浅析大体积混凝土裂缝成因及处理方法内容摘要随着发展的需求，工程中大体积混凝土结构也越来越多见，混凝土这一混合材料自然也就成了建筑结构体系里用量最大的建筑材料，同时也是一种极易发生质量问题的建筑材料。现浇混凝土的裂缝就是一种容易发生的缺陷，且很长时间没有得到有效地防治。裂缝的出现，不仅影响了混凝土表面的观感质量，更严重的是造成了结构内部钢筋的提前锈蚀，降低了混凝土的抗渗性，影响了结构的正常使用及耐久性能，认真分析这些裂缝原因，采取针对性措施，对保证混凝土工程的施工质量，提高混凝土工程的耐久性有着重要意义。本文分析了大体积混凝土产生裂缝的原因，指出了控制大体积混凝土裂缝的主要措施和裂缝的处理方法，以期能为工程设计、施工提供参考。关键词：大体积混凝土；裂缝；处理方法；预防I 浅析大体积混凝土裂缝成因及处理方法关联的，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。内部限制主要是内外温差过大造成的，解决的方法是加强保温养护，控制内外温差，降低温速率，保证湿度。目前大体积混凝土尤其是大底板施工基本都使用电脑测温技术，此技术是将电子测温仪(热敏传感器)按不同深度埋人混凝土中，利用现场数据采集器通过专用数据及电源传输线与办公室内的数据适配器相连，再把数据适配器与电脑连接，使用大体积混凝土智能测温系统软件就可以适时获取混凝土浇筑以后不同深度的温差变化。为及时掌握混凝土内表温差及对混凝土在低温环境下的养护，提供准确的数据依据。混凝土养护通常采用覆盖法。覆盖法就是在混凝土浇筑完毕后，先用塑料薄膜进行覆盖，以保证混凝土表面水分不过分蒸发、失水过快；然后在塑料薄膜上覆盖保温材料(通常使用草袋)，草袋覆盖厚度应通过理论计算，确保热量损失控制在有效范围内；然后根据电脑温测数据，通过人工方式对温降进行控制。在天气炎热的情况下浇筑，也可在混凝土中埋设循环水管，通过循环水对混凝土进行降温。在水循环过程中应控制水温，避免混凝土内部局部温降过快使混凝土过早产生内部裂缝[4]。 结束语对于混凝土裂缝，应以预防为主，为此需要精心设计、施工，掌握住它的基本知识，并根据实际采取有校措施，会使施工质量得到很好的保证。以上各项技术措施并不是孤立的，而是相互联系、相互制约的，设计和施工中必须结合实际、全面考虑、合理采用，才能起到良好的效果。实践证明，在优化配合比设计，改善施工工艺，提高施工质量，做好温度监测工作及加强养护等方面采取有效技术措施，坚持严谨的施工组织管理，完全可以控制大体积混凝土温度裂缝和施工裂缝的发生。7 浅析大体积混凝土裂缝成因及处理方法参考文献[1] 冯关云. 预拌泵送混凝土施工裂缝的分析和预防及处理[J]. 山西建筑，2009.18-19.[2] 王伟超，肖祯雁．混凝土裂缝成因及控制措施探讨[J]．山西建筑, 2007(6):13-14．[3] 雍本．特种混凝土设计与施工[M] 北京：中国建筑工业出版社，l993.25-27.[4] 王铁梦．工程结构裂缝控制[M]. 北京：中国建筑出版社, 1997(4):35-36.[5] 李玉汕. 浅谈超长建筑不设缝技术和施工措施[J]. 施工技术, 2006.23-24.8 浅析大体积混凝土裂缝成因及处理方法目 录内容摘要............................................................................................................................I引 言.................................................................................................................................11 大体积混凝土工程中裂缝类型及成因.......................................................................21.1 大体积混凝土工程中常见裂缝.......................................................................21.2 大体积混凝土工程中裂缝成因.......................................................................21.2.1 收缩引起的裂缝....................................................................................21.2.2 温度变化引起的裂缝............................................................................21.2.3 荷载引起的裂缝....................................................................................32 大体积混凝土裂缝的处理方法...................................................................................42.1 表面修补法.......................................................................................................42.2 灌浆、嵌缝封堵法...........................................................................................42.3 结构加固法.......................................................................................................42.4 混凝土置换法...................................................................................................42.5 电化学防护法...................................................................................................42.6 仿生自愈合法...................................................................................................53 预防大体积混凝土裂缝的措施...................................................................................63.1 提高混凝土结构自身抗裂强度.......................................................................63.1.1 配温度筋................................................................................................63.1.2 掺膨胀剂................................................................................................63.2 减少混凝土自身热量释放...............................................................................63.2.1 选用低热水泥........................................................................................63.2.2 合理掺加外加剂和掺合料....................................................................63.3 加强混凝土的早期养护...................................................................................7结束语...............................................................................................................................9参考文献.........................................................................................................................10 浅析大体积混凝土裂缝成因及处理方法 浅析大体积混凝土裂缝成因及处理方法引 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，当混凝土受到荷载、温差等作用之后，微孔隙、气穴和微裂缝就会不断扩展和连通，最终形成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，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 在我国建筑业的快速发展的今天，各类建筑对大体积混凝土的需求也越来越多，分析大体积混凝土裂缝的成因及找到解决裂缝控制的方法是非常必要的。1 大体积混凝土工程中裂缝类型及成因1.1 大体积混凝土工程中常见裂缝对现浇混凝土的用料、施工过程及混凝土的养护过程进行分析，得知主要裂缝分1 浅析大体积混凝土裂缝成因及处理方法以下三类：1.干缩裂缝。刚浇筑不久的混凝土，尚处于初凝硬化阶段，水化的速度较快，混凝土表面脱水产生干缩裂缝；2.温度裂缝。混凝土浇筑后，由于水泥的水化热作用，释放大量的水化热，使混凝土结构的温度梯度过大，从而导致混凝土结构出现温度裂缝；3.施工不当产生的裂缝。施工缝处理欠妥、早期结构受荷、拆模过早、受到剧烈振动等。1.2 大体积混凝土工程中裂缝成因1.2.1 收缩引起的裂缝塑性收缩。大体积混凝土浇注后 4～5h 水泥水化反应最为激烈，水份急剧蒸发引起大体积混凝土失水收缩，同时骨料因自重下沉，而此时大体积混凝土尚未最终硬化，表面因失水较快而产生的收缩。其产生的主要原因为：大体积混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小，或者大体积混凝土刚刚终凝而强度很小时，受高温或较大风力的影响，大体积混凝土表面失水过快，造成毛细管中产生较大的负压而使大体积混凝土体积急剧收缩，而此时大体积混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩，因此产生龟裂。影响大体积混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、大体积混凝土的凝结时间、环境温度、风速、相对湿度等。干缩。大体积混凝土硬结以后，随着表层水分逐步蒸发，湿度逐步降低，体积减小，称为缩水收缩(干缩)。因大体积混凝土表层水分损失快，内部损失慢，因此产生表面收缩大、内部收缩小的不均匀收缩，表面收缩变形受到内部大体积混凝土的约束，致使表面大体积混凝土承受拉力，当表面大体积混凝土承受拉力超过其抗拉强度时，便产生收缩裂缝[3]。1.2.2 温度变化引起的裂缝大体积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，大体积混凝土将发生变形，若变形遭到约束，则在结构内将产生应力，当应力超过大体积混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。温度裂缝多发生在大体积大体积混凝土表面或温差变化较大地区的大体积混凝土结构中。大体积混凝土浇筑后，在硬化过程中，水泥水化产生大量的水化热，由于大体积混凝土的体积较大，大量的水化热聚积在大体积混凝土内部而不易散发，导致内部温度急剧上升，而大体积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，使大体积2 浅析大体积混凝土裂缝成因及处理方法混凝士表面产生一定的拉应力。当拉应力超过大体积混凝土的抗拉强度极限时，大体积混凝土表面就会产生裂缝，这种裂缝多发生在大体积混凝土施工中后期。在大体积混凝土的施工中当温差变化较大，或者是大体积混凝土受到寒潮的袭击等，会导致大体积混凝土表面温度急剧下降，而产生收缩，表面收缩的大体积混凝土受内部大体积混凝土的约束，将产生很大的拉应力而产生裂缝，这种裂缝通常只在大体积混凝土表面较浅的范围内产生。1.2.3 荷载引起的裂缝1.直接应力裂缝指在外荷载的直接应力作用下产生的裂缝。导致直接应力裂缝的主要原因为：设计计算阶段结构计算时不计算或部分漏算；计算模型不合理；结构受力假设与实际受力不符；荷载少算或漏算，内力与配筋计算错误；结构安全系数不够，结构设计时不考虑施工的可能性；设计断面不足；钢筋设置偏少或布置错误；结构刚度不足；构造处理不当；设计图纸交代不清等。施工阶段中不加限制地堆放施工机具、材料；不了解预制结构受力特点，随意翻身、起吊、运输、安装，不按设计图纸施工，擅自更改结构施工顺序，改变结构受力模式；不对结构做机器振动下的疲劳强度验算等。使用阶段超出设计载荷的重型车辆过桥；受车辆、船舶的接触、撞击；发生大风、大雪、地震、爆炸等。2.次应力裂缝指由外荷载引起的次生应力产生的裂缝，是产生荷载裂缝最常见的原因之一。导致次应力裂缝的主要原因为：在设计外荷载作用下，由于结构物的实际工作状态和常规计算有出入或计算时考虑不全面，从而在某些部位引起较大的次应力导致结构开裂。湖凝土结构中经常需要开槽、凿洞、设置牛腿等，在常规计算中难以用准确的图式进行模拟计算，一般根据经验设置受力钢筋。这些受力构件在挖孔后，应力流将产生绕射现象，在孔洞附近比较密集，产生巨大的应力集中，从而导致裂缝的产生[2]。2 大体积混凝土裂缝的处理方法2.1 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3 浅析大体积混凝土裂缝成因及处理方法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。2.2 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；常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。2.3 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方法：加大混凝土结构的截面积，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。2.4 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。2.5 电化学防护法电化学防护法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、碱性复原法是电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，适于钢筋、混凝土的长期防腐，既可用于已裂结构也可用于新建结构。2.6 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(如含黏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 浅析大体积混凝土裂缝成因及处理方法3 预防大体积混凝土裂缝的措施3.1 提高混凝土结构自身抗裂强度3.1.1 配温度筋对于厚度大于 1m 基础底板四周的侧边，由于混凝土四周的侧边只有锚固钢筋而无水平钢筋(或少量水平构造钢筋)，如果侧向模板拆除时间设置不合理，混凝土的表面因干缩或温差原因而产生竖向裂缝。为防止竖向裂缝的产生，可在基础侧边四周密配小直径抗裂温度筋，来增加结构表面的自身抗裂强度，以达到表面抗裂的目的。对于地下室的混凝土外墙，如果水平筋配置不合理，也会在外墙表面产生竖向裂缝，对结构本身的安全性和防水性能带来不利影响。经实践证明，当地下室外墙的水平筋配置在竖向筋的外侧时，且水平筋的间距<lOO mm 时，混凝土表面的竖向裂缝大为减少或几乎为零。5 浅析大体积混凝土裂缝成因及处理方法3.1.2 掺膨胀剂在混凝土中掺入膨胀剂，使混凝土在硬化过程中产生体积膨胀，可以部分或全部补偿硬化过程中的冷缩和干缩，减免混凝土的开裂。现在商品膨胀剂有 UEA 膨胀剂，FH 复合膨胀剂，PG 硫铝酸盐型膨胀剂等。3.2 减少混凝土自身热量释放减少混凝土自身放热能力，使混凝土的内部升温减缓，是控制混凝土裂缝的重要途径。3.2.1 选用低热水泥理论研究表明大体积混凝土产生裂缝的主要原因就是水泥水化过程中释放了大量的热量。因此在大体积混凝土施工中应尽量使用低热或者中热的矿渣硅酸盐水泥、火山灰水泥，并尽量降低混凝土中的水泥用量，以降低混凝土的温升，提高混凝土硬化后的体积稳定性。3.2.2 合理掺加外加剂和掺合料掺加具有减水、缓凝、引气的泵送剂，可以改善混凝土拌合物的流动性、粘聚性和保水性。由于其减水作用和分散作用，在降低用水量和提高强度的同时，还可以降低水化热，推迟放热高峰出现的时间，进而减少温度裂缝。3.3 加强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，其主要原因是混凝土内外温度差造成的。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，内外温差一般控制在 25°以内。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.确保混凝土浇筑的连续性，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；另一方面也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6