km混凝土的早期裂缝控制

混凝土的早期裂痕控制1混凝土出现宏观裂痕〔0.05mm以上〕是普遍景象多数情况下无明显危害，查明缘由后可以接受2但开裂又常是：设计有误、原资料选择不当、配比不良，施工质量低劣的综合反映能够隐含抗渗性差、强度缺乏、资料严重不匀、构造有薄弱环节或混凝土、钢筋资料已蒙受腐蚀和损伤甚至是面临破坏的前兆所以，出现裂痕必需寻求缘由，采取相应对策3混凝土开裂多发在早期〔施工阶段〕——缘由综合、多样后期运用过程中的开裂，许多也源于施工阶段——如采用劣质水泥、活性骨料、CaCl2掺合料4早期裂痕类型硬化前的裂痕——塑性裂痕硬化后的裂痕——收缩裂痕〔温降收缩、枯燥收缩、自生收缩〕收缩裂痕通常不会对构造的承载才干呵斥损害引起渗漏和超越允许宽度的收缩裂痕要堵缝修补小于0.15mm裂痕在潮湿环境下能自愈合但要排除能够隐患，如水泥质量低劣、骨料含泥量过大、拌料工恣意加水、养护不良等导致混凝土强度和耐久性缺乏5后期裂痕类型荷载裂痕干缩裂痕沉降等变形裂痕温度变化裂痕混凝土腐蚀裂痕和钢筋锈蚀裂痕67硬化前的塑性裂痕塑性干缩裂痕塑性沉降裂痕其它塑性裂痕8塑性干缩裂痕〔新拌混凝土〕外表失水〔蒸发﹥泌水〕→干缩→开裂蒸发与大气相对湿度RH%、大气湿度t、混凝土浇筑温度th、风速u有关

为防止开裂，蒸发速度应小于：1kg/m2·hr〔传统的高水灰比混凝土〕0.3－0.5kg/m2·hr〔低水灰比混凝土〕9

RH↓，t↑，th↑，u↑，蒸发量添加

水泥用量↑水泥细度↑粉煤灰↑用水量↑缓剂↑塑性干裂能够性添加

风速影响很大，RH=100%，t=4℃，th=27℃，三级风〔16km/hr〕→蒸发速度1kg/m2·hr10防止塑性开裂措施混凝土入模后预防外露外表失水尽快用塑料膜覆盖任务面坚持最小降低混凝土的入模温度喷雾潮湿上方空气设置遮盖棚，防止阳光直射浇筑前润湿模板和底板降低混凝土粉料总量降低用水量外加引气剂〔混凝土含气量4.5±1.5%〕经过抹面、压光消除早期塑性裂痕11塑性沉降裂痕—骨料下沉引起12其他塑性裂痕模板松动支架下沉振捣不充分拖动振捣棒13硬化混凝土早期收缩裂痕枯燥收缩〔失水〕温度收缩〔水化热降温〕自生收缩〔主要在低水胶比混凝土〕塑性裂痕根底上扩展的收缩裂痕混凝土不均匀引起的裂痕加水、拖动振捣棒、掺和料分布不匀、振捣不匀低水胶比混凝土的枯燥收减少于高水胶比混凝土，加上自生收缩后那么大于高水胶比混凝土14影响混凝土开裂的主要要素

⑴混凝土收缩程度；⑵所受约束程度；⑶混凝土弹性模量；⑷徐变或松弛才干；⑸抗拉变形才干或抗拉强度15外部约束

内部约束16干缩裂痕控制

配置低收缩混凝土减少拌和水量，减少浆体体积，加大粗骨量的最大粒径和骨料含量降低拌料入模温度，选择低含碱量水泥，控制骨料含泥量降低混凝土枯燥速率，延缓表层水分损失设置构造钢筋采用补偿收缩混凝土，或外掺减缩剂设置伸缩缝和后浇带施工提高混凝土抗裂才干17温度收缩裂痕控制收缩是以混凝土最初变硬时的长度作为基准这时的混凝土因水化热而处于高温或较高的温度下减少因水化热和环境温度引起的温升减少混凝土内外温差控制降温速度，防止温度骤然变化选择热膨胀系数低的混凝土限制早期〔12或24hr〕强度18干缩的过程很长，早期干缩开裂多由于外表失水过快，在部分约束下引起开裂仅当构件较薄时才引起贯穿裂痕温度收缩裂痕在外部约束下常引起贯穿裂痕，同时也受内部约束1920温度控制对防裂的重要性混凝土温度添加，使：拌和用水添加，影响强度的密实性早期强度快速开展，减弱后期强度和密实性塑性开裂能够性添加温度收缩开裂能够性添加浇筑温度愈高，水化速度加快，进一步添加温升限制散装水泥温度，选择低水化热水泥，不用高细度早强水泥骨料遮阴堆放冷却新拌混凝土2122裂痕和钢筋锈蚀横向裂痕不会导致钢筋延续锈蚀，裂宽大小影响不大纵向裂痕〔顺筋开裂〕有严重危害防止钢筋锈蚀主要依托混凝土抗渗性和加大维护层厚度23混凝土裂痕控制的设计方面思索2425一、混凝土体积变形引起的拉应力水化热降温收缩

枯燥引起的收缩相当于温降总收缩26

1、外部约束下构件拉应力

二端固定约束下――――拉应力当，或，混凝土开裂，如不配筋，断为二段，约束全部消除底面延续约束下――――拉应力R为约束度，且R1当，裂痕首先在中间截面底部出现并向上开展，约束未全部消除2728将地基看作是半无限的延续介质，用有限元分析用Sap93有限元程序分析结果：a)当、及确定后，构件中的应力大小及其分布仅与长高比L/H有关，而与构件L或H的绝对尺寸大小无关b)构件所受的约束度随地基刚度降低而减少L/H=10的构件

L/H较大的构件，当比值不甚小时，中间截面拉应力接近均布，但当比值甚小时，上部拉应力低于下部愈多。29H=6mL/H=10Ef/Ec=1变形图H=6mL/H=2Ef/Ec=1第一主应力3031ACI方法

王铁梦方法将地基的作用简化为程度弹簧，类如Winkler地基方法

构件中的拉应力不仅取决于比值Ｌ/H，而且尚与Ｌ或H的尺寸大小有关32有限元方法与王铁梦方法比较33

2、内部约束下构件拉应力

内部约束下拉应力是在同一时辰下由于构件内部存在不同温差所引起外部约束下拉应力是由于龄期开展的温降所引起某一时辰下由于体积收缩变形引起的拉应力是这二部分的叠加

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3、弹性分析的缺陷及改良

a)思索应力松弛，按弹性分析的拉应力可乘以小于1的松弛系数当用混凝土拉应变值作为开裂判据时，

系数S’普通可取1.5～2.0b)思索不同时间内的参数变化弹性模量、抗拉强度、极限拉应变、应力松弛都是时间的函数温差Te也随龄期变化，分每一时间段Δt计算进展叠加

要进展可靠的温度场和应力场分析，需求有一个适用的计算机仿真程序35二、防裂混凝土1、普通混凝土

混凝土的密实性和均匀性是构造防裂与防水的首要保证防水构造和隧道混凝土的强度等级应不低于C35或C40，水灰比不大于0.45抗渗标号对多数地下工程来说并没有实践意义混凝土发生渗漏，往往是施工缘由呵斥的质量不均匀和裂痕选用低水化热的水泥对地下构造混凝土防裂有重要作用，不同水泥混凝土的裂痕宽度有很大差别3637

a〕强度等级：普通应不低于C30或提出双重控制目的，同时满足28天强度不低于C25和60天强度规范值不低于30MPab〕水灰比：应不高于0.5，最好在0.45左右c〕限制最大水泥用量d〕矿物掺合料：普通应外掺水泥分量20~30%的粉煤灰；热天施工的粉煤灰掺量上限可放宽至35%e〕提出对粗骨料最大孔隙率限值的要求f〕限制运用R型早强水泥，尤其是热天不运用早强水泥382、补偿收缩混凝土补偿收缩混凝土是一种适度膨胀的混凝土，或称膨胀混凝土膨胀剂防裂技术的胜利运用，必需具有专门的知识和技术许多膨胀剂产品缺乏对其性能和适用性的深化系统研讨要使膨胀剂起作用，混凝土必需处于约束下的限制膨胀和限制收缩形状。自在或过大的膨胀将导致混凝土强度的严重减弱甚至开裂。膨胀剂用量过大或过小都会对防裂效果和混凝土强度产生不利影响。39早期限制膨胀的作用a〕使早期混凝土处于受压或低受拉的应力形状，防止早期开裂b〕延迟混凝土的收缩时间，此时的抗拉才干有较大增长

普通以为，运用补偿收缩混凝土时，应导入0.3～0.7MPa的初始膨胀压应力。但是计算方法的适用性尚缺乏充分验证，实践运用时存在的问题：

a〕实践构造的限制膨胀程度难以用规范小试件的配筋率模拟

b〕尺寸影响不清，实践构造构件与泡水规范小试件的膨胀不同c〕温度影响不清。水化热加速膨胀剂的水化，早期膨胀将耗费在无效的塑性和徐变变形下，严重减弱膨胀剂的效果。不同的膨胀剂对于温度、养护条件、水泥种类、减水剂、掺合料种类的顺应性均有所不同。40高温60～70℃下能够不膨胀UEA膨胀混凝土养护时需有充分的水补给，早期枯燥缺水，反而加速开裂，复合膨胀剂水化所需的水分只及UEA的1/2掺入粉煤灰有能够减少限制膨胀率膨胀剂会使坍落度经时损失明显添加缓凝剂会降低限制膨胀率并添加限制收缩值减水剂能加快钙矾石生成，因此降低限制膨胀率有的膨胀剂含碱量较大。膨胀剂拌合不匀，产生过量膨胀，也引起开裂

1〕施工单位必需具有运用此类膨胀剂的阅历，有严厉的工法和操作条例2〕施工前必需对所用膨胀混凝土的性能进展专门的检验－测定其自在膨胀率、限制膨胀率和限制收缩率413、纤维混凝土聚丙烯纤维

42三、防裂混凝土施工缝

控制缝变形缝－－伸缩缝、抗震缝和沉降缝后浇带431、施工缝

施工缝应不损害构造的整体性，置于受力较小部位，构件钢筋应全部穿过施工缝为确保水密性，宜在施工缝的位置上内埋止水带精心操作的程度施工缝易到达水密性要求，但竖向施工缝宜设置止水带

合理规划施工缝的位置与施工间隔，应作为防裂的重要手段墙体沿纵向分段浇筑或间隔跳槽浇筑，每段混凝土L/H值均较小，不易开裂，墙体分层浇筑，容易散热施工缝的纵向间距取决于多种要素，一次浇筑长度普通不宜超越12m44452、控制缝

控制缝又称收缩缝或诱导缝人为呵斥薄弱衔接面或减弱这一部位上的构件截面，控制开裂位置，防止其它部位继续发生无序开裂控制缝二侧的钢筋可以部分〔不大于50%〕穿过接缝，也可以全部断开；控制缝处的构件截面厚度缩减，在外表处做出槽沟并用防水资料嵌填密封防水构造的控制缝间距与混凝土的收缩特性、温差大小、构造所受的约束程度、构件尺寸、配筋率和构造功能要求等多种要素有关，可从几米到25m，通常与构件配筋率相联络

有人主张宁可放大控制缝间距，或者不设控制缝而只需施工缝并添加抗收缩钢筋的数量国外一些资料对有水密要求的贮水构造，控制缝间距不超越7～10m46473、伸缩缝

伸缩缝又称膨胀缝，允许在缝间发生伸缩，缝宽普通为20～30mm地下构造在运用期间的温度变化较小，除非结合抗震或沉降的需求，常无专门为混凝土体积变形而设置膨胀缝的必要48494、后浇带

又称收缩带，是一种特殊类型的施工缝，近年来广泛用于取代伸缩缝后浇带通常宽0.7～1m，后浇带间距与构件所受的约束程度有关。工程实际阐明，间距为30～50m的后浇带能起到很好的防裂作用。在二侧混凝土浇筑后的2～4周内构筑，国内多要求6周以后505、无缝混凝土

仅有施工缝而取消控制缝和伸缩缝的大体积混凝土主要采取限制水泥用量、运用低热水泥、降低浇筑温度和内外温差、添加施工缝和后浇带施工、采取保温养护使外表温度缓慢下降、同时进展施工温度监控6、滑动层和缓冲层

岩石地基上高H=1m和L/H=10的混凝土构件，设置10cm厚砂垫层后，构件遭到的最大约束度从0.71降低到0.2451四、构造钢筋配置构造钢筋可以控制裂痕宽度并限制其开展，本质是减少裂痕间距，使裂宽能控制在可接受的范围内我国习惯采用的控制收缩的配筋率在0.2%左右；美国ACI规范为0.25%；这种构造配筋率在多数情况下对地下构造不适用根据经济和适用性的折衷思索，0.4%的配筋率〔相应的钢筋屈服强度规范值为420MPa〕能够比较适当控制宽裂痕的最小配筋率

fct——混凝土早期〔3天〕抗拉强度fy——钢筋规范强度

构件厚度大于50cm时，按一侧厚度为25cm计算配筋率52五、混凝土施工的温度控制与潮湿养护单纯依托现行混凝土构造施工与验收规范的要求进展施工，远不能保证的大型地下工程可以防止混凝土施工时的开裂。531、温度控制

设计和施工单位应结合混凝土配比、构造尺寸、环境气温、模板和复盖层热学特性以及混凝土搅拌、运输、浇筑、养护的详细条件，对构件中的混凝土水化热温升、降温过程以及内部温差进展估计，在温度计算的根底上，对温度应力进展估计，并结合阅历提出详细温度控制目的。54温度控制目的

a、浇筑温度在不高的气温下，浇筑温度最好规定不高于25℃。热天施工时如需适当放宽限制，也不宜高于32℃，并应同时调整混凝土的配合比，降低混凝土的水泥用量以减少水化热。混凝土浇筑温度愈高，水化反响愈快，释放热量愈多，升温愈高，又进一步加速水化反响。同样配比混凝土当入模温度为10℃时，24小时后升到30℃，当入模温度为20℃时，20小时后升到55℃，即入模温度相差10℃可使最高温升差到25℃。b、最高温度混凝土浇筑后的最高温度普通不超越65℃，最好控制在60℃以下c、最大温差混凝土内部和外表的温差普通不应超越20℃。混凝土外表无复盖层时，外表温度与大气温度的差别也不应超越20℃，混凝土外表与养护水温度不超越15℃。