浅析大体积混凝土裂缝

1、中国石油大学 网络教育学院本 科 生 毕 业 论 文（设 计） 题 目：浅析大体积混凝土裂缝学习中心： XXXXXXX 层 次： 专升本 专 业： 土木工程 年 级： XXXXX 学 号： XXXXXXXX 学 生： XXXXX 指导教师： 王云洋 完成日期： 2015年 10月 15日内容摘要混凝土施工中大体积混凝土构件普遍会遇到裂缝控制问题，并且浇筑过程中的裂缝控制是长期困扰人们的一个难题。这是因为一方面混凝土体积大，另一方面这些部位混凝土标号相对较高，因此更易开裂。并且聚集大量的水化热会导致混凝土的内外散热不均，混凝土内外温差较大可能导致混凝土出现裂缝。其性能与原状混凝土性能相差很大，尤

2、其是对耐久性（渗透性）的影响更大，裂缝会加速混凝土碳化和钢筋锈蚀，并产生恶性循环，严重破坏混凝土结构的安全性和耐久性。通过修改完善设计、优化原材料、合理设计配合比、强化施工技术和管理、外加纤维等措施，能较好地解决了大体积混凝土裂缝控制问题。所以对大体积混凝土裂缝进行研究具有重要的意义。本文首先简要概述了研究的背景及国内外的研究现状，进而分析了大体积混凝土裂缝产生的三大主要原因：水泥水化热、收缩裂缝以及外界气温变化等。其次阐述了注意原材料的选择，采用合理的施工方法以及科学合理的养护措施等大体积混凝土裂缝的预防措施。再次针对已经出现大体积裂缝的处理，概述了表面修补法、填充法、结构补强法以及灌浆法等

3、大体积混凝土裂缝的处理方法。最后本文具体分析了两个实际工程案例，分析工程的预防处理措施以及取得的效果。关键词：大体积混凝土；裂缝；裂缝控制；处理措施目 录内容摘要1引 言11 大体积混凝土及其开裂机理分析51.1 大体积混凝土概述51.2 大体积混凝土开裂机理分析51.2.1 温度裂缝51.2.2 收缩裂缝61.2.3 结构裂缝72 大体积混凝土裂缝控制92.1 注意原材料的选择92.1.1 选好原材料92.1.2 加强结构设计92.2 采用合理的施工方法92.2.1 降低浇筑温度和水化热92.2.2 降低内外温差102.2.3 强化混凝土全程养护102.2.4 改善约束条件的措施102.3

4、科学、合理的养护措施112.3.1 采用综合措施， 控制混凝土初始温度112.3.2 采用综合措施， 提高混凝土抗裂能力113 大体积混凝土裂缝的处理方法123.1 表面修补法123.1.1 涂覆法123.1.2 增加整体面层123.1.3 压抹环氧胶泥123.2 填充法133.3 结构补强法133.3.1 碳纤维片材加固法133.3.2 外包钢加固法133.4 灌浆法143.4.1 灌浆方式143.4.2 灌浆方法144 案例分析164.1 某水电站大坝裂缝预防分析164.1.1 工程概况164.1.2 预防措施164.1.3 取得的效果174.2 案例二某写字楼裂缝处理分析184.2.1

5、工程概况184.1.2 处理方法194.1.3 取得效果206 结论16参考文献17引 言近年来，随着我国改革开放的不断深入，经济快速的发展，使得我国的建筑行业也得到了迅速的发展，因此建筑技术以及建筑规模均得到不同程度的扩大，诸多城市出现了大型现代化技术设施，而且这一趋势还在继续增加，而众所周知混凝土结构具有价格便宜质量好等特性的材料，施工操作较为方便，可装饰性极强，此外其承载力也非常大，也受到人们越来越多的喜爱，所以大体积混凝土已成为大型设施或结构的重要组成部分。因 此 ， 探 讨 裂 缝 产 生 的 原 因 和 预 防 措 施 对 防 止大 体 积 混 凝 土 裂 缝 的 出 现 有 着

6、重 要 的 意义。 对于大体 积 混 凝 土 裂 缝 控 制 的 系 统 研 究 ， 是 从 2 0 世 纪 3 0 年 代 中 期 美 国 修 建当 时 世 界 上 最 高 大 的 混 凝 土 建 筑 物胡 佛 坝 开 始 的 。 3 0 年 代 初 期 ， 美 国 所 修 建 的 几 座 混 凝 土 坝 产 生 了 裂 缝 ， 所 以 美 国 商 务 局 在 修 建 胡 佛 坝 时， 进 行 了 系 统 的 温 度 场 及 温 度 应 力 的 研 究 ， 提 出 了 柱 状 分 块 ， 薄 层 浇 筑 ， 并 采 用 水 管 冷 却 ， 低 热 水 泥 等 降 温 措 施 ， 从 而 防

7、止 了 危 害 性 裂缝的形成。这种研究 成 果 至 今 仍 有 普 遍 影 响 。 随 着 科 技 进 步 ， 管 理 水 平 的 提 高 ， 4 0 年 代 美 国 陆 军 工 程 师 团 又 发 展 了 预 冷 骨 料 ， 通 仓 浇 筑 方 法 ， 规 定 混 凝 土 出 机 温 度 应 控 制 在 1 0 以 下 ， 6 0 年 代 又 采 取 了 新的 措 施 来防止表面裂缝。以上这 一 系 列 措 施 基 本 上 都 是 从 控 制 混 凝 土 浇 筑 块 温 度 变 化 幅 度 着 眼 的 ， 一 直 沿 用 至 今 ， 行 之 有 效 。 从 实 际 设 计 和 施 工 水

8、平 方 面 看 ， 自 4 0 年 代 至 今 ， 各 国 ( 如 美 国 、 俄 罗 斯 、 巴 西 和 中 国 等 ) 对 大 体 积 棍 凝 土 的 裂 缝 问 题 的 研 究 都 做 了 深 入 的 探 讨 ， 并 提 出 了 一 些 防 止裂缝出现的 措施。就国内而言，袁勇分析了现浇混凝土早期性能特点和早期应力、应变发展规律介绍了结构特性、环境因素对混凝土性质变化作用机理。提出了混凝土结构的时变应力分析理论。对早期裂缝控制的基本理论与实际应用方法进行了阐述。刘海成在大体积混凝土应力场计算中，混凝土的弹性模量和徐变变形都与温度有关，温度场应力场存在耦合现象。根据温度损伤和温度对徐变的影

9、响,建立了考虑温度影响的混凝土弹性模量表达式和徐变应变计算的递推公式。应用粘弹性与损伤耦合和正交各向异性损伤理论,描述了混凝土在高应力水平下的非线性徐变特性和由于微裂缝扩展引起的刚度退化与应变软化,建立了考虑温度影响的大体积混凝土结构应力场分析的有限元表达式。程志:超大体积混凝土在水泥水化时,会形成外低内高的温差,这种温差会使超大体积混凝土内部温度分布不均匀,会引起质点发生的变形不一致,从而产生内约束。超大体积混凝土中心由于温度较高,所产生的热膨胀也较表面大,因而在混凝土中心产生压应力,而表面则产生拉应力。当表面拉应力超过混凝土的抗拉强度时,就会在超大体积混凝土的外表面产生裂缝,这种裂缝比较分

10、散、裂缝宽度小、深度也很小,俗称表面裂缝。它一般发生在浇筑后的温度上升阶段,是由于混凝土体积发生膨胀所形成的。国内的理论研究为本文的研究奠定了很好的基础，也为本文的实际应用研究提供了很好的参考。全文共分为五部分：第一部分是全文的引言，提出本文研究对象和意义。第二部分介绍了大体积混凝土及其开裂机理分析，主要对大体积混凝土进行介绍，并对大体积混凝土裂缝的具体原因进行探究，第三部分介绍对大体积混凝土裂缝控制，介绍大体积混凝土裂缝控制预防措施，第四部分概述大体积混凝土裂缝的处理方法，对出现的大体积混凝土裂缝的处理措施进行概述，第五部分是案例分析，引入大体积混凝土应用案例，针对案例的水工大体积混凝土的裂

11、缝产生原因以及对策进行系统的研究，最后是全文的总结。1 大体积混凝土及其开裂机理分析1.1 大体积混凝土概述我国大体积混凝土施工规范GB50496-2009里规定：混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土，称之为大体积混凝土。现代建筑中时常涉及到大体积混凝土施工，如高层楼房基础、大型设备基础、水利大坝等。它主要的特点就是体积大，一般实体最小尺寸大于或等于1m.它的表面系数比较小，水泥水化热释放比较集中，内部升温比较快。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

12、析它，来保证施工的质量。各 国 的 规 定 不 尽 相 同 ， 具 体 如 下 ： 美 国 混 凝 土 协 会 （ A C I ） 以 对 大 体 积 混 凝 土 的 定 义 为 ： 体 积 大 到 必 须 对 水 泥 的 水 化 热 及 其 带 来 的 相 应 体 积 变 化 采 取 措 施 ，才能 尽 量 减 少 开 裂 的 一 类 混 凝 土 。 日 本 建 筑 学 会 标 准 （ J A S S S ） 规 定 ： 结 构 断 面 最 小 尺 寸 在 8 0 c m 以 上 ， 水 化 热 引 起 的 混 凝 土 内 的 最 高 温 度 与 外 界 气 温 之 差 ， 预 计 超 过

13、2 5 的 混 凝 土 ， 称 为 大 体 积 混 凝 土 。 国 际 预 应 力 协 会 （ F I P ）规 定： “ 凡 是 混 凝 土 一 次 浇 筑 最 小 尺 寸 大 于 0 . 6 m ， 特 别 是 水 泥 用 量 大 于 4 0 0 k g / m 3 时 ， 应 考 虑 采 用 水 化 放 热 慢 的 水 泥 或 采 取 其 它 降 温 散 热 措 施” 。大体积混凝土一般在水工建筑物里常见，类似混凝土重力坝等1.2 大体积混凝土开裂机理分析混凝土结构在建设和使用中出现不同程度、不同形式的裂缝，这是一个相当普遍的现象。一般来说大体积混凝土开裂主要有温度裂缝、收缩裂缝以及结构

14、裂缝。1.2.1 温度裂缝大体积砼硬化期间，由于结构断面大、水泥用量多，水泥水化时释放水化热会产生较大的温度变化和收缩作用，由此形成较为复杂的膨胀或收缩应力，致使砼产生裂缝，所产生的裂缝主要有两类：（1）表面裂缝：砼浇筑后，水泥水化热较大，使砼温度上升。当聚集在砼内部的水泥水化热不易散发时，砼内部温度将明显升高，而砼表面通常散热较快，形成内外温差，使砼内部产生压应力，表面产生拉应力，当拉应力超过砼抗拉强度时，砼表面就会产生表面裂缝。此外当砼的塌落度较大时，砼表面水分蒸发引起的体积收缩也会使砼产生表面裂缝。（2）贯穿裂缝：大体积砼降温时，由于砼温度降低引起体积收缩，砼水分蒸发也会引起体积收缩变形

15、。但如果受到地基或结构边界条件的约束时，结构内部便会产生巨大的收缩应力（拉应力），当拉应力大于砼抗拉强度时，砼整个界面会产生贯穿裂缝，或称为结构性裂缝，给工程带来极大危害，直接影响结构的安全性能和抗渗性能。混凝土内部和外部的温差过大会产生裂缝。温差裂缝产生的主要原因是水泥水化热引起的混凝土内部和混凝土表面的温差过大。特别是大体积混凝土更易发生此类裂缝。温差的产生主要有三种情况：第一种是在混凝土浇筑初期，这一阶段产生大量的水化热，形成内外温差并导致混凝土开裂，这种裂缝一般产生在混凝土浇筑后的第3天(升温阶段)。另一种是在拆模前后，这时混凝土表面温度下降很快，从而导致裂缝产生。第三种情况是当混凝土

16、内部温度高达峰值后，热量逐渐散发而达到使用温度或最低温度，它们与最高温度的差值即内部温差。这三种温差都会产生裂缝，但最严重的是水化热引起的内外温差。大体积混凝土的裂缝成因较为复杂，影响因素也较多。但主要由以下因素引起的：（1）水泥的水化热大体积混 凝 土 在 浇 筑 凝 结 后 ， 水 泥 在 水 化 过 程 中 会 释 放 大 量 的 水 化 热 。 而 大 体 积 混 凝 土 结 构 物 断 面 尺 寸 较 大 较 厚 ， 水 泥 释 放 的 热 量 聚 集 在 混 凝 土 内 部 不 易 散 发 ， 使 结 构 物 内 部 温 度 急 剧 升 高 ， 通 常 在 3 - 5 日 内 温

17、度 达 到 最 高 值 。 温 度 变 化 产 生 体 积 胀 缩 ， 受 到 约 束 而 产 生 压 应 力 。 混 凝 土 在 浇 筑 初 期 ， 由 于 它 是 热 的 不 良 导 体 ， 其 强 度 和 弹 性 模 量 都 很 低 ， 对 水 化 热 引 起 的 急 剧 温 变 约 束 不 大 ， 相 应 的 温 度 应 力 也 小 。 随 着 混 凝 土 龄 期 的 增 长 、 弹 性 模 量 和 强 度 的 提 高 ， 对 混 凝 土 内 部 降 温 收 缩 的 约 束 愈 来 愈 大 ， 以 致 产 生 很 大 的 拉 应 力 。 拉 应 力 超 过 此 时 混 凝 土 的 极

18、限 抗 拉 强 度 就 产 生 温 度 裂缝。（2）约束条件在大体积混 凝 土 中 ， 一 般 有 内 部 约 束 和 外 部 约 束 两 种 情 况 。 内 部 约 束 是 由 于 内 部 水 泥 水 化 热 不 易 散 发 ， 表 面 则 易 散 发 ， 使 表 面 温 度 低 于 内 部 ， 即 由 温 差 形 成 。 相 对 而 言 ， 内 部 体 积 膨 胀 受 表 面 约 束 处 于 受 压 状 态 ， 表 面 体 积 则 收 缩 （ 特 别 是 遇 气 温 骤 降 ， 或 过 水 ） 受 内 部 约 束 ， 产 生 拉 应 力 6 。 浇 筑 在 基 岩 或 老 混 凝 土 上

19、的 混 凝 土 ， 在 逐 步 降 温 的 过 程 中 ， 将 会 冷 缩 ， 但 由 于 受 到 基 岩 或 老 混 凝 土 的 约 束 ， 将 会 产 生 拉 应 力 。 当 其 超 过 混 凝 土 的 极 限 抗 拉 强 度 时 ， 就 可 能 出 现 贯 穿 性 裂 缝 。 这 种 温 度 变 形 约 束 是 外 部 约 束。（3）环境温度的变化大体积混凝土结构在 施 工 阶 段 ， 受 外 界 气 温 的 变 化 影 响 很 大 。 外 界 气 温 愈 高 ， 混 凝 土 的 浇 筑 温 度 也 愈 高 ； 如 外 界 温 度 下 降 ， 又 增 加 混 凝 土 的 降 温 幅 度

20、， 特 别 是 气 温 骤 降 会 大 大 增 加 外 层 混 凝 土 与 内 部 混 凝 土 的 温 度 梯 度 ， 这 对 大 体 积 混 凝 土 极 为 不 利 。 混 凝 土 的 内 部 温 度 是 浇 筑 温 度 、 水 化 热 的 绝 热 温 度 和 结 构 散 热 降 温 等 各 种 温 度 的 叠 加 之 和 ， 而 温 度 应 力 则 是 由 温 差 所 引 起 的 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

21、-65，防止混凝土内外温差引起的过大温度应力就显得更为重要。（4）混凝土的收缩变形混凝土的拌 和 水 中 ， 约 2 0 % 的 水 分 是 水 泥 硬 化 所 必 需 的 ， 其 余 8 0 % 的 水 分 要 蒸 发。 混 凝 土 水 化 作 用 时 产 生 的 体 积 变 形 称 为 “ 自 身 体 积 变 形 ” 。 该 变 形 多 数 是 收 缩 变 形 ， 少 数 是 膨 胀 变 形 ， 这 主 要 取 决 于 胶 泥 材 料 的 性 质 。 混 凝 土 中 多 余 水 分 的 蒸 发 是 引 起 结 构 体 积 干 缩 变 形 开 裂 的 主 要原因之一。混凝土内部和外部的温差过

22、大会产生裂缝。温差裂缝产生的主要原因是水泥水化热引起的混凝土内部和混凝土表面的温差过大。特别是大体积混凝土更易发生此类裂缝。温差的产生主要有三种情况：第一种是在混凝土浇筑初期，这一阶段产生大量的水化热，形成内外温差并导致混凝土开裂，这种裂缝一般产生在混凝土浇筑后的第3天(升温阶段)。另一种是在拆模前后，这时混凝土表面温度下降很快，从而导致裂缝产生。第三种情况是当混凝土内部温度高达峰值后，热量逐渐散发而达到使用温度或最低温度，它们与最高温度的差值即内部温差。这三种温差都会产生裂缝，但最严重的是水化热引起的内外温差。温度裂缝的 走 向 通 常 无 一 定 规 律 ， 大 面 积 结 构 裂 缝 常

23、 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

24、 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。1.2.2 收缩裂缝一、收缩分为1、塑性收缩2、化学收缩3、物理收缩4、碳化收缩影响因素有：1）集料含量：混凝土产生收缩主要组成是水泥石，增加集料的相对含量即可减少收缩。2）集料的质量：在配合比一定时，采用弹性模值较高的集料，可以减少收缩。3）单位用水量，在混凝土中，水泥与水经水化反应而产生凝胶，凝胶吸湿则膨胀、干燥则收缩。因此单位用水量对混凝土收缩有较大影响。4）相对湿度：周围介质对相对湿度是影响混凝土收缩的重要因素，相对湿度越小，收缩越大。5）养护方法延长潮湿养护期，可以推

25、迟混凝土收缩的开始但影响甚微。但是压力蒸养收缩减小显著。6)外加剂不同外加剂对混凝土收缩影响不同，其中氧化钙对混凝土收缩影响最大。收缩裂缝包括：混凝土硬化前失水产生的塑性收缩，水泥水化过程产生的化学收缩和自生收缩，混凝土降温过程产生的温降收缩，以及混凝土硬化后干燥失水产生的干缩。这些收缩单独或同时作用，都可能导致混凝土裂缝，统称收缩裂缝。自身收缩是混 凝 土 收 缩 的 一 个 主 要 来 源 。 自 身 收 缩 与 干 缩 一 样 ， 是 由 于 水 的 迁 移 而 引 起 的 。 但 它 不 是 由 于 水 向 外 蒸 发 散 失 ， 而 是 因 为 水 泥 水 化 时 消 耗 水 分 造

26、 成 凝 胶 孔 的 液 面 下 降 形 成 弯 月 面 ， 产 生 所 谓 的 自 干 燥 作 用 ， 导 致 混 凝 土 体 的 相 对 湿 度 降 低 及 体 积 减 小 而 最 终 自 身 收 缩 。 水 灰 比 对 自 身 收 缩 影 响 较 大 ， 一 般 来 说 ， 当 水 灰 比 大 于 0 . 5 时 ， 其 自 干 燥 作 用 和 自 身 收 缩 与 干 缩 相 比 小 得 可 以 忽 略 不 计 ； 但 是 当 水 灰 比 小 于 0 . 3 5 时 ， 体 内 相 对 湿 度 会 很 快 降 低 到 8 0 % 以 下 ， 自 身 收 缩 与 干 缩 则 几 乎 各 占

27、 一 半 。 自 身 收 缩 主 要 发 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 缩 大 部 分 甚 至 全 部 已 经 完 成 。 在 大 体 积 混 凝 土 里 ， 即 使 水 灰 比 并 不 低 ， 自 身 收 缩 量 值 也 不 大 ， 但 是 它 与 温 度 收 缩 叠 加 到 一 起 ， 就 要 使 应 力 增 大 ， 所 以 在 水 工 大 坝 施 工 时 早 就 将 自 身 收 缩 作 为 一 项 性 能 指 标 进 行 测 定 和 考 虑 。 但 是 ， 许 多 断 面 尺 寸 虽 不 很 大 ， 且

28、 水 灰 比 也 不 算 小 的 混 凝 土 ， 也 必 须 考 虑 水 化 热 及 随 之 引 起 的 体 积 变 形 问 题 ， 以 最 大 限 度 减 少 开 裂 影 响 ， 也 需 要 考 虑 将 温 度 收 缩 和 自 身 收 缩 叠 加 的 影响。干缩裂缝多出 现 在 混 凝 土 养 护 结 束 后 的 一 段 时 间 或 是 混 凝 土 浇 筑 完 毕 后 的 一 周 左 右 。 水 泥 浆 中 水 分 的 蒸 发 会 产 生 干 缩 ， 且 这 种 收 缩 是 不 可 逆 的 。 干 缩 裂 缝 的 产 生 主 要 是 由 于 混 凝 土 内 外 水 分 蒸 发 程 度 不 同

29、 而 导 致 变 形 不 同 的 结 果 ： 混 凝 土 受 外 部 条 件 的 影 响 ， 表 面 水 分 损 失 过 快 ， 变 形 较 大 ， 内 部 湿 度 变 化 较 小 变 形 较 小 ， 较 大 的 表 面 干 缩 变 形 受 到 混 凝 土 内 部 约 束 ， 产 生 较 大 拉 应 力 而 产 生 裂 缝 。 相 对 湿 度 越 低 ， 水 泥 浆 体 干 缩 越 大 ， 干 缩 裂 缝 越 易 产 生 。 干 缩 裂 缝 多 为 表 面 性 的 平 行 线 状 或 网 状 浅 细 裂 缝 ， 宽 度 多 在 0 . 0 5 0 . 2 m m 之 间 ， 大 体 积 混 凝

30、 土 中 平 面 部 位 多 见 ， 较 薄 的 梁 板 中 多 沿 其 短 向 分 布 。 干 缩 裂 缝 通 常 会 影 响 混 凝 土 的 抗 渗 性 ， 引 起 钢 筋 的 锈 蚀 影 响 混 凝 土 的 耐 久 性 ， 在 水 压 力 的 作 用 下 会 产 生 水 力 劈 裂 影 响 混 凝 土 的 承 载 力 等 等。 混 凝 土 干 缩 主 要 和 混 凝 土 的 水 灰 比 、 水 泥 的 成 分 、 水 泥 的 用 量 、 集 料 的 性 质 和 用 量 、 外 加 剂 的 用 量 等 有 关 。 水 灰 比 的 变 化 对 干 缩 和 自 缩 的 影 响 正 相 反 ，

31、即 当 混 凝 土 的 水 灰 比 降 低 时 干 缩 减 小 ， 而 自 缩增大。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 2 0 3 0 c m ， 较 长 的 裂 缝 可 达 2 3 m ， 宽 1 5 m m 。 其 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

32、， 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。1.2.3 结构裂缝结构裂缝一般分为结 构 沉 陷 裂 缝 和 由

33、 荷 载 计 算 差 错 引 起 的 。 由 于 基 础 沉 降 和 模 板 支 设 等 原 因 产 生 的 结 构 裂 缝 较 荷 载 计 算 差 错 的 产 生 的 裂 缝 多 ， 这 种 结 构 性 裂 缝 一 般 不 会 发 生 ， 但 如 果 发 生 ， 后 果将是不堪设想。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

34、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 ， 其 走 向 与 沉 陷 情 况 有 关 ， 一 般 沿 与 地 面 垂 直 或 呈 3 0 4 5 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 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。 荷 载 设 计 方 面

35、 主 要 是 对 复 杂 环 境 考 虑 不 足 ， 对 于 结 构 受 力 和 应 力 集 中 部 位 计 算 错 误 等 ， 受 外 力 及 水 力 作 用 会 发 生 ， 具 有 较 强 的 专 业 特 点。2 大体积混凝土裂缝控制大体积混凝土裂缝的预防措施根据不同情况，主要有注意原材料的选择、采用合理的施工方法以及科学合理的养护措施10。2.1 注意原材料的选择2.1.1 选好原材料（1）优先选用中热硅酸盐水泥， 因为该水泥具有较低的水化热， 同时抗裂性能也较好。（2）选择线膨胀系数小、岩石弹性模量较低、表面清洁无弱包裹层、级配良好的骨料。（3）在混凝土中掺用优质粉煤灰提高混凝土的耐久

36、性，减少收缩，降低胶凝材料体系的水化热， 提高混凝土的抗裂性能。（4）复掺高效减水剂和引气剂，减少大体积混凝土单位用水量和胶凝材料用量， 改善新拌混凝土的工作度。2.1.2 加强结构设计（1）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。（2）在混凝土受拉的部位采用膨胀混凝土补偿硬化过程中的收缩，或采用纤维混凝土提高混凝土的抗裂能力。（3）根据工程特点，在某些部位充分利用混凝土后期强度，以减少水泥用量，减少水化热和收缩。（4）相互接触的两种混凝土强度等级不要相差过大，必要时设置过渡混凝土。2.2 采用合理的施工方法为了防止温度裂缝，可以采用降低混凝土的浇筑温度，控制各区域的

37、温度梯度，改善约束条件，提高混凝土的抗裂强度等措施。2.2.1 降低浇筑温度和水化热（1）优先选用低发热量的水泥，如矿渣水泥、明矾水泥、大坝水泥，可减少水化热引起的绝热温升。（2）采用改善骨料级配，适当掺加大块石，适量掺加混合材料，减小砂率等措施来减少水泥用量，将水泥用量尽量控制在450kg/m3以下，以减少水泥水化热。（3）降低水灰比，一般混凝土的水灰比控制在0.6以下，降低水化热。（4）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，可进一步降低混凝土的浇筑温度。（5）在混凝土中掺加适量的具有减水、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，便

38、于分段分层施工，降低水化热，推迟热峰的出现时间。（6）避免炎热的夏季施工，不宜中午浇筑。如在高温季节浇筑，可考虑在骨料堆放处搭设遮阳板，避免日光直射。低温入模，低温养护，必要时可采用冰块降低混凝土原材料的温度等措施来控制混凝土的温升。2.2.2 降低内外温差在大体积 混 凝 土 内 部 设 置 若 干 冷 却 管 道 ， 通 入 冷 水 或 者 冷 气 进 行 内 部 散 热 ， 减 小 混 凝 土 的 内 外 温 差 。 对 大 体 积 混 凝 土 结 构 进 行 蓄 水 养 护 亦 是 一 种 较 好 的 办 法 。 混 凝 土 终 凝 后 ， 在 其 表 面 蓄 存 一 定 深 度 的

39、水 。 由 于 水 的 导 热 系 数 为 0 . 5 8 W / m k ， 具 有 一 定 的 隔 热 保 温 效 果 ， 这 样 可 延 缓 混 凝 土 表 面 水 化 热 的 降 温 速 率 ， 缩 小 混 凝 土 中 心 和 混 凝 土 表面的温差。2.2.3 强化混凝土全程养护（1）加强混凝 土 养 护 。 混 凝 土 浇 筑 后 ， 及 时 用 湿 润 的 草 帘 、 麻 袋 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 ，

40、 以防止寒潮袭击。（ 2 ） 在 坝 岸 结 合 部 的 混 凝 土 结 构 拆 模 后 ， 应 尽 快 回 填 土 ， 避 免 气 温 的 较 大 变 化产生的 有 害 影 响 ， 同 时 亦 可 延 缓 降 温 速 率，避免裂缝产生。2.2.4 改善约束条件的措施（1）合理安排施工 工 序 ， 分 层 、 分 块 浇 筑 。 由 于 大 体 积 混 凝 土 的 温 度 应 力 与 结 构 尺 寸 相 关 ， 混 凝 土 一 次 浇 筑 的 结 构 尺 寸 越 大 ， 温 度 应 力 越 大 。 因 此 采 用 该 措 施 有 利 于 减 轻 约 束 、 缩 小 约 束 范 围 和 进 行

41、散 热 ， 确 保 混 凝 土 自 由 伸 缩 达 到 释 放 温 度 应 力 的 目的。（2）避免应 力 集 中 。 在 孔 洞 周 围 、 断 面 突 变 部 位 、 转 角 处 等 ， 由 于 温 度 变 化 和 混 凝 土 收 缩 ， 会 产 生 应 力 集 中 而 导 致 裂 缝 。 为 此 ， 可 在 孔 洞 四 周 增 配 斜 向 钢 筋 、 钢 丝 网 ; 在 断 面 突 变 处 ， 可 作局部处理使断面逐渐过渡，同时增配抗裂钢筋。（3）预留温度伸缩缝，减少约束。（4）各块体平行施工，避免相邻浇筑块过大的高差和侧面长期暴露。相邻坝块的高差控制在8m以内。2.3 科学、合理的养护

42、措施2.3.1 采用综合措施， 控制混凝土初始温度（1）降低混凝 土 浇 筑 温 度 ： 通 过 骨 料 水 冷 和 风 冷 降 温 、 加 冰 和 加 冷 却 水 拌 和 、 各 生 产 环 节 加 强 保 温 以 免 冷 量 损 失 ， 降 低 混 凝 土 初 始 温 度 ， 减 少 和 避 免 裂 缝 风 险 。 （ 2 ） 人 工 控 制 混 凝 土 后 期 温 升 : 坝 体 内 埋 设 冷 却 水 管 和 风 管 、 表 面 洒 水 冷 却 、 表 面 保 温 材 料 保 护 。 （ 3 ） 浇 筑 时 间 尽 量 安 排 在 夜 间 ， 、 最 大 程 度 降 低 混 凝 土 的

43、 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 采 用 泵 送 时 ， 在 水 平 及 垂 直泵管上加盖草袋，并喷冷水。2.3.2 采用综合措施， 提高混凝土抗裂能力（1）加强混凝土的浇灌振捣， 如采用两次振捣技术， 改善混凝土强度， 提高抗裂性。（2）科学掌握混凝土拆模时间， 控制拆模后混凝土表面温度下降幅度， 拆模时混凝土的强度， 一般不低于5MPa。3 大体积混凝土裂缝的处理方法如果没有有 效 的 预 防 措 施 ， 或 者 大 体 积 混 凝

44、 土 的 使 用 条 件 恶 劣 ， 会 使 大 体 积 混 凝 土 工 程 产 生 裂 缝 ， 对 于 这 些 已 经 产 生 的 裂 缝 ， 需 要 有 一 些 处 理 方 法 ， 来 保 证 大 体 积 混 凝 土 的 正 常工作。1选择合适的原材料其自身收缩是混凝土硬化过程中水泥与水发生水化反应生成新的化学物质，导致自身体积缩小。混凝土自身收缩的大小与水灰比、细掺料的活性、水泥细度等因素有关。用水量越大，水灰比越高，混凝土收缩越大；水泥细度越大，混凝土的收缩越大，且发生的收缩时间越长；水泥的选用同时还要综合考虑工程特点和气候环境及施工条件的影响进行合理选择，特别是有抗渗要求、快硬要求、

45、厚大体积等要求的混凝土；因此选用大的骨料,并尽可能的多用骨料，则可以减小干缩，同时要严格控制粗细骨料的含泥量。选择最佳粗细骨料级配，严格水灰比，增加混凝土密实度，减少收缩、徐变。2改进浇筑施工工艺优化浇筑工艺，“斜面分层，薄层浇筑，连续推进；降低混凝土内外温差，“内排”并“外保”，一般要求混凝土内外温差不超过25，具体实施办法为：降温冷却水管布设：在浇筑墙体混凝土前，钢筋绑扎好后立模前预先在混凝土内按1m的层距（距顶底面距离为0.50m）布设降温冷却水管（准30mm的薄壁钢管），混凝土浇注完成后，即可在该层水管内通水。通过水循环，带走砼内部的热量，使混凝土内部的温度降低到要求的限度。搅拌工艺：

46、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，从而节约水泥，并进一步减少水化热和裂缝。振捣工艺：混凝土分层浇筑，分层振捣，适当控制入模厚度和振动技术，每层浇筑厚度为40c，设置施工缝联结钢筋。待每薄层混凝土全断面布料振捣完毕，再从一头向另一头循环浇筑。因墙体高达6.0m，下部2m部分的混凝土浇注需用溜槽、串筒入模。分层浇筑，每层灌注须在下层混凝土未初凝前完成，以防出现施工冷缝。混凝土振捣采用直径50mm的插入式振捣器沿墙体浇筑的顺序方向振捣。振捣时插入下层混凝土510cm，振捣时间以混凝土表面翻浆出气泡为准。混凝土

47、在浇筑振捣过程中会产生多少不等的泌水，需配备一定数量的工具如大铁勺等用以排出泌水。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，并减少较成熟和完善了，但现场实际施工过程中采用改进工艺的方法还是相对较少，主要因素还是增加了施工工序，同时也增加了投入成本；此外在实际浇筑中技术交底和班组管理不到位，也是影响混凝土最终成型质量。尤其在振捣工艺中，在不增加工序和成本投入的情况下，无固定振捣操作工、不严格分层振捣、振捣布点不均匀、边角少振漏振、振捣时间不足等现象在实际施工中也经常出现，严重影响最终质量。合肥瑶海开发区06年建设的市政

48、混凝土道路有数条已经出现大面积的版面崩边、开裂，经检测分析商品混凝土质量没问题，主要还是不密实，振捣工艺不过关。3外加剂和掺合料，在混凝土中掺入适量外加剂，可以使混凝土获得早强高强、缓凝等性能，掺入减水剂可大幅度减少拌合水用量，在较低的水灰比下，混凝土仍能较好地成型密实，获得较高的强度，减少干缩量；在混凝土中加入掺合料，可提高水泥石的密实度，改善水泥石与集料的界面粘结强度，提高混凝土强度。因此适量在混凝土中掺入高效减水剂和掺合料也是改善混凝土性能减少收缩裂纹的有效办法。4后期养护及数据采集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

49、。混凝土浇注完毕后即转入养护阶段。以下是在养护的几个要点：采取严格的养护保护措施。三项养护措施：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两层土工布保温，同时在混凝土中设置冷却水管降温；在塑料薄膜下适时补水，以保证水泥发挥补偿收缩作用的充分条件。在埋设冷却水管时在混凝土中一起布设测温点，并在养护中通过测温点的温度测量指导降温、保温工作的进行，从而控制混凝土内外温差不大于25。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。在两条长边墙体各取三个具有代表性的点，该工程在墙体垂直方向的上、中、下三个位置布置6个测温孔，

50、保证不同施工区段混凝土温升均可得到反映，从而及时指导温控工作。浇筑结束后安排专人对测点进行温度记录，及时调整循环水的温度，确保降温效果。冷却完毕后，水管口用与墙体强度等同的水泥浆封闭，水泥中应加入微膨胀剂。在气温较高（尤其超过30）时，浇水养护是保证砼强度的关键。工地现场使用小型水泵浇水，并在砼浇筑12小时内对砼覆盖塑料薄膜养护。薄膜养护采用一次性材料，始终保持塑料薄膜内有凝结水，后续工序应尽量避免对塑料薄膜的破坏。避免了混凝土因干燥而产生干缩裂纹。养护一般在7天以上。3.1 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

51、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。常用的方法为涂覆法，增加整体面层，压抹环氧胶泥，环氧浆液粘玻璃网格布，表面缝合等。 3.1.1 涂覆法混凝土表面出现数量较多的表面裂缝时

52、，采用手工或机械喷涂方法，将修补材料涂覆于混凝土表面，起到表面封闭作用。涂膜厚度在0.32.5mm之间，厚度大者适应裂缝变化能力强。选用修补材料时应考虑使用条件(室内、室外、环境温湿度变化，介质腐蚀情况)以及裂缝活动情况等，例如，要求耐磨的地坪可选用环氧沥青涂料，聚氨酷涂料，聚氨酷沥青涂料等刚性涂料，不稳定的裂缝修补可选用聚氨酷弹性体，橡胶型丙烯酸酷涂料等弹性涂料。 3.1.2 增加整体面层混凝土表面裂缝数量较多，分布面较广时，常采用增加一层水泥砂浆或细石混凝土整体面层的方法处理。多数情况下，整体面层内应配置双向钢丝网。有条件时，宜采用喷射法施工水泥砂浆或混凝土整体面层。 3.1.3 压抹环氧

53、胶泥对于数量不多，又不集中，缝宽0.lmm的裂缝可采用此法处理。在裂缝两边钻孔或凿槽，将u形钢筋或金属板放入孔或槽中，用环氧树脂砂浆等无收缩型砂浆灌入孔或槽中锚固，以达到缝合裂缝的目的。3.2 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 （ 大于 0 .3 m m ） ， 作 业 简 单 ， 费 用 低 。 宽 度 小 于 0 .3 m m ， 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 型 槽 ， 然 后

54、作 填 充处理。该方法主要包括表面涂抹和表面贴补法表面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置、变形缝）的防渗堵漏。3.3 结构补强法3.3.1 碳纤维片材加固法 1表面处理（1）应清除被加固 构 件 表 面 的 剥 落 、 疏 松 、 蜂 窝 、 腐 蚀 等 劣 化 混 凝 土 ， 露 出 混 凝 土 结 构 层 ， 并 用 修 复 材 料 将 表 面 修 复 平 整 。 （ 2 ） 应 按 设 计 要 求 对 裂 缝 进 行 灌 缝

55、或 封 闭 处 理 。 （ 3 ） 被 粘 贴 混 凝 土 表 面 应 打 磨 平 整 ， 除 去 表 层 浮 浆 、 油 污 等 杂 质 ， 直 至 完 全 露 出 混 凝 土 结 构 新 面 。 转 角 粘 贴 处 要 进 行 导 角 处 理 并 打 磨 成 圆 弧 状 ， 圆 弧 半 径 不 应 小 于 2 0 m m。 （ 4 ） 混 凝 土 表 面 应 清 理 干 净 并 保 持 干 燥 。 2 涂 刷 底 层 树 脂 按 产 品 供 应 商 提 供 的 材 料 配 比 进 行 配 制 ； 甲 、 乙 两 组 胶 按 配 比 装 入 容 器 桶 内 ， 采 用 电 锤 及 扩 大 头

56、 钻 头 ， 转 速 在 6 0 0 转 / 分 ， 搅 拌 时 间 约 8 分 钟 ； 使 胶 无 色 差 。 搅 拌 均 匀 后 方 可 使 用 。 应 用 滚 筒 刷 将 底 层 树 脂 均 匀 涂 抹 于 混 凝 土 表 面 。 应 在 树 脂 表 面 指 触 干 燥 后 立 即 进 行 下 一 步 工序施工。 3找平处理应按产品供 应 商 提 供 的 工 艺 规 定 配 制 找 平 材 料 。应 对 混 凝 土 表 面 凹 陷 部 位 用 找 平 材 料 填 补 平 整 ， 且 不 应 有 楞 角 。 转 角 处 应 用 找 平 材 料 修 复 为 光 滑 的 圆 弧 ， 半 径 应

57、 不 小 于 2 0 m m。 应 在 找 平 材 料 表 面 指 触 干 燥 后 立 即 进 行 下 一 步 工 序 施工。3.3.2 外包钢加固法 当采用环氧树脂化学灌浆湿式外包钢加固时，应先将混凝土表面打磨平整，四角磨出小圆角，并用钢丝刷刷毛，用压缩空气吹净后，刷环氧树脂浆一薄层；然后将已除锈并用二甲苯擦净的型钢骨架贴附于梁、柱表面，用卡具卡紧、焊牢，用环氧胶泥将型钢周围封闭，留出排气孔，并在有利灌浆处粘贴灌浆嘴（一般在较低处设置），间距为23m。待灌浆嘴粘牢后，通气试压，即以0.20.4MPa的压力将环氧树脂浆从灌浆嘴压入；当排气孔出现浆液后，停止加压，以环氧胶泥堵孔，再以较低压力维持10min以上方可停止灌浆。灌浆后不应再对型钢进行锤击、移动、焊接。3.4 灌浆法3.4.