混凝土裂縫產(chǎn)生原因及預(yù)防措施

1、混凝土裂縫產(chǎn)生原因及預(yù)防措施摘要 大體積混凝土施工過(guò)程中 , 由于結(jié)構(gòu)截面大 , 水泥用量多 , 水泥水化所釋放的水化熱 會(huì)產(chǎn)生較大的溫度變化容易產(chǎn)生裂縫 , 因此 , 必須嚴(yán)格控制大體積混凝土的施工技術(shù) , 保證 建筑工程的施工質(zhì)量。 文中對(duì)大體積混凝土施工裂縫的成因和在施工中易出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行 了分析 , 并提出為避免裂縫出現(xiàn)所采取的技術(shù)措施。然后對(duì)大體積混凝土的施工技術(shù)作了 粗淺的探討。關(guān)鍵詞 混凝土 裂縫 預(yù)防措施在水利工程中, 經(jīng)常發(fā)生混凝土及混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫問(wèn)題。 關(guān)鍵在于我們應(yīng)該學(xué)會(huì)根 據(jù)不同的裂縫形式來(lái)分析裂縫產(chǎn)生的原因,從而得出裂縫的防治辦法。1、混凝土表面裂縫1.1、表面裂縫

2、分類混凝土常見(jiàn)的早期表面裂縫主要可分為兩類。 一是干縮裂縫, 置于飽和空氣中的混凝 土因水份散失而引起體積縮小而變形, 混凝土表面產(chǎn)生干縮, 而其內(nèi)部混凝土干縮起約束 作用, 使混凝土表面產(chǎn)生拉應(yīng)力, 當(dāng)這種拉應(yīng)力大于混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)就會(huì)產(chǎn)生干縮裂縫, 干縮裂縫一般在混凝土澆筑后 13d 出現(xiàn)。二是溫度裂縫,混凝土澆筑期環(huán)境溫度驟降, 表層混凝土急劇收縮,而內(nèi)部混凝土仍處于高溫狀態(tài),限制表面混凝土收縮,當(dāng)收縮產(chǎn)生 的拉應(yīng)力大于混凝土極限拉應(yīng)力后就會(huì)發(fā)生溫度裂縫,溫度裂縫在澆筑后 520d 出現(xiàn)。 1.2、混凝土表面裂縫的控制除施工過(guò)程中常常提到過(guò)的嚴(yán)格控制原材料、 減少混凝土自身收縮和加強(qiáng)施工

3、過(guò)程控 制外,還要注意混凝土的養(yǎng)護(hù)和表面保護(hù)。在澆筑完畢 12h 后即可開(kāi)始養(yǎng)護(hù),養(yǎng)護(hù)時(shí)間不 得低于 14d. 高溫季節(jié)和重要部位應(yīng)適當(dāng)加長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間, 并用保水材料覆蓋。 嚴(yán)禁陽(yáng)光直射 新澆混凝土表面, 充分養(yǎng)護(hù)是防止混凝土干縮裂縫的重要措施。 冬季澆筑混凝土拆模時(shí)間 不宜過(guò)時(shí),一般在 5d 左右。拆模后應(yīng)立即對(duì)混凝土面進(jìn)行保溫。防止混凝土突然暴露在 寒冷的空氣中產(chǎn)生溫度裂縫。冬季混凝土嚴(yán)禁灑水養(yǎng)護(hù),應(yīng)采取噴涂養(yǎng)護(hù)劑、覆蓋保水材 料等措施。當(dāng)日平均氣溫在 2-4d 內(nèi)連續(xù)下降 6-9時(shí),未滿 28d 齡期混凝土表面必須進(jìn)行 保溫,防止氣溫驟降出現(xiàn)裂縫。應(yīng)避免混凝土結(jié)構(gòu)早齡期過(guò)水,過(guò)水會(huì)造成混凝

4、土環(huán)境溫 度驟降,極易出現(xiàn)溫度裂縫2、大體積混凝土的裂縫大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫主要包括干燥收縮裂縫、塑性收縮裂縫、自身收縮裂縫、安定 性裂縫、溫差裂縫、碳化收縮裂縫等。2.1、收縮裂縫混凝土在逐漸散熱和硬化過(guò)程中會(huì)導(dǎo)致其體積的收縮,對(duì)于大體積混凝土,這種收縮 更加明顯。如果混凝土的收縮受到外界的約束,就會(huì)在混凝土體內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)的收縮應(yīng)力, 當(dāng)產(chǎn)生的收縮應(yīng)力超過(guò)當(dāng)時(shí)的混凝土極限抗拉強(qiáng)度, 就會(huì)在混凝土中產(chǎn)生收縮裂縫。 影響 混凝土收縮的主要因素主要是混凝土中的用水量、 水泥用量及水泥品種。 混凝土中的用水 量和水泥用量越高,混凝土收縮就越大。水泥品種對(duì)干縮量及收縮量也有很大的影響,一 般中低熱水泥和

5、粉煤灰水泥的收縮量較小。自身收縮主要發(fā)生在混凝土拌合后的初期。 因此在模板拆除之前, 混凝土的自身收縮 大部分甚至全部已經(jīng)完成。 在大體積混凝土里, 即使水灰比并不低, 自身收縮量值也不大, 但是它與溫度收縮疊加到一起, 就要使應(yīng)力增大, 所以在水工大壩施工時(shí)早就將自身收縮 作為一項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定和考慮。但是,許多斷面尺寸雖不很大,且水灰比也不算小的 混凝土,也必須考慮水化熱及隨之引起的體積變形問(wèn)題,以最大限度減少開(kāi)裂影響,也需 要考慮將溫度收縮和自身收縮疊加的影響。塑性收縮是大體積混凝土收縮一個(gè)主要來(lái)源。在水泥活性大、混凝土溫度較高或者水 灰比較低的條件下,混凝土的泌水明顯減少,表面蒸發(fā)的

6、水分不能及時(shí)得到補(bǔ)充,這時(shí)混 凝土尚處于塑性狀態(tài),稍微受到一點(diǎn)拉力,混凝土的表面就會(huì)出現(xiàn)分布不規(guī)則的裂縫。出 現(xiàn)裂縫以后,混凝土體內(nèi)的水分蒸發(fā)進(jìn)一步加快,于是裂縫迅速擴(kuò)展。所以在這種情況下 混凝土澆筑后需要及早覆蓋養(yǎng)生。2.2溫差裂縫混凝土內(nèi)部和外部的溫差過(guò)大會(huì)產(chǎn)生裂縫。 溫差裂縫產(chǎn)生的主要原因是水泥水化熱引 起的混凝土內(nèi)部和混凝土表面的溫差過(guò)大。 特別是大體積混凝土更易發(fā)生此類裂縫。 溫差 的產(chǎn)生主要有三種情況:第一種是在混凝土澆筑初期,這一階段產(chǎn)生大量的水化熱,形成 內(nèi)外溫差并導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂,這種裂縫一般產(chǎn)生在混凝土澆筑后的第 3天 (升溫階段 。另 一種是在拆模前后,這時(shí)混凝土表面溫度下

7、降很快,從而導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生。第三種情況是當(dāng) 混凝土內(nèi)部溫度高達(dá)峰值后, 熱量逐漸散發(fā)而達(dá)到使用溫度或最低溫度, 它們與最高溫度 的差值即內(nèi)部溫差。這三種溫差都會(huì)產(chǎn)生裂縫,但最嚴(yán)重的是水化熱引起的內(nèi)外溫差。 安定性裂縫表現(xiàn)為龜裂,主要是由于水泥安定性不合格而引起。2.3大體積混凝土施工質(zhì)量控制措施(1盡量選用低熱或中熱水泥 (如礦渣水泥、粉煤灰水泥 ,或利用混凝土的后期強(qiáng)度 (90d180d 以降低水泥用量,減少水化熱 (因?yàn)槊考訙p 10kg 水泥,溫度會(huì)相應(yīng)增減 1, 水化熱與水泥用量成正比 。在條件許可的情況下,應(yīng)優(yōu)先選用收縮性小的或具有微膨脹 性的水泥。因?yàn)檫@種水泥在水化膨脹期(15d 可產(chǎn)

8、生一定的預(yù)壓應(yīng)力,而在水化后期 預(yù)壓應(yīng)力可部分抵消溫度徐變應(yīng)力,減少混凝土內(nèi)的拉應(yīng)力,提高混凝土的抗裂能力。 (2適當(dāng)攙加粉煤灰?；炷林袚接梅勖夯液?可提高混凝土的抗?jié)B性、耐久性, 減少收縮,降低膠凝材料體系的水化熱,提高混凝土的抗拉強(qiáng)度,抑制堿骨料反應(yīng),減少 新拌混凝土的泌水等。(3選擇級(jí)配良好的骨料。骨料在大體積混凝土中所占比例一般為混凝土絕對(duì)體積 的 80%83%,因此在選擇骨料時(shí),應(yīng)選擇線膨脹系數(shù)小、巖石彈模較低、表面清潔無(wú)弱 包裹層、級(jí)配良好的骨料。一般來(lái)說(shuō),可以選用粒徑 4mm 40mm 的粗骨料,盡量采用中 砂,嚴(yán)格控制砂、石子的含泥量 (石子在 1%以內(nèi),砂在 2%以內(nèi) 。控

9、制水灰比在 0.6以下。 還可以在混凝土中摻緩凝劑,減緩澆筑速度,以利于散熱。另外還可以考慮在大體積混凝 土中摻加堅(jiān)實(shí)無(wú)裂縫、沖洗干凈、規(guī)格為 150mm 300mm 的大塊石。摻加大塊石不僅減 少了混凝土總用量, 降低了水化熱, 而且石塊本身也吸收了熱量, 使水化熱能進(jìn)一步降低, 對(duì)控制裂縫有一定好處。大體積混凝土施工時(shí)內(nèi)部應(yīng)適當(dāng)預(yù)留一些孔道, 在內(nèi)部通循環(huán)冷水或冷氣冷卻, 降溫 速度不應(yīng)超過(guò) 0.51.0 /h。對(duì)大型設(shè)備基礎(chǔ)可采用分塊分層澆筑 (每層間隔時(shí)間 5d 7d ,分塊厚度為 1.0m 1.5m ,以利于水化熱散發(fā)和減少約束作用。當(dāng)混凝土澆筑在巖石 地基或厚大的混凝土墊層上時(shí),在

10、巖石地基或混凝土墊層上鋪設(shè)防滑隔離層 (澆二度瀝青 膠撒鋪 5mm 厚砂子或鋪二氈三油 ,底板高低起伏和截面突變處,做成漸變化形式,以消 除或減少約束作用。此外,還應(yīng)加強(qiáng)混凝土的澆灌振搗,提高密實(shí)度。盡可能晚拆模,拆 模后混凝土表面溫度不應(yīng)下降 15以上。盡量采用兩次振搗技術(shù),改善混凝土強(qiáng)度,提 高抗裂性。還可根據(jù)具體工程特點(diǎn),采用 UEA 補(bǔ)償收縮混凝土技術(shù)。溫度裂縫的主要原因是各種溫差太大,為了防止裂縫發(fā)生,必須規(guī)定各種溫差,包 括內(nèi)外溫差、內(nèi)部溫差(如果基層是舊混凝土或巖石地基時(shí),應(yīng)嚴(yán)格控制內(nèi)部溫差,以防 產(chǎn)生貫穿裂縫。內(nèi)部溫差允許值一般采用 12。和溫度陡降的允許值(溫度陡降 會(huì)大大增

11、加外層混凝土與內(nèi)部混凝土的溫度梯度這種溫度應(yīng)力形成較快,徐變的影響較 小,所以,溫度陡降的允許值應(yīng)比內(nèi)外溫差小得多。在一般的大體積鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)工 程中,如基礎(chǔ)的約束不大,內(nèi)外溫差可控制在不超過(guò) 25。熱天澆筑時(shí),可采用冰水或深井涼水拌制混凝土,或設(shè)置簡(jiǎn)易遮陽(yáng)裝置并對(duì)骨料進(jìn) 行噴水預(yù)冷卻,以降低混凝土攪拌和澆筑的溫度。氣溫高拌和混凝土的時(shí)候,加水或者用 水將集料冷卻以降低混凝土的澆灌溫度。 氣溫高澆灌混凝土?xí)r減少澆灌厚度以及每次的澆 灌體積,利用澆灌層面散熱。分層澆筑混凝土,每層厚度不大于 20cm ,以加快熱量散發(fā), 并使溫度分布較均勻,同時(shí)也便于振搗密實(shí)。在大體積混凝土內(nèi),應(yīng)適當(dāng)預(yù)留一些孔

12、道, 埋設(shè)水管通冷水或冰氣降溫。3、 不均勻沉降裂縫和現(xiàn)澆鋼筋混凝土板的裂縫不均勻沉降裂縫多屬于貫穿性裂縫,其走向與沉降情況有關(guān)。一般由于:1. 地基未經(jīng) 夯實(shí)和必要性的加固處理, 混凝土澆筑后, 地基因浸水引起不均勻沉降。 2. 模板剛度不夠, 以及過(guò)早拆模,也常常會(huì)導(dǎo)致不均勻沉陷裂縫出現(xiàn)。注意對(duì)松軟土、填土地基進(jìn)行必要的 夯實(shí)和加固,避免直接在松軟土或填土上制作預(yù)制構(gòu)件,模板一定要支撐牢固、拆模不得 早,構(gòu)件制作場(chǎng)地周圍應(yīng)做好排水,防止水管漏水或養(yǎng)護(hù)水浸泡地基?，F(xiàn)澆鋼筋混凝土板的裂縫分順主筋方向的裂縫和垂直于主筋方向的裂縫, 順主筋方向 的裂縫是由于施工時(shí)不注意將溫度筋踩移了位; 冬季施工拆除保溫材料時(shí), 混凝土與外界 溫差過(guò)大;夏季暴曬時(shí)