出版时间:2010-09-01 版 次:1 页 数:226 装 帧:平装 开 本:16开 所属分类:图书建筑建筑材料
混凝土裂缝产生的原因分析
1、塑性收缩裂缝
塑性裂缝多在新浇注的混凝土构件暴露于空气中的上表面出现，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。
塑性裂缝产生的主要原因为：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。
2、沉降收缩裂缝
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，裂缝呈梭形，其走向与沉陷情况有关，一般沿与地面垂直或呈30～45度角方向发展，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03～04mm，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。
3、温度裂缝
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350-550kg/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)。
由于混凝士的体积较大，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。
当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时，混凝士表面就会产生裂缝，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。
混凝土结构成型后，没有及时覆盖，表面水分散失快，体积收缩大，而混凝土内部湿度变化小，收缩也小，因而表面收缩变形受到内部混凝土的约束，出现拉应力，引起混凝土表面的收缩。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。
裂缝的防治措施
1、混凝土配合比设计时，在保证混凝土具有良好工作性的情况下，应尽可能的降低混凝土的单位用水量。
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03～05%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粱，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，在正常施工条件下．后浇缝间距20-30m。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。
6、严格控制混凝土原材料的的质量和技术标准，选用低水化热水泥，粗细骨料的含泥量应尽量减少(1～15%以下)。
7、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水剂。
8、采用综合措施，控制混凝土初始温度、混凝土温度和温度变化。引起温差裂缝浇筑时间尽量安排在夜间，最大限度降低混凝土的初凝温度。白天施工时要求在沙、石堆场搭设简易遮阳装置，或用湿麻袋覆盖，必要时向骨料喷冷水。混凝土泵送时，在水平及垂直泵管上加盖草袋，并喷冷水。
9、根据工程特点，可以利用混凝土后期强度，这样可以减少用水量，减少水化热和收缩。
（1）补偿收缩混凝土技术。
（2）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%。
扩展资料
加固技术
1、对于宽度小于02mm的混凝土表层微细独立裂缝，采用建固JGN环氧树脂结构胶直接密闭。
2、对于宽度大于02mm的独立贯通裂缝，采用压力灌注结构胶的方法进行补强，同时沿受拉方向或垂直于裂缝方向粘贴在要补强的结构上，形成一个新的复合体，使增强粘贴材料与原有钢筋混凝土共同受力增大结构的抗裂或抗剪能力，提高结构的强度、刚度、抗裂性和延伸性。
常用于根底修补的工字梁可以抵挡136~181kN的拉力，避免墙体弯曲，而10cm宽的碳纤维条可接受8至10倍这样的压力，其厚度只要32mm。
用碳纤维修补房屋裂缝有以下优点：
a、重量轻，厚度薄，基本不增加结构自重及截面尺寸。
b、适用面广，灵活性强，可用于各种类型和形状的结构构件加固。
c、施工方便快捷，不需要大型机具，没有湿作业，无需动火，无需其他固定措施，不受原结构形状限制。
d、高耐久性，由于不会生锈，非常适合在高酸、碱、盐及大气腐蚀坏境中使用。
基础大体积混凝土裂缝控制是建筑施工的一个难题，本文通过某办公楼工程基础混凝土浇筑实践的分析，从原材料、混凝土配合比设计、结构构造和施工养护措施等多方面对其进行探讨，同时提出一些经过实践检验，行之有效的裂缝控制措施。
一、工程概况
该工程总建筑面积71797平方米，地下2层，地上37层，裙楼4层，总高度1544米，为内筒外剪超高层结构。基础混凝土6300立方米，主楼、裙楼部分底板厚度为25米，核心筒底板最大厚度为63米。浇筑期间气温18℃～36℃。为确保混凝土工程质量，严格控制超规范裂缝出现，我们采用综合控温防裂措施，取得较为理想的效果。
二、主要控温防裂技术措施
1、严格控制原材料质量。浇筑前所有原材料均按有关规范抽检其质量指标。浇筑过程中，由施工单位不定期抽检商品混凝土搅拌站所用原材料质量，发现问题及时纠正。
2、按高性能混凝土确定配合比。该工程原设计用425R普通硅酸盐水泥配制C40混凝土，考虑到核心筒底板最大厚度达63米，采用425R普通硅酸盐水泥水化热较高，而且从高性能混凝土的观点出发，采用325R普通硅酸盐水泥可以满足强度要求，故采用325R普通硅酸盐水泥。
3、采用补偿收缩混凝土技术。采用补偿收缩混凝土是防止超规范裂缝出现的可行办法之一。我们筛选出优质膨胀剂，并在掺量及膨胀条件上予以充分考虑，为取得良好的防裂效果创造了必要条件。
4、增设构造钢筋防裂抗裂。在混凝土侧面增设φ12水平防裂钢筋，使水平钢筋间距不超过100毫米。该核心筒底板周长很大，其收缩值将十分明显，因此仅靠混凝土本身抗裂是不够的。实践证明在构造上适当增加防裂抗裂钢筋，对防止裂缝的出现起到了不可忽视的作用。
5、采取严格的养护措施。该工程采用了3项养护措施：混凝土表面收光后立即覆盖一层塑料薄膜，以防止早期失水出现塑性裂缝；根据测温结果，适时在塑料薄膜上覆盖2～3层棉毡保温，同时在混凝土中部设置冷却水管降温；在塑料薄膜下适时补水，以保证水泥和膨胀剂发挥补偿收缩作用的充分条件。
三、施工中注重的问题
1、测温点布置图测温点布置的原则应使不同施工区段、不同标高处的混凝土温升均能得到监控。该承台混凝土的施工方案为自北向南一次连续浇筑，混凝土的初凝时间控制在8～10小时，采用4台混凝土泵自北向南全断面推进，混凝土供应量应保证在初凝时间内，使流淌距离达15～20米的混凝土得以振捣密实并能及时覆盖。
该工程测温点布置采用“V”型布置，在混凝土断面上布置3～5个温度传感器，即25米厚处为3个温度传感器，5米厚处为5个温度传感器，保证不同施工区段、不同标高处的混凝土温升均可在显示屏上得到反映，从而及时指导温控工作。
2、关于混凝土内部的最高温升通常认为影响混凝土内部最高温升的主要因素为：混凝土配合比中的水泥强度等级、品种和水泥用量；混凝土入模湿度；混凝土厚度；混凝土内部冷却系统效率等。
取两个具有代表性的点：A点靠承台北侧（25米厚）一个点；B点为核心筒底板（5米厚）上一个点。浇筑该承台北侧（A点）时的气温为36℃，混凝土入模温度达29℃。混凝土浇筑顺序为从北向南连续浇筑，A点附近的混凝土最先完成浇筑，在较高入模温度作用下，水泥加速水化放热并在内部积聚，混凝土中心最高温度达到728℃，而5米厚B点处混凝土内部最高温度只有721℃。这一现象与混凝土温升规律相悖，究其原因在于泵送商品混凝土流动性较大（出机坍落度在220毫米以上），承台较厚，混凝土浇筑过程中流淌距离长达15～20米，因此在B点客观上形成了分层浇筑，从而使水泥水化热得以分层释放，避免了温峰迭加，使B点最高温升得以降低。
3、关于混凝土温差控制一般认为，大体积混凝土裂缝防治的关键在于控制混凝土温差小于25℃，最大不得超过30℃。但对于厚度和体量均较大，而且采取一次性连续浇筑的混凝土结构而言，在混凝土温升早期阶段，这一限定可适当放宽，这样不仅降低了施工和温控难度，而且有利于增进混凝土（掺活性矿物掺合料）早期强度，提高混凝土自身抗裂能力。
该承台25米厚A点处混凝土浇筑后22小时～34小时期间，混凝土中心与表面温差一度达到344℃，测温结束后检查该处混凝土均未出现裂缝。主要由于在混凝土浇筑早期升温阶段强度较低或呈塑性状态，混凝土弹性模量很小，由变形变化引起的应力很小，温度应力可忽略不计。但在混凝土降温阶段，温差必须控制在30℃以内，而且降温速率不能过快，否则很容易引发温度收缩裂缝。该承台25米厚处降温速率平均为15℃/天，5米厚处降温速率平均为139℃/天。实践表明，养护温度越高，掺用活性矿物掺合料的结构内部混凝土强度越高。因此，该承台C40混凝土14天强度应超过标准强度的80%，由温差引起的收缩应力远小于该龄期混凝土的抗拉强度，所以没有出现温度裂缝。
四、结束语
该承台采用掺粉煤灰和膨胀剂的补偿收缩混凝土，增设了水平抗裂钢筋，从材料和构造角度提高了混凝土抗裂能力。同时采用分层浇筑，一次连续完成6300立方米混凝土的整体浇筑施工。在施工和养护期间，对全场混凝土进行了温度测控。混凝土拆膜后，侧面平整光滑，表面未出现任何有害裂缝。该承台混凝土施工实践证明：
1）采用“双掺”、补偿收缩技术和60天甚至90天龄期强度验收，优选配合，尽可能减少水泥用量，可以最大程度地降低混凝土温升，为混凝土防裂抗裂创造有利条件；
2）增设抗裂构造钢筋，可有效减少混凝土表面裂缝；
3）混凝土施工采用分层浇筑，可延长水泥水化放热时间，减缓混凝土降温速率，减小温度应力，有利于控制混凝土内部收缩裂缝；
4）混凝土表面及时充分补水养护是充分发挥膨胀剂效能，防止超规范裂缝出现的重要条件。
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