, 混凝土的裂缝是完全可以避免的。[ID:001172]
摘要：随着经济社会的不断发展, 我国的工程建设数量不断增加, 与此同时混凝土工程也越来越多。在混凝土工程施工中, 裂缝问题是最主要的质量通病之一。本文主要对混凝土施工中的温度裂缝相关问题进行了分析和探讨, 希望对广大同行有所指导和帮助。
关键词：混凝土,温度应力,裂缝,控制
参考文献
[1]石百军, 赵建.现浇混凝土楼板裂缝的原因及防治新解[J].工程质量, 2010, 28 (10) :42-44.
[2]韦祝.浅谈混凝土的施工温度与裂缝[J].中国高新技术企业, 2009, 16 (15) :187-188.
混凝土施工裂缝的问题 第5篇
【摘要】：主要阐述泵送混凝土施工中温度裂缝存在的问题并进行原因分析，提出控制和防止温度裂缝的有效措施，提高混凝土浇筑质量。
关键词：泵送混凝土 温度裂缝 原因分析 控制措施
1、前言
随着建筑技术的不断发展，泵送混凝土施工技术得到普及和应用。泵送混凝土不仅能改善混凝土的施工性能，对薄壁密筋结构少振捣或不振捣施工，具有提高抗渗性、改善耐久性特点。同时，泵送混凝土骨料级配的限制，胶凝材料的大量使用，产生大量的水化热，造成温度裂缝普遍存在，在一定程度上影响结构的抗渗性和耐久性，应当引起足够的重视。为此，现就温度裂缝产生原因及如何有效控制裂缝的出现和发展，谈几点粗浅的认识。
2、温度裂缝产生原因及特征
（1）、温度裂缝产生的主要原因：一是由于温差较大引起的，砼结构在硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，使砼表面和内部温差较大，砼内部膨胀高于外部，此时砼表面将受到很大的拉应力，而砼的早期抗拉强度很低，因而出现裂缝。这种温差一般仅在表面处较大，离开表面就很快减弱，因此裂缝只在接近表面的范围内发生，表面层以下结构仍保持完整。二是由结构温差较大，受到外界的约束引起的，当大体积砼浇筑在约束地基（例如桩基）上时，又没有采取特殊措施降低，放松或取消约束，或根本无法消除约束，易发生深进，直至贯穿的温度裂缝。
（2）、温度裂缝形成的过程：一般（人为）分为三个时期：一是初期裂缝，就是在砼浇筑的升温期，由于水化热使砼浇筑后2-3天温度急剧上升，内热外冷引起“约束力”，超过砼抗拉强度引起裂缝。二是中期裂缝，就是水化热降温期，当水化热升温到达峰值后逐渐下降，水化热散尽时结构物的温度接近环境温度，此间结构物温度引起“外约束力”，超过砼抗拉强度引起裂缝。三是后期裂缝，当砼接近周围环境条件之后保持相对稳定，而当环境条件下剧变时，由于砼为不良导体，形成温度梯度，当温度梯度较大时，砼产生裂缝。
（3）、温度裂缝特征： 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。
3、影响因素和防治措施
温度裂缝的影响因素是多方面的，其中混凝土内部的温度与混凝土厚度及水泥品种、用量有关。混凝土越厚，水泥用量越大，水化热越高的水泥，其内部温度越高，形成温度应力越大，产生裂缝的可能性越大。
对于大体积混凝土，其形成的温度应力与其结构尺寸相关，在一定尺寸范围内，混凝土结构尺寸越大，温度应力也越大，因而引起裂缝的危险性也越大，这就是大体积混凝土易产生温度裂缝的主要原因。因此防止大体积混凝土出现裂缝最根本的措施就是控制混凝土内部和表面的温度差。
温度裂缝的产生一般是不可避免的，重要的是如何把其控制在规范允许的范围之内，要进行有效的控制，就必须进行科学选材，科学配比，科学施工，以保证控制的准确性。
3．1 混凝土原材料及配合比的选用
(1)尽量选用低热或中热水泥，减少水泥用量。大体积钢筋混凝土引起裂缝的主要原因是水泥水化热的大量积聚，使混凝土出现早期升温和后期降温，产生内部和表面的温差。减少温差的措施是选用中热硅酸盐水泥或低热矿渣硅酸盐水泥，在掺加泵送剂或粉煤灰时，也可选用矿渣硅酸盐水泥。再有，可充分利用混凝土后期强度，以减少水泥用量。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。
(2)选择优化配合比
选用良好级配的骨料，严格控制砂石质量，降低水灰比，并在砼中掺加粉煤灰和外加剂等，以降低水泥用量，减少水化热，以降低砼温升，从而可以降低砼所受的拉应力。大量试验研究和工程实践表明，混凝土中掺入一定数量优质的粉煤灰后，不但能代替部分水泥，而且由于粉煤灰颗粒呈球状具有滚珠效应，起到润滑作用，可改善混凝土拌合物的流动性、粘聚性和保水性，从而改善了可泵性。特别重要的效果是掺加原状或磨细粉煤灰后，可以降低混凝土中水泥水化热，减少绝热条件下的温度升高。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。
3．2施工工艺流程改进
(1)改善搅拌工艺
采用二次投料的净浆裹石或砂浆裹石工艺，可以有效地防止水分聚集在水泥砂浆和石子的界面上，使硬化后界面过渡层结构致密、粘结力增大，从而提高混凝土强度10％或节约水泥5％，并进一步减少水化热和裂缝。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。
(2)严格控制浇筑流程 合理安排施工工序，分层、分块浇筑，以利于散热，减小约束。对已浇筑的混凝土，在终凝前进行二次振动，可排除混凝土因泌水，在石子、水平钢筋下部形成的空隙和水分，提高粘结力和抗拉强度，并减少内部裂缝与气孔，提高抗裂性。在高温季节泵送，宜用湿草袋覆盖管道进行降温，以降低入模温度。
(3)加强混凝土的测温工作 为及时掌握混凝土内部温升与表面温度的变化值，埋没若干个测温点，采用L形布置，每个测温点埋设温管2根，1根管底埋置于混凝土的中心位置，测量混凝土中心的最高温升，另一根管底距混凝土表面100 mm，测量混凝土的表面温度，测温管均露出混凝土表面100 mm。用100的红色水银温度计测温，以方便读数。第l--5d每2h测温1次，第6d后每4h测温1次，测至温度稳定为止。从已有施工经验的测温情况看，混凝土内部温升的高峰值一般在3.5d内产生，3d内温度可上升到或接近最大温升，内外温差值在20℃左右，控制在规范规定范围内，未发现异常现象。如温差超出规范规定范围，就应采取措施。
(4)注重浇筑完毕后养护 混凝土养护主要是保持适当的温度和湿度条件。保温能减少混凝土表面的热扩散，降低混凝土表层的温差，防止表面裂缝。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。
4.温度裂缝的处理方法
混凝土裂缝的修补措施主要有采取以下一些方法：如表面修补法，嵌缝法，结构加固法，混凝土置换法等。
4．1表面修补法
表面修补法主要适用于稳定和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。
4．2 嵌缝法
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；常用的刚性防水材料为聚合物水泥砂浆。
4．3 结构加固法
当裂缝影响到混凝土结构的性能时，就要考虑采用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。
4.4 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、结束语
温度裂缝的存在是混凝土施工中不可避免的普遍现象，泵送混凝土施工同样如此。但是，我们应该明白裂缝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，我们在
施工中，应充分认识到裂缝的出现对建筑物的危害性，采取各种有效的措施和合理的处理方法来预防裂缝的出现和发展，不断提高混凝土浇筑质量，满足建筑结构安全稳定等要求。参 考 文 献：
1、《建筑混凝土》 张承志
化学工业出版社
2005
2、《混凝土工程细节详解》 郭杏林
机械工业出版社
2007
3、《混凝土与砌体结构裂缝控制技术》 罗国强
中国建材工业出版社
混凝土施工裂缝的问题 第6篇
【关键词】：大体积；混凝土；常见问题；施工裂缝；控制措施
前言
在目前的建筑工程中来看大体积混凝土的应用越来越广泛，还占有十分重要的地位，并且在建筑工程里越来越重要的一个研究就是大体积混凝土施工裂缝的产生以及如何防止的课题。为了有效地防止大体积混凝土裂缝的产生，并确保工程最后的质量，本文主要对裂缝产生的原因进行分析，制定出一些科學、合理的控制措施，结合实际的工程来进行灵活的操作。
1、大体积混凝土施工裂缝产生的原因
由于大体积混凝土的水泥用量大以及截面大， 当水泥在水化时释放的水化热就会产生温度变化， 由此产生裂缝的主要原因是形成的温度应力所导致，我们将这种裂缝分为了两种：
第一种是在混凝土浇筑的初期， 因为水泥水化时产生出了大量的水化热， 使得混凝土的温度上升得很快， 虽然混凝土的表面散热条件比较好，热量可以向着大气散发出去，所以温度只有较少的上升； 但是在混凝土的内部，由于内部的散热条件比较差，散发出去的热量少，其温度有较多的上升， 从而在内部形成了温度梯度，造成内约束，导致混凝土的内部产生了一个压应力，而在面层上产生了一个拉应力， 当混凝土的抗拉强度无法承受层面给它的拉应力时，在混凝土的表面就会有裂缝产生。
第二种是在浇筑混凝土后数天， 水泥产生的水化已经热基释放， 从最高温度开始混凝土逐步降温，降温时混凝土中多余的水分被碳化、蒸发等原因，导致混凝土的体积变形收缩， 在结构边界与地基的约束条件下（即外约束），无法自由的变形，从而导致温度应力（即拉应力）的产生，若这个温度应力比混凝土的抗拉强度大的时候，就会使得混凝土从约束面开始向上开裂。
2、大体积混凝土施工裂缝的控制措施
2.1、优化大体积混凝土配合比设计
减少混凝土的沉降收缩、降低混凝土温升的最有效措施就是对混凝土配合比进行优化设计，具体可用以下几种方法来实现：
2.1.1选用适宜品种的水泥
在水泥选择上大体积混凝土最好选用那些水化热不集中、水化热低的水泥品种。在允许的条件下应该优先选用粉煤灰水泥、复合水泥、矿渣水泥或火山灰水泥。
水泥中水化热的集中程度、水化热的大小和水泥的细度、水泥中熟料的组份以及颗粒分布的情况有这十分密切的关系。因为水泥的比表面积越大，水泥的放热量就越集中，水化的速度也就越快，十分容易产生比较大、较为严重的裂缝。在水泥熟料中硅酸二钙（C2SI）的水化热大，水化的速度较快；铝酸三钙（C3A）的水化热为最大，水化的速度是最快的。
2.1.2增加粉煤灰掺量， 使用高效减水剂
掺加一些粉煤灰在混凝土中不仅可以使得混凝土减少或避免沁水的现象发生，也有利于处理混凝土的表面具有较好的可泵性、和易性、抗离析性和抗渗性，而且还对混凝土的强度有了较大的贡献特别是在后期的强度上。
2.1.3掺入有微膨胀组份的外加剂
掺加微膨胀剂在混凝土中， 在混凝土的收缩上进行了一部分的补偿， 从而对温差的限制有所放宽。 以UEA为例，把百分之十到百分之十二的微膨胀剂掺入到水泥中，可以制成补偿收缩混凝土，其限制的膨胀率大约为百分之零点零二至 百分之零点零四左右，在邻位与钢筋的约束下，在混凝土中可以产生一个0.2MPa到 0.7MPa 的预应力， 使得混凝土在硬化的过程中所产生的收缩拉应力可以被这一预应力大致抵消， 使结构控制在一个无害裂缝或不裂的范围内。
2.1.4增加混凝土中粗骨料的用量
增加混凝土中骨料的用量，尤其是粗骨料的用量是防止裂缝产生又一有效的措施，相当于给混凝土增加了骨架。骨料的用量越多，胶凝材料的用量就会越少，从而降低了胶凝材料产生的水化热。
2.2、设计合理的养护措施
在养护环境的湿度上进行提高，避免了混凝土由于表面的干裂所产生塑性的收缩。而且在养护环境的温度上做一些适当的提高，有利于缓解降温速度、减少内外温差，从而减少温度应力，有利于增加混凝土的强度和对松弛应力发挥作用，尽量的避免了混凝土在早期抗拉的强度还不够高时产生裂缝。
2.3、改善约束条件
改善混凝土的内外约束可以在构造设计的方面上采取一些必要的措施，有利于对大体积混凝土裂缝的产生进行预防。
2.3.1增设后浇带
如果混凝土结构的尺寸偏大的时候，为了减小大体积混凝土的外约束应力可在其中增设后浇带，。
2.3.2设置滑移层和缓冲层
设置缓冲层在混凝土基础的一些部位上，可以对地基的约束作用有了减少，而且缓解了地基对基础在收缩时的侧压力。
2.4、其他施工措施
为了减少大体积混凝土施工裂缝的产生，可采取一些有效可行的技术措施在混凝土的浇筑施工的过程中：
2.4.1降低混凝土浇筑温度
施工中可以降低骨料和水的温度来使得混凝土的浇筑温度降低，甚至有时可以用含有冰块的水对混凝土进行搅拌，这种方法对降低混凝土的温度是一种有效的措施。
2.4.2采用二次振捣工艺
二次振捣可以减少混凝土在水平钢筋下部，粗骨料产生与空隙中的沁水量， 使得钢筋与混凝土之间的握裹力有所提高，增加了混凝土的密实度，从而提高了抗裂性，有效地防止了混凝土在沉降收缩时产生的裂缝并且也减少了内部微裂缝的产生。
2.4.3薄层浇筑
为了增加混凝土的散热性能，来降低混凝土的温升，可以在浇筑的时候采用薄层浇筑的办法。
2.4.4在混凝土表面撒石子
由于大体积混凝土的表面上有比较厚的水泥浆， 可以均匀的在表面上撒上一层薄薄的小石子在混凝土浇筑后，并用长刮尺刮平在浇筑后的4小时到8小时内，初凝前可以用铁滚对其进行碾压，之后用木抹子再进行搓平压实，以防止混凝土表面产生裂缝。
2.4.5投石法
在设计允许的条件下可投入百分之十五到半分之二十的洁净块石在大体积混凝土中，减少了整个混凝土构件中水泥的含量，并有效地减少了混凝土的温升。在投块石时注意要严格地按照混凝土的流淌坡度进行分层填，且同层的间距至少大约在200毫米以上，从而使石块在混凝土内层均匀的分布。
2.4.6在混凝土中埋设水管冷却混凝土
埋设水管在混凝土浇筑后的大体积混凝土中，往水管中注入温度比较低的水（ 一般使用的是循环水） 将混凝土中的热量带走， 从而使混凝土内部得温度有所降低。此种方法对体积较大的混凝土，特别是超大体积的混凝土内外温差与温升的降低十分有效， 但一般的情况下基本不采用这种方法，因为其成本比较高，而且实际的操作也十分的复杂。
3结束语：
综合上述，通过对大体积混凝土施工裂缝产生的常见问题以及原因进行了深入的分析，提出了大体积混凝土施工产生裂缝的防止措施，并且在实际的施工中取得了显著的效果，为今后大体积混凝土施工的防裂方面提供了参考实例。
参考文献：
[1] 张湧.刘斌.贺拴海.白剑.桥梁大体积混凝土温度控制与防裂【J】.长安大学学报（自然科学版）. 2006（03）；
[2] 苗春.汤俊.缪小星.冯华君.C40 大体积混凝土配合比设计及工程应用【J】.西安建筑科技大学学报（自然科学版）.2007（02）；
[3] 杨和礼.基础大体积混凝土裂缝的控制【J】.武汉大学学报（工学版）.2007（S1）.
混凝土施工裂缝的问题 第7篇
1 变形裂缝产生的原因和特征
1.1 产生的原因和特征
水泥水化过程中产生大量的热量, 每克水泥放出50.2J的热量, 如果以水泥用量350~550kg/m3来计算, 每m3混凝土将放出17500~27500KJ的热量, 从而使混凝土内部温度升高, 在浇筑温度的基础上, 通常升高35℃左右。如果按着我国施工验收规范规定浇筑温度为28℃则可使混凝土内部温度达到65℃左右。因为混凝土内部和表面的散热条件不同, 所以混凝土中心温度低, 形成温度梯度, 造成温度变形和温度应力。温度应力和温差成正比, 温度越大, 温度应力也越大, 当这种温度应力超过混凝土的内外约束应力 (包括混凝土抗拉强度) 时, 就会产生裂缝。这种裂缝的特点是裂缝出现在混凝土浇筑后的3~5天, 初期出现的裂缝很细, 随着时间的发展而继续扩大, 甚至达到贯穿的情况。
1.2 泵送混凝土施工工艺改进
1.2.1 控制混凝土出机温度和浇注温度
为了降低混凝土出机温度和浇筑温度, 混凝土的总温升, 减少大体积工程结构的内外温差, 控制混凝土的出机温度和浇筑温度也是一个重要措施。
为了降低混凝土的出机温度和浇筑温度。最有效的方法是降低原料温度, 混凝土中石子比热较小, 但每m3混凝土中石子所占重量最大, 所以最有效的办法是降低石子温度。在气温较高时, 为了防止太阳直接照射, 可以在砂石推场搭设简易遮阳棚, 必要时可向集料喷淋雾状水, 或者在使用前用冷水冲洗集料。国外也有搅拌混凝土时加冰块冷却。除此之外, 搅拌运输车罐体、泵送管道保温、冷却也是必要的措施。
1.2.2 改进工艺a.搅拌工艺
采用二次投料的净浆裹石工艺, 可以有效地防止水分聚集在水泥砂浆和石子的界面上, 使硬化后界面过渡层结构致密、粘结力增大, 从而提高混凝土强度10%或节约水泥5%, 并进一步减少水化热和裂缝。
b.振动工艺
对已浇筑的混凝土, 在终凝前进行二次振动, 可排除混凝土因泌水, 在石子、水平钢筋下部形成的空隙和水分, 提高粘结力和抗拉强度, 并减少内部裂缝与气孔, 提高抗裂性。
c.养护工艺
为了严格控制大体积混凝土的内外温差, 确保混凝土质量, 减少裂缝, 养护是一个十分重要和关键的工序, 必须切实做好。
混凝土养护主要是保持适当的温度和湿度条件。保温能减少混凝土表面的热扩散, 降低混凝土表层的湿差, 防止表面裂缝。由于散热时间延长, 混凝土强度和松弛作用得到充分发挥, 使混凝土总湿差产生的拉应力小于混凝土的抗拉强度, 防止了贯穿裂缝的产生。浇筑时间不长的混凝土, 仍然处于凝结、硬化过程, 水泥水化速度较快, 适宜的潮湿条件可防止混凝土表面脱水而产生收缩裂缝。同时在潮湿条件下, 可使水泥的水化充分、完全, 从而提高混凝土的抗拉强度。
2 沉陷 (塑性) 收缩裂缝
2.1 成因分析
在泵送混凝土现浇的各种钢筋混凝土结构中, 特别是板、墙等表面系数大的结构之中, 经常出现一种早期裂缝。这种裂缝为断续的水平裂缝, 裂缝中部较宽、两端较窄、呈梭状。裂缝经常发生在板结构的钢筋部位、板助交接处、梁板交接处、梁柱交接处、结构变截面的地方。这种裂缝产生的原因主要是混动性过大和流动性不足以及不均匀, 在凝结硬化前没有沉实或者沉实不够, 当混凝土沉陷时受到钢筋、模板抑制以及模板移动、基础沉陷所致。裂缝在混凝土浇注1~3小时出现, 裂缝深度通常率达到钢筋上表面。
2.2 影响因素和防止措施
a.要严格控制混凝土单位用水量在170kg/m3以下, 水灰比在0.6以下, 在满足泵送和浇筑要求时, 宜尽可能减少坍落度;
b.掺加适量、质量良好的泵送剂和掺合料, 可改善工作性和减少沉陷;
c.混凝土搅拌时间要适当, 时间过短、过长都会造成拌合物均匀性变坏而增大沉陷;
d.混凝土浇筑时, 下料不宜太快, 防止堆积或振捣不充分;
e.混凝土应振捣密实, 时间以10~15秒/次为宜, 在柱、梁、墙和板的变截面处宜分层浇筑、振捣。在混凝土浇筑1~1.5小时后, 混凝土尚未凝结之前, 对混凝土进行两次振捣, 表面要压实抹光;
f.在炎热的夏季和大风天气, 为防止水分激烈蒸发, 形成内外硬化不均和异常收缩引起裂缝, 应采取措施缓凝和复盖。
3 干缩裂缝
3.1 产生的原因和特征
干燥收缩的主要原因是水分在硬化后较长时间产生的水分蒸发引起的。混凝土的干燥收缩由于集料的干燥收缩很小, 因此主要是由于水泥石干燥收缩造成的。水泥石干燥理论有毛细管张力学说、表面吸附学说和夹层水学说等, 不论哪种学说, 都是水分蒸发引起的。混凝土的水分蒸、干燥过程是由外向内、由表及里, 逐渐发展的。由于混凝土蒸发干燥非常缓慢, 产生干燥收缩裂缝多数在一个月以上, 有时甚至一年半载, 而且裂缝发生在表层很浇的位置, 裂缝细微, 有时呈平行线状或网状, 常常不被人们注视。但是应当特点注意, 由于碳化和钢筋锈蚀的作用, 干缩裂缝不仅严重损害薄壁结构的抗渗性和耐久性, 也会使大体积混凝土的表面裂缝发展
3.2 影响因素和防止措施a.水泥品种
一般来说, 水泥的需水量越大, 混凝土的干燥收缩越大, 不同水泥混凝土的干燥收缩按其大小顺序排列为:矿渣硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、中低热水泥和粉煤灰水泥。所以, 从减少收缩的角度出发, 宜采用中低热水泥和粉煤灰水泥。
b.用水量
混凝土的干燥收缩受用水量的影响最大, 在同一水泥用量条件下, 混凝土的干燥收缩和用水量成正比、为直线关系, 当水泥用量较高的条件下, 混凝土的干燥收缩随着用水量的增加而急剧增大。综合水泥用量和用水量来说, 水灰比越大, 干燥收缩越大。
c.砂率
混凝土的干燥收缩随着砂率的增大而增大, 但增加的数值不大。泵送混凝土宜加大砂率, 但不是笼统的和无限的, 也应在最佳砂率范围内, 可以通过理论计算和工程实践确定。
d.掺合料
矿渣、硅藻土、煤矸石、火山灰、赤页炭等粉状掺合料, 掺加到混凝土中, 一般都会增大混凝土的干燥收缩值。但是质量良好、含有大量球形颗粒的一级粉煤灰, 由于内比表面积小、需水量少, 故能降低混凝土干燥收缩值。
e.养护时间和方法
混凝土浇筑面受到风吹日晒, 表面干燥过快, 产生较大的收缩, 受到内部混凝土的约束, 在表面产生拉应力而开裂。如果混凝土终凝之前进行早期保温、保温养护, 对减少干燥收缩有一定作用。
综上所述, 泵送商品混凝土, 特别是在高强度、大流动性条件下, 由于水泥用量多, 单位用水量大, 砂率高和掺化学外加剂, 使混凝土干燥收缩, 产生裂缝的潜在危险大, 对此必须引起足够重视。
摘要：在现代混凝土的输送与浇注过程中, 随着建筑物体积与高度的增大, 以及对质量和进度要求的增高, 混凝土的泵送施工的应用越来越广泛。如何更好地认识和掌握这种较新的施工方法, 是摆在每一个混凝土施工者面前的一个重要而现实的问题。然而在运用泵送混凝土的过程中, 容易导致一些裂缝的产生, 分析了这些裂缝的成因并提出具体的防治施工措施。
混凝土施工裂缝的问题 第8篇
1 温度裂缝的原因
大体积混凝土浇筑后, 在硬化期间放出大量的水化热, 内部温度不断上升, 使混凝土外部和内部形成较大的温差, 而施工又未采取有效的技术措施时, 将导致混凝土内外温度急剧变化引起拉应力而产生温度裂缝。
此外, 对处于环境温差较大的高温车间、冷库、浴室等由于温度骤变, 容易产生温度裂缝。裂缝一般平行于梁板结构的短边。一些现浇框架结构, 也易产生温度裂缝, 严重时可以贯穿杆件整个截面。
2 温度应力的分析
温度应力的形成过程可分为以下三个阶段:
2.1 早期。
自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束, 一般约30天。这个阶段的两个特征:一是水泥放出大量的水化热;二是混凝土弹性模量的急剧变化。由于弹性模量的变化, 这一时期在混凝土内形成残余应力。
2.2 中期。
自水泥放热作用基本结束时起至混凝土冷却到稳定温度时止, 这个时期中, 温度应力主要是由干混凝土的冷却及外界气温变化所引起, 这些应力与早期形成的残余应力相叠加, 在此期问混凝土的弹性模量变化不大。
2.3 晚期。
混凝土完全冷却以后的运转时期, 温度应力主要是外界气温变化所引起, 这些应力与前两种的残余应力相叠加。
根据温度应力引起的原因可分为两类:
2.3.1 自生应力。
边界上没有任何约束或完全静止的结构, 如果内部温度是非线性分布的, 由于结构本身互相约束而出现的温度应力。
例如, 桥梁墩身, 结构尺寸相对较大, 混凝土冷却时表面温度低, 内部温度高, 在表面出现拉应力, 在中间出现压应力。
2.3.2 约束应力。
结构的全部或部分边界受到外群的约束, 不能自由变形而引起的应力。如箱梁顶板混凝土的护栏混凝土。这两种温度应力往往和混凝土的干缩所引起的应力共同作用。
要想根据已知的温度准确分析出温度应力的分布、大小是一项比较复杂的工作。在大多数情况下, 需要依靠模型试验或数值计算。混凝土的徐变使温度应力有相当大的松弛, 计算温度应力时, 必须考虑徐变的影响, 具体计算这里就不再细述。
3 温度的控制和防止裂缝的措施
为了防止裂缝, 减轻温度应力可以从控制温度和改善约束条件两个方两着手。
控制温度的措施如下:
3.1 采用改善骨科级配, 用于硬性混凝土, 掺混合料, 加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量。
3.2 拌合混凝土前, 先用水将石子浇湿, 以降低混凝土的浇筑温度。
3.3 热天浇筑混凝土时, 应减少浇筑厚度, 并利用浇筑层面散热。
3.4 大体倒混凝土浇注时, 应在混凝土中埋设水管, 通入冷水使其降温。同时, 还可以在混凝土中投入石块以降低混凝土内部温度。
3.5 规定合理的拆模时间。夏天炎热时, 要进行表面覆盖并浇水湿润;气温骤降时, 应进行表面保温, 以免混凝土表面温度发生急剧的变化从而引起裂缝。
改善约束条件的措施是: (1) 合理地分缝分块。 (2) 避免基础过大起伏。 (3) 合理的安排施工工序, 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对防止裂缝是十分重要, 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。
4 混凝土的早期养护
实践证明, 混凝土常见的裂缝, 大多数是不同深度的表面裂缝, 其主要原因是温度梯度造成寒冷地区的温度骤降也容易形成裂缝。因此说混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要。
从温度应力观点出发, 保温应达到下述要求:
4.1 防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度, 防止表面裂缝。
4.2 防止混凝土超冷, 应该尽量设法使混凝土的施工期最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度。
4.3 防止老混凝土过冷, 以减少新老混凝土间的约束。
混凝土的早期养护, 主要目的在于保持适宜的温度条件, 以达到两个方面的效果:一方面使混凝土免受不利湿、温度变形的侵袭, 防止有害的冷缩和干缩。一方面使水泥水化作用顺利进行, 以预期达到没计的强度和抗裂能力。
适宜的温湿度条件是相互关联的, 混凝土的保温措施常常也有保湿的效果。
从理论上分析, 新浇混凝土中所含水分完全可以满足水泥水化的要求而有余。但是, 由于蒸发等原因常引起水分损失, 从而推迟或防碍水泥的水化, 表面混凝土最容易而且直接受到这种不利影响。因此, 混凝土浇筑后的最初几天是养护的关键时期, 在施工中应该切实重视起来。
5 结论
试析混凝土板施工裂缝问题 第9篇
关键词：现浇板,裂缝,控制,处理
钢筋混凝土现浇板具有良好的整体性和抗渗、抗漏性能强等优点,在近几年的房屋建筑中得到了广泛的应用。但钢筋混凝土现浇楼面板的裂缝是目前较难克服的质量通病之一,裂缝产生的原因可分为:1)设计原因产生的裂缝;2)施工原因产生的裂缝;3)使用原因产生的裂缝。现阶段施工原因已成为现浇板楼面裂缝的主导因素。在此只论述施工中产生裂缝的问题。
1 施工中产生裂缝的原因
混凝土是用水泥、砂、碎石(卵石)、水按一定比例混合而形成的一种人工石。人工石具有很高的强度、很大的刚度和耐久性,是现代建筑工程中不可替代的主要结构与材料,但因混凝土作为水化反应的水硬性物质及自身具有自然收缩的特性,同时又必须通过人工操作来完成,使混凝土在施工中出现化学收缩和物理收缩。一方面与水泥的品种、标号、细度模数、数量、用量有关;另一方面与操作过程中原材料的质量、水灰比的大小、坍落度的大小、配合比的变化、外加剂的选择、振捣及养护条件等密切相关,使得混凝土施工中发生化学收缩和物理收缩现象,从而引起混凝土出现裂纹(裂缝)。
1)原材料质量不佳引起裂缝。材料是工程施工的物质条件,没有材料就无法施工。而施工单位及各材料生产商为了降低成本,在施工中使用不合格材料。如使用安全性不合格的水泥、含泥量较高的中细砂、商品混凝土中掺入大量的粉煤灰及低价位、低性能的混凝土外加剂等,均成为楼面裂缝的主导因素。2)模板支设不牢引起的裂缝。模板的制作和安装质量对于保证钢筋混凝土结构和构件的外观平整、几何尺寸的准确以及结构的强度和刚度等起着重要的作用。在施工中,若模板立柱支于土质松软的土层或支于未经处理的回填土上,在施工荷载的作用下往往会引起模板立柱下陷造成钢筋混凝土裂缝。另外由于模板的支撑在施工工程中未满足足够的刚度和稳定性,从而在施工荷载的增加中使模板下塌及炸模等也会造成混凝土裂缝。3)钢筋配置位置不当的裂缝。在钢筋混凝土结构中,钢筋配置位置是否正确直接关系到结构的强度、刚度和裂缝的宽度。如现浇板的钢筋位置不正确;负弯矩钢筋放置在板的下方;板的上层钢筋在施工人员的踩踏后就弯曲、变形、下坠;上层钢筋网的钢筋小马撑间距设置过大,甚至不设,会使上层钢筋与下层钢筋重合等,从而使板在支承边附近普遍发生裂缝,严重的甚至使板有折断的危险。4)施工质量粗糙、低劣引起的裂缝。工程施工必须严格按施工规范要求进行操作、按施工图进行施工。但某些施工单位,尤其个人承包商,为了眼前一时利益,不按规范要求而是粗制滥造,甚至偷工减料施工,有的施工人员总认为板的支座筋可以减少,从而少放甚至不放,现浇板的厚度也远远达不到设计要求,给工程质量带来了严重隐患。5)施工材料堆放不当引起裂缝。在目前的施工过程中普遍存在质量与工期之间的较大矛盾。一般主体结构的楼层施工速度平均为5 d～7 d左右一层,最快时甚至不足5 d一层,因此当楼层混凝土浇筑完毕后未达到24 h养护时间,就忙着进行钢筋绑扎、材料吊运等施工活动。将材料堆放在楼面上,会使没有达到一定强度的楼面在受到材料吊卸冲击振动荷载的作用下引起不规则的受力裂缝,而这些裂缝一旦形成就难以闭合,形成永久性裂缝。
2 控制施工中发生裂缝的技术措施
1)加强原材料质量控制。施工时要针对工程特点,根据材料的性能、质量标准适用范围和施工要求等方面进行综合考虑,慎重地来选择和使用材料。2)加强模板的检查。模板的支撑在施工前应先将地面土进行处理,以保证立杆支撑在施工时不会下陷。模板和支撑的选用必须经过计算,除满足强度要求外还必须有足够的刚度和稳定性;边支撑立杆与墙间距不应大于300 mm,中间不宜大于800 mm。在混凝土浇筑前,质检人员应按规范要求对模板支撑、尺寸等逐一检查,在拆模时,混凝土强度应满足规范的要求。3)对泵送混凝土的要求。首先,泵送混凝土的配合比要符合国家的有关标准,同时又切合现场的实际情况,既满足了强度、耐久性要求,还考虑到混凝土施工过程中的输送距离、气候条件、环境条件、施工方法等因素,确定合理的坍落度、水灰比、水泥用量、水的用量、外加剂的比例及适宜的砂率。施工中严格按操作规范要求,控制材料的质量指标及数量控制指标,以确保施工质量,坍落度应在现场随机抽样检查,以便随时调整。同时应对环境气候条件的影响因素进行适时关注,制定相应的技术措施,来防止和控制由于气候环境变化而引起的混凝土裂缝,确保施工质量。4)混凝土的浇捣及养护,混凝土入模振捣、密实后表面刮平,先压一遍,1 h～2 h后即混凝土初凝以前在混凝土表面二次压模,消除混凝土干缩、沉缩和塑性收缩产生的表面裂纹,增加混凝土内部的密实度,重点是控制掌握好初凝以前必须二次压光,压完后立即覆盖塑料薄膜,防止表面水分蒸发失衡,对掺入UEA的微膨胀混凝土,在浇完后14 d内必须潮湿养护,以促使膨胀剂充分发挥作用,同时使混凝土的强度不断增长,自然养护的普通混凝土养护时间不少于7 d。冬季施工要做好保温工作,防止温差引起内应力使混凝土开裂,拆模后混凝土表面必须采取保温措施,如加盖棉被、草帘等。5)对大面积、大体积的混凝土工程,应考虑到混凝土的伸缩,浇筑速度过快、过慢引起的裂缝,应设置后浇带,来消除以上因素的影响。后浇带应提高一个标号等级,使其能满足施工的要求。或在混凝土配比中加入适量的UEA,即微膨胀混凝土,使其自然抵消混凝土的干缩作用力,保证混凝土不出现裂纹。6)环境因素影响现场控制。因混凝土工程施工很大程度上受到季节、环境气候、施工方法的制约,所以在施工前,应根据现场实际条件进行热工计算,掌握混凝土动态变化规律,主要是水化热的升降规律,对不同部位、不同深度的温度变化,应随时监测,随时调整养护方法。对大风气候的天气,应禁止浇筑混凝土,气温过高也应禁止浇筑混凝土,确保混凝土工程不产生任何有害裂纹。7)加强楼面上成品钢筋的保护措施。在楼面钢筋绑扎完毕、混凝土开始浇筑前应加强对成品钢筋网片的保护。
3裂缝处理方法
1)表面处理法。
沿裂缝铺设环氧树脂玻璃布或橡胶沥青棉纸等,起到粘贴封闭裂缝的作用,可用于对防渗要求较高的楼面上。修补前混凝土表面应预先干净、干燥,才能与基层有较好的粘结。但此法仅用于修补表面细小的混凝土裂缝以满足美观和耐久的需要。
2)填充密封法。
这种方法用来修补中等宽度的混凝土裂缝,将裂缝表面凿成凹槽,然后填以填充材料进行修补。对于固定裂缝,通常用普通水泥砂浆、膨胀砂浆或环氧胶泥等刚性材料填充;对于活性裂缝则用弹性嵌缝材料填充,以使裂缝有伸缩的余地,避免产生新的裂缝。常用的弹性密封材料有:丙烯酸树脂、硅酸脂、聚硫化物、合成橡胶等。
3)压力灌浆法。
此法也称为注入法,它不仅修补混凝土表面,而且能注入到混凝土内部,对裂缝进行粘合、封闭和补强。为了提高灌浆的饱满度,灌浆时一般都施加一定的压力。目前常用的有纯水泥灌浆和环氧树脂灌浆。
4结语
要避免和减少现浇板的裂缝,需要施工单位在施工过程中加强质量控制措施,对工程质量进行事前预防控制、事中检查控制,并加强对现场施工人员进行技术指导和质量系统的灌输,从而使各参与方共同承担起减少楼板裂缝的责任。
参考文献
混凝土施工裂缝的问题 第10篇
关键词：水利施工,措施,大体积混凝土,裂缝成因
由于水利工程大体积混凝土结构物的截面尺寸相对较大, 通常来说其由于外荷载作用产生裂缝的可能性并不大, 但是因在水化反应过程中水泥所释放出来的水化热形成的温度变化以及混凝土收缩的共同影响, 其会形成收缩应力及温度应力。正因为如此, 它变成大体积混凝土结构裂缝的主因。
一、大体积混凝土裂缝成因
1. 温差裂缝
因水泥水化热的影响, 混凝土表层和其内部之间存在很大的温差。通常来说, 对于大体积混凝土结构需一次性整体浇筑, 浇筑工作完成后, 因大体积水泥在水化的作用下水化热会集中于内部, 散发难度大, 这无疑会增加水泥的内部问题。然而, 由于混凝土表层散热速度快, 故容易产生很大的温差, 让混凝土的表层形成拉应力, 其内部形成压应力。在这个时候, 混凝土的抗压强度不足, 龄期比较短。一旦温差形成的表层抗拉应力比混凝土极限抗拉强度大, 那么就会有裂缝出现在混凝土表面。
2. 收缩裂缝
在逐步硬化与散热的过程中, 混凝土会形成较大的收缩应力, 尤其是大体积混凝土结构物, 一旦应力比与其处同一时间的混凝土极限抗拉强度更大, 那么在混凝土内就会有收缩裂缝出现。在大体积混凝土内, 就算水灰比较高, 本身收缩量值较小, 一旦其同温度收缩叠加在一块儿, 就会增大应力。因此, 在对相对较大的水工建筑物大体积混凝土开展施工的过程中, 应事先考虑并测定混凝土的自身收缩性能。
3. 安定性裂缝
龟裂是安定性裂缝主要表现, 它的出现主要归咎于水泥安定性不达标。
二、控制裂缝的策略
1. 防治收缩裂缝
在对混凝土进行配制时, 要重视对水泥用量、水泥种类、水灰比的控制以及掺外加剂、骨料的选择等。
(1) 水灰比与水泥用量
在配制混凝土的过程中, 尽可能地减少单位用水量与水泥用量, 然而又无法丧失掉水泥的粘聚性、流动性以及保水性, 从而防止配制出的混凝土不达标, 无法进行浇筑。因此, 在配制时往往会对最小水泥用量与最大水灰比做出相应的规定。
(2) 掺和料
水泥掺和料应选取达标的通过试验检验的活性材料, 若掺和料不达标, 则会给混凝土的使用时间与强度产生很大的影响。对于粉煤灰, 只要其细度和水泥颗粒差不多, 含碱量与含硫量低、烧失量少, 需水量较小, 都可以掺杂于混凝土内进行运用。将粉煤灰掺进混凝土中后, 可有效提升混凝土的耐久性与抗渗性, 降低收缩程度及胶凝材料体系的水化热, 有效抑制反应, 使混凝土的抗拉强度增强、新拌混凝土的泌水减少等, 此类优越性都对混凝土的抗裂性能的提升能起到一定的正面影响。
(3) 水泥的选用
在选择大坝混凝土时, 应当优先选择塑性性能佳、初凝期长、热量散发少、低含碱期强度高的特制水泥。
(4) 砂石骨料
在大体积混凝土中, 骨料所占据的比重高达混凝土绝对体积的80%~83%。所以, 在挑选骨料的时候应当尽可能地选择岩石弹模比较低、线膨胀系数小、级配好、表层不存在弱包裹层且清洁的骨料。除却要符合骨料规范, 砂石骨料还得适当地放宽细粉含量与石粉, 如此既能有利于混凝土的耐久性、密实性、抗裂性的提升, 还能增强混凝土的工作性能。
(5) 外加剂
高效引气剂与减水剂的复合使用对于新拌混凝土的工作度的改良、大体积混凝土单位胶凝材料用量与单位用水量的减少以及硬化混凝土的热学、耐久性、力学、变形等性能有着相当重要的正面影响。其使混凝土朝着高性能化方向发展的重要推动因素, 因此要积极使用外加剂与减水剂。
2. 防治温差裂缝
一般来说, 温差裂缝是因混凝土水化热导致混凝土表层温度与内部温度之间的差距太大所引发的混凝土裂缝。造成水化热大的因素有很多, 除却单位用水量、水、外加剂、水泥用量、掺合料选取与使用等混凝土配置方面的因素, 还有施工控制方面的问题。所以, 仅就控制温差裂缝的效果而言, 施工技术是最有效的一种手段。
(1) 增强混凝土的密实度, 加大力度进行浇灌振捣
捣实混凝土的过程其实就是入模的混凝土结束密实和成型工作的过程, 混凝土浇筑入模完毕后应立马进行有效的振捣, 让新入模的混凝土填充好模板的所有角落, 将气泡排出, 从而让混凝土拌合物的均匀性与密实度达到最佳状态。对于体积较大的混凝土, 以实施两次振捣为宜, 从而有利于更好地提升抗裂性与混凝土的强度。
(2) 控制拆模时间
为确保混凝土质量, 拆模的时间要尽可能地晚些, 拆模工作结束后, 要确保混凝土表层温度降幅不得超过15℃, 同时混凝土的现场试块强度应超过C5。
(3) 减小浇筑层的厚度, 使浇筑降速
大体积混凝土结构的浇筑方案可划分成分段分层、全面分层以及斜面分层三类。采用全面分层法的条件是混凝土浇筑强度要大, 而斜面分层法对于混凝土浇筑强度要求不高, 在施工过程中可以依照结构物的捣实手段、详细尺寸以及混凝土的供应能力择出最佳浇筑方案。如今运用范围最广的就属斜面分层法了。
(4) 采用综合策略, 对混凝土初始温度进行严格地控制
1) 将冷水管预埋于坝体混凝土中, 实施一、二期通水冷却。
2) 对混凝土拌和物的出料口温度进行限制。在高温天气刚出机口的混凝土拌和物由于温度太高时常需要采用人工降温手段, 举个例子, 以冷水喷淋预冷骨料, 抑或是添加冷水与冰片扳指混凝土、一次、二次风冷骨料等。
(5) 采取补偿收缩混凝土技术
依照工程的具体特性, 选用UEA补偿收缩混凝土技术。
3. 防治安定性裂缝
所谓混凝土体积安定性, 说的是在水泥硬化的时候体积变动的均匀度好不好的性能。如果水泥安定性不好, 那么就会使构件翘曲变形抑或是出现膨胀性裂纹, 引发质量事故。而造成混凝土安定性不好的因素主要有石膏掺入量太多、游离氧化镁剩余过量以及熟料内游离氧化钙等, 为了防止出现水泥安定性不达标的情况, 务必要认真检查混凝土配料的成分。
三、混凝土补强处理
由于部分裂缝处理难度高, 若采取上面所说的全部措施后依旧不能将裂缝消除, 则应实施补强处理。
1. 灌浆处理
补强灌浆是一种有效地处理混凝土裂缝的手段, 在布置灌浆孔时, 要采取逐步加密的手段, 也就是说在需补强灌浆的混凝土之上进行钻孔灌浆。
2. 挖除后进行二次回填
事实上, 浇筑事故、部分部位有裂缝存在、混凝土强度不足等情况有很多, 其有着相当复杂的影响。
此时, 若选用普通的水泥灌浆, 要想获取到预期效果难度是相当大的, 更有甚者采用结构补强措施都很难充分有效。为此我们可以在挖除后进行二次回填。只要在回填过程中重视对温度应力与施工质量进行控制, 通常情况下是可以结合好新老混凝土的。
3. 结构补强
当混凝土出现大坝质量问题时, 若大坝混凝土出现了贯穿性裂缝的情况, 会再一次分布坝体应力, 且在大坝上游区域产生极具威胁性的拉应力。由于灌浆后要想将抗剪强度恢复纯粹地进行灌浆处理的安全性不高, 因此要与结构相结合加以处理。然而结构处理的手段主要有两种, 其一为待坝体处于稳定状态后顺着缝面挖大致1 m的槽, 并在两面凿出键槽形状, 紧接着对质量较好的混凝土进行回填, 此法是一种最有效的手段, 然而在施工过程中较为繁杂;其二为在补强过程中选用的钢筋锚栓。
四、结语
混凝土的施工温度与裂缝分析 第11篇
关键词:混凝土;温度应力;温度裂缝
随着我国经济建设的快速发展,基础设施的建设规模也越来越大,混凝土的应用随基础设施规模的扩大而大量增加。在今天,我们看到混凝土浇筑过程后的裂缝较为普遍,在桥梁工程中裂缝几乎无所不在。尽管我们在施工中采取各种措施,小心谨慎,但裂缝仍然时有出现。究其原因,我们对混凝土温度应力的变化注意不够是其中之一。在大体积混凝土中,温度应力及温度控制具有重要意义。这主要是由于两方面的原因。首先,在施工中混凝土常常出现温度裂缝,影响到结构的整体性和耐久性。其次,在运转过程中,温度变化对结构的应力状态具有显著的不容忽视的影响。我们遇到的主要是施工中的温度裂缝,因此本文仅对施工中混凝土裂缝的成因和处理措施做一探讨。
1 温度裂缝的成因
裂缝的原因混凝土中产生裂缝有多种原因,主要是温度和湿度的变化,混凝土的脆性和不均匀性,以及结构不合理,原材料不合格(如碱骨料反应),模板变形,基础不均匀沉降等。混凝土硬化期间水泥放出大量水化热,内部温度不断上升,在表面引起拉应力。后期在降温过程中,由于受到基础或老混凝上的约束,又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时,即会出现裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢,但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。如养护不周、时干时湿,表面干缩形变受到内部混凝土的约束,也往往导致裂缝。混凝土是一种脆性材料,抗拉强度是抗压强度的1/10左右,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。由于原材料不均匀,水灰比不稳定,及运输和浇筑过程中的离析现象,在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的,存在着许多抗拉能力很低,易于出现裂缝的薄弱部位。在钢筋混凝土中,拉应力主要是由钢筋承担,混凝土只是承受压应力。在素混凝土内或钢筋混凝上的边缘部位如果结构内出现了拉应力,则须依靠混凝土自身承担。一般设计中均要求不出现拉应力或者只出现很小的拉应力。但是在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度,往往在混凝土内部引起相当大的拉应力。有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力,因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。
2 温度应力分析
温度应力的分析根据温度应力的形成过程可分为以下三个阶段:(1)早期:自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束,一般约30天。这个阶段的两个特征,一是水泥放出大量的水化热,二是混凝上弹性模量的急剧变化。由于弹性模量的变化,这一时期在混凝土内形成残余应力。(2)中期:自水泥放热作用基本结束时起至混凝土冷却到稳定温度时止,这个时期中,温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起,这些应力与早期形成的残余应力相叠加,在此期间混凝上的弹性模量变化不大。(3)晚期:混凝土完全冷却以后的运转时期。温度应力主要是外界气温变化所引起,这些应力与前两种的残余应力相迭加。根据温度应力引起的原因可分为两类:①自生应力:边界上没有任何约束或完全静止的结构,如果内部温度是非线性分布的,由于结构本身互相约束而出现的温度应力。例如,桥梁墩身,结构尺寸相对较大,混凝土冷却时表面温度低,内部温度高,在表面出现拉应力,在中间出现压应力。②约束应力:结构的全部或部分边界受到外界的约束,不能自由变形而引起的应力。如箱梁顶板混凝土和护栏混凝土。这两种温度应力往往和混凝土的干缩所引起的应力共同作用。要想根据已知的温度准确分析出温度应力的分布、大小是一项比较复杂的工作。在大多数情况下,需要依靠模型试验或数值计算。混凝土的徐变使温度应力有相当大的松驰,计算温度应力时,必须考虑徐变的影响,具体计算这里就不再细述。
3 处理措施
温度的控制和防止裂缝的措施为了防止裂缝,减轻温度应力可以从控制温度和改善约束条件两个方面着手。控制温度的措施如下:(1)采用改善骨料级配,用干硬性混凝土,掺混合料,加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量;(2)拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度;(3)热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度,利用浇筑层面散热;(4)在混凝土中埋设水管,通入冷水降温;(5)规定合理的拆模时间,气温骤降时进行表面保温,以免混凝土表面发生急剧的温度梯度;(6)施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构,在寒冷季节采取保温措施;改善约束条件的措施是:①合理地分缝分块;②避免基础过大起伏;③合理的安排施工工序,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对防止裂缝是十分重要,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。在混凝土的施工中,为了提高模板的周转率,往往要求新浇筑的混凝土尽早拆模。当混凝土温度高于气温时应适当考虑拆模时间,以免引起混凝土表面的早期裂缝。新浇筑早期拆模,在表面引起很大的拉应力,出现“温度冲击”现象。在混凝土浇筑初期,由于水化热的散发,表面引起相当大的拉应力,此时表面温度亦较气温为高,此时拆除模板,表面温度骤降,必然引起温度梯度,从而在表面附加一拉应力,与水化热应力迭加,再加上混凝土干缩,表面的拉应力达到很大的数值,就有导致裂缝的危险,但如果在拆除模板后及时在表面覆盖一轻型保温材料,如泡沫海棉等,对于防止混凝土表面产生过大的拉应力,具有显著的效果。加筋对大体积混凝土的温度应力影响很小,因为大体积混凝土的含筋率极低。只是对一般钢筋混凝土有影响。在温度不太高及应力低于屈服极限的条件下,钢的各项性能是稳定的,而与应力状态、时间及温度无关。钢的线胀系数与混凝土线胀系数相差很小,在温度变化时两者间只发生很小的内应力。由于钢的弹性模量为混凝土弹性模量的7-15倍,当内混凝土应力达到抗拉强度而开裂时,钢筋的应力将不超过100-200kg/cm2。因此,在混凝土中想要利用钢筋来防止细小裂缝的出现很困难。但加筋后结构内的裂缝一般就变得数目多、间距小、宽度与深度较小了。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,但它对结构的强度和耐久性仍有一定的影响。为保证混凝土工程质量,防止开裂,提高混凝土的耐久性,正确使用外加剂也是减少开裂的措施之一。例如使用减水防裂剂,笔者在实践中总结出其主要作用为:(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六十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)减水防裂剂可以改善水泥浆的稠度,减少混凝土泌水,减少沉缩变形。(5)提高水泥浆与骨料的粘结力,提高的混凝土抗裂性能。(6)混凝土在收缩时受到约束产生拉应力,当拉应力大于混凝土抗拉强度时裂缝就会产生。减水防裂剂可有效的提高的混凝土抗拉强度,大幅提高混凝土的抗裂性能。(7)掺加外加剂可使混凝土密实性好,可有效地提高混凝土的抗碳化性,减少碳化收缩。(8)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。(9)掺外加剂混凝土和易性好,表面易摸平,形成微膜,减少水分蒸发,减少干燥收缩.许多外加剂都有缓凝、增加和易性、改善塑性的功能,我们在工程实践中应多进行这方面的实验对比和研究,比单纯的靠改善外部条件,可能会更加简捷、经济。
4 混凝土的保温
混凝土的早期养护实践证明,混凝土常见的裂缝,大多数是不同深度的表面裂缝,其主要原因是温度梯度造成寒冷地区的温度骤降也容易形成裂缝。因此说混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要。从温度应力观点出发,保温应达到下述要求:(1)防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度,防止表面裂缝。(2)防止混凝土超冷,应该尽量设法使混凝土的施工期最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度。(3)防止老混凝土过冷,以减少新老混凝土间的约束。混凝土的早期养护,主要目的在于保持适宜的温湿条件,以达到两个方面的效果,一方面使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭,防止有害的冷缩和干缩。一方面使水泥水化作用顺利进行,以期达到设计的强度和抗裂能力。适宜的温湿度条件是相互关联的。混凝上的保温措施常常也有保湿的效果。从理论上分析,新浇混凝土中所含水分完全可以满足水泥水化的要求而有余。但由于蒸发等原因常引起水分损失,从而推迟或防碍水泥的水化,表面混凝土最容易而且直接受到这种不利影响。因此混凝土浇筑后的最初几天是养护的关键时期,在施工中应切实重视起来。
5 结语
混凝土施工裂缝的问题 第12篇
工程建设中混凝土裂缝的产生有多种原因, 其中主要的原因有混凝土温度和湿度的变化、混凝土自身的脆性和不均匀性、混凝土结构的不合理、混凝土原材料不合格 (如碱集料反应等) 、模板变形以及基础的不均匀沉降等。混凝土硬化期间水泥释放出大量水化热, 内部温度不断上升, 在混凝土表面引起拉应力。后期在降温过程中, 由于受到其他部分的约束又会在混凝土内部出现拉应力。同时, 气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗拉强度时, 即会出现裂缝。
工程建设中许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢, 但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。如养护不周、干湿变化, 混凝土表面干缩形变受到内部混凝土的约束, 也往往导致裂缝。
混凝土是一种脆性材料, 抗拉强度是抗压强度的1/10左右, 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。由于原材料不均匀, 水灰比不稳定, 及运输和浇筑过程中的离析现象, 在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的, 存在着许多抗拉能力很低, 易于出现裂缝的薄弱部位。在钢筋混凝土中, 拉应力主要是由钢筋承担, 混凝土只是承受压应力。在素混凝土内或钢筋混凝土边缘部位如果结构内出现了拉应力, 则须依靠混凝土自身承担。一般设计中均要求不出现拉应力或者只出现很小的拉应力。但是在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度, 往往在混凝土内部引起拉应力。有时温度应力甚至可超过其它外荷载所引起的应力, 因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。
预防混凝土裂缝出现必须采取的基本措施包括:
1 控制好混凝土的浇筑温度
为了降低混凝土浇筑温度, 工程建设中一方面采用改善骨料级配, 用干硬性混凝土, 掺混合料, 加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量;另一方面在拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度。与此同时, 应该提供温度散发的途径, 热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度, 利用浇筑层面散热:对大体积混凝土, 在混凝土中埋设水管, 通入冷水降温;同时规定合理的拆模时间, 气温骤降时进行表面保温, 以免混凝土表面发生急剧的温度梯度;对于施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构, 在寒冷季节采取保温措施。
2 掌控混凝土施工的操作细节
工程建设中混凝土结构浇筑是应合理地分缝分块:避免基础过大起伏;同时要合理安排施工工序, 避免过大高差和侧面长期暴露。在混凝土的施工中, 为了提高模板的周转率, 往往要求新浇筑的混凝土尽早拆模。当混凝土温度高于气温时应适当考虑拆模时间, 以免引起混凝土表面的早期裂缝。新浇筑早期拆模, 在表面引起很大的拉应力, 出现“温度冲击”现象。在混凝土浇筑初期, 由于水化热的散发, 表面引起相当大的拉应力, 此时表面温度亦较气温为高, 此时拆除模板, 表面温度骤降, 必然引起温度梯度, 从而在表面附加一拉应力, 与水化热应力叠加, 再加上混凝土干缩, 表面的拉应力达到很大的数值, 就有导致裂缝的危险, 但如果在拆除模板后及时在表面覆盖一轻型保温材料, 如泡沫海棉等, 对于防止混凝土表面产生过大的拉应力, 具有显著效果。另外, 混凝土水泥用量、水灰比和砂率不能过大, 严格控制砂石含泥量, 避免使用过量的粉砂, 振捣要密实, 并应对板面进行二次抹压以提高混凝土抗拉强度, 减少收缩量。大面积混凝土宜浇完一段, 养护一段。
3 提高混凝土抗裂能力
加强混凝土早期养护时间, 长期堆放的预制构件宜覆盖, 避免曝晒, 并定期适当洒水, 保持湿润。加强养护, 特别是要保证混凝土的质量对防止裂缝十分重要, 应特别注意避免产生贯穿性裂缝的发生为主。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。钢的线膨胀系数与混凝土线膨胀系数相差很小, 在温度变化时两者间只发生很小的内应力。由于钢的弹性模量为混凝土弹性模量的7~15倍, 当混凝土内应力达到抗拉强度而开裂时, 钢筋的应力将不超过100~200kg/cm2。因此, 在混凝土中想要利用钢筋来防止细小裂缝的出现很困难。但加筋后结构内的裂缝就变得数目多、间距小、宽度与深度较小了。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。虽然这种裂缝一般较浅, 但它对结构的强度和耐久性仍有一定的影响。实践证明, 在工程建设中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。
4 促使混凝土的和易性处于标准状态
混凝土的和易性是决定混凝土质量的主要因素, 混凝土拌和物的流动性, 粘聚性, 保水性等多种性能的综合表述。当混凝土拌和和易性不良时, 则混凝土可能振捣不实或发生离析现象, 产生质量缺陷。混凝土的和易性良好, 混凝土易振实, 且不发生离析, 能够获得均质密实良好的混凝土浇筑质量。通常一些人配制混凝土选用低水量、低坍落度, 强调以振实工艺来保障混凝土质量, 其实这样易产生蜂窝, 孔洞等质量缺陷。实践表明, 和易性良好的混凝土才便于振实, 且应具有大些的流动性或可塑性, 以利于浇筑振实, 且应具有较好的粘聚性和保水性, 以免产生离析, 泌水现象。现在通过掺高效减水剂来提高混凝土的和易性。
5 坚持以人为本的管理意识
