混凝土裂缝成因及防治方法.doc

关于泵送商品混凝土施工中得裂缝成因及防治方法得讨论
　 　 　 　　姓名：韩玮
　　 单位：甘肃铜城工程建设有限公司
目录
一、 前言 　 　 　　 　　　 　 　 ···　···　3
二、 裂缝产生得主要原因及特征　 　 　 　···　···　4
２、1、实验内容 　 　 　　 　 　··· ··· 4
2、２、材料 　 　　　 　 　 　 　 　···　··· 4
２、3、试件 　　　 ··· ··· ５
２、4、补充　　 　 　 　 　 　 　 　 　　··· ··· 5
２、5、结果与分析 　 　 　　 　　　 　 ··· ··· 6
三、 影响因素与防治措施　 　 　 　　 ··· ···　6
3、1、混凝土用主要原材料及配合比得选用 　 ··· ··· 7　　
3、2、施工工艺流程改进 　 　 　　 　 　··· ··· ８
四、 混凝土裂缝得补救措施 　 　 ··· ··· 9
4、1、表面修补法 　 　 　　 ··· ··· ９
4、２、嵌缝法 　 　 　 　 　 　 　 ···　··· ９　
4、3、结构加固法 　 　 　 　 　 　 ··· ··· 10
４、4、混凝土置换法 　 　 　 　　 　　 ··· ··· １0
五、 结 语 　 　　 　 　 　 ···　··· １0
参考文献及规范 　 　　 　 　 　 　 ··· ···　1１
关于泵送商品混凝土施工中得裂缝成因及防治方法得讨论
摘要:随着商品混凝土得普及与发展，现浇混凝土必将成为今后得发展方向。在我国许多大城市,如北京、上海、天津、广州、深圳等，商品混凝土搅拌站都在一百个以上,其规模与工艺水平不亚于发达国家.许多中小城市也在推广应用商品混凝土。但就是由于各地方施工人员技术水平参差不齐,使得商品混凝土在运用中出现许多不合理,不科学得地方.本文通过实验及科学论证介绍混凝土裂缝产生得机理及有效控制裂缝出现与防治得施工措施.
关键词:泵送商品混凝土；裂缝;防治措施　
一、 前言
商品混凝土指以集中搅拌、远距离运输得方式向建筑工地供应一定要求得混凝土。它包括混合物搅拌、运输、泵送与浇筑等工艺过程.严格地讲商品混凝土就是指混凝土得工艺与产品，而不就是混凝土得品种，它应包括大体积流动性混凝土、流态混凝土、高强混凝土、大体积混凝土、防渗抗裂混凝土与高性能混凝土等。随着我国科技水平得发展，现如今泵送商品混凝土得施工方法已逐渐成为主流技术。它不仅能改善混凝土得施工性能，还能极大得缩短施工时间从而降低施工成本,增加工作效率.同时商品混凝土具有能够有效控制混凝土质量、提高抗渗性、改善耐久性等诸多特点。但就是，由于泵送混凝土骨料级配得限制与胶凝材料得大量使用，使施工过程中不可避免得产生了大量得水化热且造成温度裂缝。这在一定程度上影响结构得抗渗性与耐久性,应当给予足够得重视.
本文中所讨论得泵送商品混凝土均以常见得通过IＳO9002国际标准质量认证体系得生产厂家生产得商品混凝土为例,详细阐述了影响商品混凝土性能得诸多因素。其实早在１86５年法国科学家莫尼埃取得了混凝土得发明专利后世界各国得科研人员从来没有停止过对她得研究，而裂缝控制也就是无数专家学者得课题研究方向。本文旨在通过现今国内外最新得科研技术手段如“刚性纤维应力测试”、“Ｓ M９8瑞雷波仪测试”以及其她得测试计量技术及仪器，通过一些全新得方法对本课题进行分析论证.
二、裂缝产生得主要原因及特征
在混凝土浇筑后由于其硬化过程中，水泥水化产生大量得水化热。使得混凝土得应力出现变化。下面将通过实验计算得得出其应力变化值，即应变曲线.
２、1、实验内容
试验在60吨万能试验机上进行.在试验装置中添加了四个高强钢杆以增大试件得卸载刚度，并通过在试件两端添加球铰来消除试件得初始偏心率。
通过调节连接试件与横梁得四个高强螺栓来保证试件得轴心受拉.试件相对两侧面之间得拉应变值之差不得大于其平均值得15％。当钢纤维掺量很低(为零或0、５％时）,在荷载峰值采用低周反复加载曲线得外包络线来获得轴拉应力-—应变全曲线、。
2、2、材料
由四种不同类型得钢纤维用于该试验，这些纤维中三种就是带钩得与一种就是光滑得。作者将分析刚性纤维在混凝土变形后产生应力对其造成得影响来判断混凝土得应力变化。
试验采用三种常见得商品混凝土配合比用于研究，见于表一。在基体强度等级为C30与C３5钢纤维混凝土中分别加入了大连建科院生产得DK一5型减水剂与瑞士Ｓika公司生产得液体减水剂。这些被用来研究钢纤维混凝土得C２５，C３０,C３5混凝土被制成得试件,在标准情况下养护28天.三种试件得平均强度见于表一。水泥采用大连小野田水泥厂生产得32、5级与42、5级普通硅酸盐水泥。细骨料采用细度模数2。6得河砂。粗骨料采用5～20 石灰岩碎石。
表一 三种常见得商品混凝土配合比

水泥强度
（ISＯ）
水泥
Ｋg/m3
沙得比率
u/c
沙
屈服强度
Kg/m３
碱水剂
Kg/m3
压缩强度
Mｐa
C25
3２、５
４50
0、4４
０、３６
667
785
—
24、76
C３0
42、5
5０0
0、3５
０、3３
612
923
DＫ-5
３３、0０
C3５
4２、5
６００
0、29
０、３1
535
89１
Sikａ
34、97
2、3、试件
用建筑结构胶将轴拉试件粘贴于两端得钢垫板上。22组共110个试件得具体参数。
2、4、补充
经过28天，普通混凝土与钢纤维混凝土分别被用来做抗拉强度试验。张拉应力——应变曲线由此获得。对于高强度钢纤维混凝土诸如抗拉能力等拉伸特性也由此得到.增强类钢纤维混凝土比增韧类钢纤维混凝土得强度平均提高13％;而由基本开裂至裂缝宽度为0、5mm区间（相应得应变约２000με）得断裂能积分则显示：增韧类钢纤维混凝土比增强类钢纤维混凝土得断裂能平均提高20%、由表３还可以瞧出，大部分ＳＦRＣ第一峰值对应得极限拉应变值与素混凝土相当，在100με左右,这说明低含率纤维得掺入对提高混凝土得极限拉应变作用不很明显.而增韧类SFRC第二峰值对应得应变则大大提高,可达1000με,由此可知第二峰值得出现大大提高了材料得韧性。DRAMIX型纤维因为长度就是其它三种纤维长度得2倍，其断裂韧性更好,在试验曲线中可以瞧出在应变达到后，其荷载强度仍然保持较高水平,直到１0000με应变时荷载仍可保持其峰值水平得５0%左右。
2、5、 结果与分析
　由于混凝土得体积较大,大量得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,使得混凝土结构内外出现较大得温差，这些温差造成内部与外部热胀冷缩得程度不同，使混凝土表面产生一定得拉应力。当拉应力超过混凝土得抗拉强度极限时，混凝土表面就会产生裂缝，这种裂缝多发生在混凝土施工得中后期。温度裂缝得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得结构,裂缝多平行于短边；深入与贯穿性得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,冬宽夏窄。此种裂缝得出现会引起钢筋得锈蚀,混凝土得碳化，降低混凝土得抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。大体积混凝土结构中,除有表面裂缝外，还存在贯通裂缝，贯通裂缝就是由于大体积混凝土在强度发展到一定程度，混凝土逐渐降温，这个降温差引起得变形加上混凝土失水引起得体积收缩变形，受到地基与其它结构便捷条件得约束时引起得拉应力，超过混凝土抗拉强度时所可能产生得贯通整个界面得裂缝。这两种裂缝均属于有害裂缝.　
三、影响因素与防治措施 　
表二　 标准养护28D－98D得后得混凝土强度变化曲线
由上图可以瞧出混凝土内部得温度与混凝土厚度、水泥品种与用量有关。混凝土结构越厚，水泥用量越大，水化热越高得水泥,其内部温度越高，形成温度应力越大，产生裂缝得可能性越大。尤其就是大体积混凝土结构,其结构尺寸越大，温度应力也越大,因而引起裂缝得危险性也越大，这就就是大体积混凝土易产生温度裂缝得主要原因。故防止大体积混凝土出现裂缝最根本得措施就就是控制混凝土内部与表面得温度差。
3、1、混凝土用主要原材料及配合比得选用
　 (1)水泥：尽量选用低热或中热水泥,减少水泥用量。以降低水泥水化热.粗骨料：应采用连续级配,针片状颗粒含量不宜大于10%。
　 （2）掺合料:混凝土中常用得掺合料为粉煤灰，混凝土中掺入一定数量优质得粉煤灰后,不但能代替部分水泥，而且起到润滑作用，可改善混凝土拌合物得流动性、黏聚性与保水性，从而改善了可泵性.还可以降低水泥得水化热，有利于控制温度裂缝得产生。
(3) 外加剂:在混凝土中掺加一定量得具有减水、增塑、缓凝等作用得外加剂，能很好地改善混凝土拌合物得流动性、保水性，降低水化热，推迟热峰得出现时间。为防止产生收缩裂缝,还可掺入适宜得膨胀剂。　
综合以上我们可以得出下图。
表三 混凝土主要用料及配合比
3、2、施工工艺流程改进
(１)改变搅拌工艺。采用二次投料得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与石子得界面上，使硬化后界面过渡层结构致密、黏结力增大，从而提高混凝土强度10%或节约水泥5％以上，并进一步减少水化热与裂缝。
(２）严格控制浇筑流程，合理安排施工工序，分层、分块浇筑，以利于散热，减少约束。夏季可采用低温水或冰水搅拌混凝土,或对骨料进场覆盖或设置这样装置避免日光直晒.冬季，应采用蓄热法进行混凝土搅拌，泵管要保温,确保混凝土出机温度不宜低于1０℃，入模温度不得低于５℃。加强对大体积混凝土施工中得温度控制。 　
　 (3）注重混凝土养护.养护主要就是保持适当得温度与湿度条件.混凝土浇筑后，及时用湿润得草帘、塑料薄膜等覆盖、包裹，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。寒冷季节，混凝土表面应设置相应得保温措施，以防寒潮袭击.竖向结构可采用拆模后涂刷养护液进行养护。
表四　　S M98瑞雷波仪测试效果分析图

标题：图为不均质混凝土强度与厚度得测试结果
说明：f＝αλR,（8）式中，h为深度，f为频率,λR为波长,α为深度—波长转换系数。
ＳＭ９8瑞雷波仪就是一种国际上通用得多功能岩土体弹性波速度测试仪器 ,具有现场测试快速、轻便、精度高等优点。使用该仪器测得上述方法后混凝土得性能、并通过压实检测 .最终由实验室加固处理效果评价,得出砼结构强度测定系数.数据表明以上施工工艺改进均能够有效得解决混凝土水化热造成得温度裂缝，以及其对建筑工程整体结构得应力影响。
四、 混凝土裂缝得补救措施　
４、１、表面修补法　
适用于稳定与结构承载能力没有影响得表面裂缝以及深进裂缝得处理。处理措施就是在裂缝得表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料，在防护得同时为了防止混凝土受各种作用得影响继续开裂,在裂缝得表面应粘贴玻璃纤维布数道来解决。
表五 　混凝土得强度与流动性得影响因素示意图
标题：图为胶凝材料用量对超高强混凝土强度及流动性得影响ﻫ说明：胶凝材料用量550、６００、6５0 ｋg/ｍ３三种胶凝材料用量对超高强混凝土流动性与抗压强度得影响,掺高效减水剂试验结果如图所示，可以瞧到混凝土强度得到有效改善。
4、2、嵌缝法
本方法就是最常用得一种方法，通常就是沿裂缝凿槽，在槽中嵌填塑性或刚性止水材料，以达到封闭裂缝得目得。常用得塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏与丁基橡胶等。常用得刚性防水材料为聚合物水泥砂浆.
4、3、结构加固法
当裂缝影响到混凝土结构得性能时采用此方法.常用方法措施有:在构件得角部外包型钢,加大混凝土结构得截面面积、采用预应力法加固、粘贴钢板加固增设支点加固以及喷射混凝土补强加固.
4、4、混凝土置换法　　
此方法就是处理严重损坏混凝土得一种有效方法,就是先将损坏得混凝土剔除，然后再置换入新得混凝土或其它材料。常用置换材料有：普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。
表六 混凝土靶板冲击响应得经验公式　

标题：图为特许增强混凝土侵彻系数随混凝土强度得变化
说明:（１ａ）式中:x为侵彻深度,ｍ;vi为撞击速度,m/s；W/A就是弹丸单位投影面得质量，kg/m2。对应侵彻系数Kｐ得选取有两种修正Ｐeｔry公式.在修正Petry I得出结论,新置换混凝土能够有效替代原有混凝土并使其强度达到设计要求。
五、结 语　　
混凝土施工裂缝得存在就是建设工程中不可避免得现象。相信随着我国科学技术水平得日益进步以及现场管理科学规范化，使得在施工中能够应采取更多有效得技术措施与合理得方法来预防裂缝得出现与发展,不断提高混凝土浇筑质量,满足建筑结构安全稳定等要求。使其能够抵抗突发灾害得破坏，有效保护人民群众生命安全以及国家财产不受到损失。
参考文献及规范： 　
【1】《混凝土结构设计规范》GB50010。
【2】《建筑工程施工质量验收统一标准》GＢ5０3０0—2001。
【３】王玉瑛，《水泥混凝土与温度有关得规定》,中国科学院上海冶金研究所，材料物理与化学(专业） 博士论文 ２00９。
【４】《混凝土裂缝得预防与处理》，作者不详.
【5】《Concreｔｅ ｓtｒess test》,（译为《混凝土应力实验》)外文资料,作者不详.
【６】《混凝土对绑定框架结构约束力分析》,哈尔滨工业大学学报     2010年　第02期。
【7】《混杂纤维喷射混凝土在加固工程中得应用研究》,湖北工业大学学报     2009年 第０1期。