大体积混凝土结构裂缝成因及预防措施

大体积混凝土结构裂缝成因及预防措施摘要：混凝土结构在建设和使用过程中出现不同程度、不同形式的裂缝，这是一个相当普遍的现象。本文介绍了大体积混凝土结构裂缝的概念、原因、类型以及裂缝的防治措施。关键字：大体积混凝土大体积混凝土裂缝裂缝预防措施1.大体积混凝土简述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：混凝土浇注量大于100平方米；长、宽、高任意一边不小于1米。大体积混凝土水泥水化热释放比较集中，内部温升比较快。混凝土内外温差较大时，会使混凝土产生温度裂缝。其他因素也会导致大体积混凝土出现裂缝，影响结构安全和正常使用。所以必须从根本上分析它，来保证施工的质量。2.大体积混凝土结构裂缝的概念混凝土结构在建设和使用过程中出现不同程度、不同形式的裂缝，这是一个相当普遍的现象。大体积混凝土结构出现裂缝更普遍。在全国调查的高层建筑地下结构中，底板出现裂缝的现象占调查总数的20％左右，地下室的外墙混凝土出现裂缝的现象占调查总数的80％左右。所以，混凝土结构的裂缝是建筑工程长期困扰的一个技术难题，一直未能很好地解决。国内外工程技术界都认为，规定钢筋混凝土结构的最大裂缝宽度主要是为了保证钢筋不产生锈蚀。不同的规范中有关允许最大裂缝宽度的规定虽不完全一致，但基本相同。如在正常的空气环境中裂缝允许宽度为0．3～0．4mm；在轻微腐蚀介质中，裂缝允许宽度为0．2～0．3mm；在严重腐蚀介质中，裂缝允许宽度为0．1～0．2mm。但对建筑物的抗裂缝要求过严，必将付出巨大的经济代价。科学的要求是将其有害程度控制在允许范围之内。根据国内外的调查资料，工程实践中结构物的裂缝原因，属于由变形变化(温度、湿度、地基变形)引起的约占80％以上，属于荷载引起的约占20％左右。在大体积混凝土工程施上中，由于水泥水化热引起混凝土浇筑内部温度和温度应力剧烈变化，从而导致混凝土发生裂缝。因此，控制混凝土浇筑块体因水化热引起的温升、混凝土浇筑块体的内外温差及降温速度，防止混凝土出现有害的温度裂缝(包括混凝土收缩)是其施工技术的关键问题。3.大体积混凝土裂缝的原因大体积混凝土结构裂缝的发生是由多种因素引起的。各类裂缝产生的主要影响因素有几种：一是结构型裂缝，由外荷载引起的。二是材料型裂缝，主要由温度应力和混凝土的收缩引起的。4.大体积混凝土裂缝的主要类型4.1干缩裂缝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。雀干缩裂缝露的产生主要是敲由于混凝土内奥外水分蒸发程获度不同而导致惭变形不同的结裂果：混凝土受座外部条件的影砍响，表面水分忠损失过快，变冷形较大，内部驳湿度变化较小列变形较小，较兵大的表面干缩导变形受到混凝搬土内部约束，抬产生较大拉应造力而产生裂缝购。相对湿度越私低，水泥浆体基干缩越大，干赔缩裂缝越易产请生。榜干缩裂缝假多为表面性的春平行线状或网羡状浅细裂缝，厚宽度多溪在具0.05~0叙.2m背m肾之间，大体积榨混凝土中平面济部位多见，较甘薄的梁板中多饺沿其短向分布研。埋干缩裂缝势通常会影响混陵凝土的抗渗性档，引起钢筋的孩锈蚀影响混凝青土的耐久性，纪在水压力的作年用下会产生水互力劈裂影响混价凝土的承载力楼等等。芽混凝土干市缩主要和混凝请土的水灰比、像水泥的成分、厉水泥的用量、企集料的性质和团用量、外加剂概的用量等有关杂。追怖灭4.2识淹塑性收缩裂缝集混凝土塑泳性收缩裂缝形椒成过程与混凝窑土的泌水有关够。梅泌水是指贩混凝土浇筑捣盯实后尚未凝结桂硬化之前，从监外表看在混凝变土的浇筑面上圾山现一层清水顶或者从模扳缝扔中渗出部分水概的一种现象。滔这是因为水在筐混凝土拌合物表各组分中密度笼最小。当混凝零土成型后的静记止过程中，部汽分密度较大的惕固体颗粒向下伯沉积，而水则骤只能向上浮动秀，一部分水泌客出到混凝土的晴外表面，称为搞外泌水。另一旬部分被截留在博钢筋及粗骨料绞的下面形成水虹囊，水分蒸发涝后产生孔隙及俯界面裂缝，从叨而降低了钢筋匪与混凝土之间旨的粘结强度以复及水泥石与骨茅料之间的界面后强度，致使混挽凝土的抗冻、阔抗渗和抗腐蚀州能力减弱，抗忠压抗折强度降罢低，这部分水产称为内泌水。奋只有当水泥水坏化产生的胶结剂强度足以阻止膏固体颗粒相对摧运动或者各种胀固体颗粒经过喷迁移已达到紧敬密堆积状态时逼，沉积相对停诞止，泌水才告舅结束。泌水使暖混凝土的体积榴缩小，促成了区混凝土塑性裂洁缝的产生。纳混凝土塑大性收缩裂缝不猎仅会影响混凝渗土构件的外观峡质量，更重要建的是会造成混刃凝土防水性能乒下降、钢筋容拘易锈蚀等不良丘后果，影响混霉凝土结构的使燥用年限，关于魄这一点应在设兆计和施工过程薯中给予充分的涨重视。艘塑性收缩裂缝遗一般在干热或秘大风天气出现永，裂缝多呈中酒间宽、两端细述且长短不一，吴互不连贯状态轧。常发生在混扑凝土板或比表欺面积较大的墙仆面上，较短的份裂缝一般补长狭2废0余～垫30c典m文，较长的裂缝名可腹达陡2壁～寺3诚ｍ，翠宽完1滋～编5m驾m秘。从外观分为夏无规则网络状朵和稍有规则的兆斜纹状或反映具出混凝土布筋其情况和混凝土险构件截面变化志等规则的形状调，深度一岩般刘3倡～译10c殃m宫。它与塑性沉帮降裂缝相比，处贯穿整个混凝秘土板的裂缝是锻极少的，而且喉塑性收缩裂缝视通常延伸不到宫混凝土板的边颈缘。影响混凝师土塑性收缩开猴裂的主要因素拔有水灰比、混芝凝土的凝结时行间、环境温度茄、风速、相对坦湿度等等雪。肃任局暮4.3圈碰沉陷裂缝侍沉陷裂缝的产段生是由于结构交地基土质不匀颂、松软，或回丘填土不实或浸候水而造成不均箱匀沉降所致。椅或者因为模板刑刚度不足，模碗板支撑间距过拨大或支撑底部英松动等导致。枣特别是在冬季尤，模板支撑在否冻土上，冻土妻化冻后产生不抽均匀沉降，致宋使混凝土结构倍产生裂缝。此劣类裂缝多为深夹进或贯穿性裂污缝，其走向与纳沉陷情况有关玩。一般沿与地柄面垂直或组呈愁3纤0求～哥45并°盆角方向发展。劲较大的沉陷裂宋缝，往往有一震定的错位，裂殊缝宽度往往与握沉降量成正比帖关系。裂缝宽割度受温度变化屋的影响较小。个地基变形稳定歇之后，沉陷裂屡缝也基本趋于膏稳定。沙4.4敬纲温度裂缝柔温度裂缝仍多发生在大体菠积混凝土表面鞠或温差变化较盗大地区的混凝竟土结构中。混遭凝土浇筑挪后至,宿在硬化过程格中宣,萝水泥水化产生令大量的水化热乏。由于混凝土歪的体积较大，呆大量的水化热国聚积在混凝土个内部而不易散厚发，导致内部唉温度急剧上升挂。而混凝土表摸面散热较快，优这样就形成内翼外的较大温差啄。较大的温差驶造成内部与外犹部热胀冷缩的傲程度不同，使筒混凝土表面产而生一定的拉应羡力。当拉应力卖超过混凝土的佛抗拉强度极限助时，混凝土表荒面就会产生裂背缝，这种裂缝抹多发生在混凝齐土施工中后期赞。在混凝土的蔬施工中当温差赚变化较大，或味者是混凝土受姑到寒潮的袭击仍等，会导致混垦凝土表面温度鲜急剧下降，而碰产生收缩。表盗面收缩的混凝悔土受内部混凝息土的约束，将醒产生很大的拉拥应力而产生裂罪缝，这种裂缝孤通常只在混凝喂土表面较浅的复范围内产生。括温度裂缝锣的走向通常无鹅一定规律。大殃面积结构裂缝小常纵横交错；薄梁板类长度尺梯寸较大的结构味，裂缝多平行垂于短边；深入陶和贯穿性的温爸度裂缝一般与呆短边方向平行幅或接近平行，哲裂缝沿着长边吗分段出现，中浅间较密。裂缝口宽度大小不一右，受温度变化腔影响较为明显毅：冬季较宽，钞夏季较窄。高押温膨胀引起的遭混凝土温度裂换缝是通常中间愁粗两端细，而垒冷缩裂缝的粗壳细变化不太明贯显。此种裂缝砌的出现会引起谢钢筋的锈蚀，剩混凝土的碳化慨，降低混凝土科的抗冻融、抗浓疲劳及抗渗能伤力等。倘奏5.度奖裂缝的防治措管施虚缴背5.1家桥设计措施舒服疼1.妨带精心设计混凝绘土配合比。在路保证混凝土具水有良好工作性趁的情况下，应衬尽可能地降低除混凝土的单位别用水量，采盖用议“趴三低（低砂率达、低坍落度、栋低水胶比）二吩掺（掺高效减鹿水剂和索高性能引气剂泡）一高（高粉疼煤灰掺量控）誓”摘的设计准则，插生产出高强、组高韧性、中弹机、低热和高极块拉值的抗裂混庄凝土。蒜眨肌2.葵甩增配构造筋提孔高抗裂性能。管配筋应采用小锻直径、小间距还。全截面的配革筋率应约在客0.3-0.街5写%缸之间。判细贡3.嗽畏避免结构突变尖产生应力集中君，在易产生应予力集中的薄弱返环节采取加强军措施。弊焦译4.条钱在易裂的边缘抽部位设置暗梁鉴，提高该部位帐的配筋率，提汤高混凝土的极沸限拉伸。呀画旷5.关秆在结构设计中马应充分考虑施泰工时的气候特毙征，合理设置症后浇缝，保留相时间一般不小讽于策6米0辰天。如不能预职测施工时的具吼体条件，也可距临时根据具体榨情况作设计变品更。伸肥腾5.2栽欧施工措施哈释荡1.钳火严格控制骨料蹈级配和合泥低量量愈选仪用尝10.40m院m谋连续级配碎疼石辨(秧其怕中雷10.30m树m忆级配含事量猛6奏5般％左令右畜)夕，细度模盯数竹2.80-3高.0粒0寿的中再砂吼(限通查过挥0炼．辱315虎n是凹筛孔的砂不凤少辣于岸1夸5泉％，砂率控制杏在徒4傅0兼％默-4无5必％宋)辟。砂、石含泥造量控制稍在绕1饭％以内，并不的得混有有机质院等杂物，杜绝具使用海砂。奶婆硬2.她辞选择适当外加练剂盗可根据设耽计要求，混凝促土中掺加一定殖用量外加剂，蚁如防水剂、膨渡胀剂、减水剂孕、缓凝剂等外衔加剂。外加剂酱中糖钙能提高宜混凝土的和易圈性，使用水量买减鼻少狡2泪0辱％左右，水灰秤比可控制哲在适0.5或5间以下，初凝延滩长件到浮5并h贤左右。蒜税固3.欲深选择优化配合烛比稼选用良好曲级配的骨料，伪严格控制砂石厅质量，降低水浅灰比，并在混扣凝土中掺加粉布煤灰和外格加剂等，以降垒低水泥用量，粮减少水化热，据以降低混凝土祝温升，从而可号以降低混凝土急所受的拉应力转。打4.纱轻采用切实可行偷的施工工培艺血喉根据泵送泰大体积混凝土唇的特点，采膊用赠“趣分段定点，一梅个坡度，薄层区浇筑，循序推拖进，一次到躺顶叹”组的方法。这种芽自然流淌形成守斜坡混凝土的旺方法，能较好品地适应泵送工樱艺，避免混凝狗土输送管道经纽常拆除、冲洗洪和接长，从而回提高泵送效率形，简化混凝土更的泌水处理，第保证上下层混悲凝土浇筑间隔俊不超过初凝时解间。根据混凝万土泵送时自然允形成一个坡度炭的实际情况，期在每个浇筑带织的前后布置两林道振动器，第维一道布置在混石凝土出料口，梨主要解决上部化混凝土的振实列；由于底层钢林筋间距较密，施第二道布置在扎混凝土坡脚处悟，以确保下部屡混凝土密实。魔随着浇筑的推孔进，振动器也痕相应跟上，以喂确保整个高度贡上混凝土的质超量。由于大体顾积泵送混凝土浆表面水泥浆较舟厚，故浇筑结桂束后须在初凝伟前用铁滚筒碾庙压数遍，打磨照压实，以闭合况混凝土的收水逢裂缝。测岁备5.岁禽严格控制混凝桨土入模温度筑大体积混欧凝土最好选在塞春秋季施工，洋以降低入模温筹度，既是在夏咐季施工最好采骆取有效措施降池低入模温度，骡再者浇筑混凝违土时最好不要科让混凝土在太盆阳下直接爆晒脊。施工过程中琴应对碎石洒水码降温，保证水熊泥库通风良好译，自来水预可势先放入地下蓄绵水池中降温。炸撤纷6.切伪加适当预埋件该在混凝土昂易裂缝部位埋雅设应力应变传话感片，直接测看试拉应力，以残便更直接控制犯混凝土（调节扣保温保湿养护修条件，保证温坛度梯度），确永保混凝土不出狠现裂缝。在基咽础面筋上加设秧铁丝网或小直哭径钢筋网，以怪提高混凝土表铁面抗裂性（中习间温度筋可去提掉）。透如胀3.0缩m凶厚承台设计时棕，在承台中间翼设置了苏垫他2折0旦＠喜2迫肋水平抗缩钢茧筋网片。采俘用螺“荷水平分层间链隙愿”外施工方法，分遭两层进行浇筑约，间隙时历间清7牙d竟以上，分层厚她度帝各授1.5如m渠，抗缩钢筋网缸设置在下膊层碑1.5套m增的上表面。喝在工期允许的霸情况下，这种仰施工方法可降唱低内部最高温亮升、减少人力沾、材料及机械展设备的投入耳。榆卸至7.挪答改进施工技术观施工时加须强插筋位置的牲振捣、抹压、漠养护。由于钢毒筋是热的良导怪体，易产生大味的温度梯度，失这是裂缝产生黄的一个主要环宜节。同时加强洒初凝前的抹压荣，以消除初期让裂缝，并加强迷早期养护，提泳高混凝土抗拉伐强度。犹后枣8.赢食加强混凝土浇遵筑后的养护驱混凝土浇荡筑后，应尽快迁回填弟土貌-原-历土是混凝土最掀好的养护材料越之一。目前这泻是混凝土保温施保湿养护的最梦有效方法，对澡预防裂缝是非不常有益的。如剑采用蓄水法保东温养护，在混丈凝土施工期间某可通入冷却循洪环水，以便加爱快承台内部热舟量的散发。如捆采用内散外蓄养综合养护措施著，可有效降低瓣混凝土的温升埋值，且可大大剪缩短养护周期爹，对于超厚大动体积混凝土施墨工尤其适用。茶傻拥9.蛛树加强技术管理屿加强原材紧料的检验、试珍验工作。施工农中严格按照方榆案及交底的要羞求指导施工，烘明确分工，责山任到人。加强蚂计量监测工作歪，定时检查并芒做好详细记录信，认真对待浇仍筑过程中可能垂出现的冷缝，程并采取措施加困以杜绝。在变椅截面施工前，艳一定要加强预于测，并保证预肃测的科学性。稻同时在实施过银程中，要切实咽落实施