水工建筑物混凝土裂缝控制措施.pdf

水利建设与管理 2 0 1 1 年第 2 期 承 工建筑物混凝土裂缝控制措施 高文平 ( 河北省水利工程局 石家庄0 5 0 0 2 1 0 ) 【 摘要】 混凝土裂缝是大中型混凝土建筑物的病害之一， 严重威胁着建筑物的安全。本文分析了混凝土裂缝的 成因， 提出了施工过程中的预防措施， 有益于提高工程质量， 保证建筑物安全。 【 关键词】 混凝土裂缝控制 措施 裂缝是混凝土结构 中普遍存在的一种现象 ，它的出 现不仅会降低建筑物的抗掺能力 ，影响建筑物的使用功 能， 而且会引起钢筋的锈蚀 、 混凝土的碳化 ， 降低材料的 耐久性 ， 影响建筑物的承载能力。因此 ， 要对混凝土裂缝 进行研究 ，并在施工 中采取各种有效措施来预防裂缝的 出现和发展 ， 保证建筑物的安全。 1 混凝土裂缝 的成 因及特征 裂缝产生的原因复杂 ， 有时几种原因并存 ， 没有典型 的特征 ， 给分析裂缝产生的原因造成困难 。 1 1 温度裂缝 混凝土拌和后 ， 在混凝土硬化时 ， 水泥水化过程产生 大量热量 ， 从而使混凝土内部不断升温 ， 在表面引起拉应 力 ， 在混凝土后期 的降温 中， 由于受到基础的约束 ， 又会 在混凝土内部出现拉应力 ，当拉应力超过混凝土的抗裂 能力时， 即会出现裂缝 ， 这种裂缝为温度裂缝 。温度裂缝 一 般在浇筑后 5 2 O天出现。 混凝土抗拉强度仅是抗压强度的 1 1 0 左右 ，由于原 材料不均匀 、水灰比不稳定及运输和浇筑过程中的离析 现象 ， 同一块混凝土抗拉强度是不均匀的 ， 存在着许多抗 拉能力很低、 易于出现裂缝的薄弱部位 ， 这种裂缝的最大 特点是非常细， 常为 0 1 mm左右， 随着硬化时间的增长而 扩大 ， 严重时可能会贯穿混凝土 。 1 2干燥收缩裂缝 干燥 收缩裂缝产生的原因两种 ： 一种是 由于混凝土 中集料干燥收缩非常小 ， 甚至没有收缩 ， 水泥石在硬化 过程 中水分蒸发引起水泥石体收缩造成的。 在混凝土中 水分蒸发是 由外 向内、 由表及里逐渐发展的 ， 因此 ， 混凝 土干燥 收缩裂缝常发生在混凝土表层很浅的位置 ， 裂缝 细微 ， 通常呈平行状或 网状 ， 随混凝土干燥而有所增长。 另一种是混凝土在浇筑终凝前后 ， 由于混凝土本身与外 界气温相差悬殊或本身温度过高而气候又干燥 、 结构表 面水分蒸发过快 、 水泥浆干燥等原因 ， 结构表面水 分蒸 发过快 ， 水泥浆干燥收缩形成裂缝 ， 称为塑性裂缝。这种 裂缝多发生在竖向尺寸较大的混凝土表面或侧面。出现 时间 ： 混凝土浇筑后终凝前 ， 约在浇筑后 4 1 5 h 。裂缝走 向： 混凝土表面裂缝 为不规则裂缝 ， 无 固定方 向， 但对长 形混凝土结构 ， 其上表面也会产生垂直于长方向的横向 裂缝 ， 沉降收缩裂缝多发生在钢筋及预埋件旁或靠近模 板处。 2 混凝土裂缝产 生的危害 混凝土裂缝将对混凝土结构产生严重危害 ，贯穿裂 缝和深层裂缝会破坏混凝土结构的整体性 ，从而改变混 凝土的受力条件 ，有使局部甚至整体结构发生破坏的可 能 ， 严重影响建筑物的质量和安全。 混凝土表面的早期裂 缝在以后气温骤降形成的温度应力和外力作用下 ，表面 裂缝极有可能发展成为具有破坏性的贯穿裂缝和深层裂 缝 。因此严格控制混凝土表面早期裂缝的产生就显得尤 为重要。 3 混凝 土裂缝控 制措 施 3 1 严格控制原材料质量 a 水泥。 水泥应符合国家现行标准 ， 不得使用过期和 受潮结块的水泥 ， 并不得将不同品种、 标号的水泥混合使 用。 尽可能地在水泥中使用粉煤灰等掺合料， 大体积混凝 土应选用发热量低的水泥， 防止混凝土内外温差较大， 引 起 裂缝 。 b 砂 、 石。砂 、 石应符合现行 普通混凝土用砂石质 高文平 水工建筑物混凝土裂缝控制措施 3 7 量标 准及检验 方法 和 普通混凝土用碎石或 卵石质量 标准及检验方法 的规定。细骨料宜选用 中砂 ， 细度模数 控制在 2 4 3 0 ， 砂子过粗 ， 拌制的混凝 土易产生离 析 、 泌水现象 。砂子过细 ， 水泥用量较多 ， 增加混凝土 自身收 缩量 。 砂子中的有害物质如云母 、 硫酸盐及硫化物 、 有机 质、 粘土 、 於泥等能降低混凝土强度和耐久性 ， 增大混凝 土的干缩性 ， 使用前应进行检测 ， 控制在标准 以内。粗骨 料级配应合理 ， 减小粗 骨料空 隙率 ， 在满足施工要求 的 前提下 ， 粗骨料最大粒径尽量增大 ， 以节约水泥 、 提高混 凝土密实度。 控制粗骨料的针 、 片状含量 ， 减少混凝土的 薄 弱层 面 。 c 外加剂。 混凝土外加剂具有减水 、 增塑 、 缓凝 、 引气 等作用 ， 可以有效地改善混凝土的和易性 ， 并可降低混凝 土中水泥和水的用量 ，对提高混凝土强度 、推迟放热高 峰、 减少温度裂缝具有明显的作用 。 外加剂应符合国家或 行业标准。外加剂可单掺 ， 也可复合使用 ， 其品种和掺量 应通过试验确定。 3 2 混凝土配合比设计及优化 混凝土配合 比设 计应以耐久性为设计 原则 ，在充 分保证混凝土各项设计指标 的基础上 ，通 过减少水泥 用量 、 提高粉煤灰 掺量 、 降低用水 量 、 掺加 引气剂 与减 水剂等优化试验调整混凝土配合 比 ，使混 凝土内部水 化热温升降低 、 温峰值 出现的时间推迟 ， 从 而降低混凝 土防裂难度 。 a 坍落度。 在满足施工要求的条件下 ， 尽量采用较小 的混凝土坍落度 。 b 用水量。应在满足混凝土施工和易性要求的条件 下 ， 采用较小的用水量。 c 水泥用量。在满足混凝土强度要求 的条件下不宜 采用 高的水泥用量。 d 水胶 比。 应采用较小 的水胶 比， 不宜采用大的水 胶 比。 e 砂率。 在满足工作性要求的条件下 ， 应采用较小的 砂率 。 控制泌水率。 g 掺矿物掺合料代替部分水泥。 h 应采用引气剂和引气减水剂。 i 控制混凝土中氯化物总含量。 3 3 施工过程中的控制措施 a 拌和 。拌制混凝土时 ， 必需严格按实验室签发的 配料单进 行配 料 ， 水 、 水泥 、 砂子均应 以重量计 ， 称量偏 差控制 在允许 范围内。拌 和程序和时间应通过试验决 定 ， 并严格控制 。有资料证 明 ： 离差系数 c ， 值 小的混凝 土相应的抗裂能力高 ，出现裂缝 的几率小 ， C 值应控制 在 0 1 5以内。 b 降低混凝土浇筑温度 。预冷骨料和冷水拌和是 降低混凝土温度 的主要方法 ， 同时合理安排 浇筑 时间 、 避免高温时段浇筑 、运输皮带上方搭设遮 阳棚不仅可 以减少温升 ， 而且减少水分蒸发 ， 对混凝 土的和易性也 有好处 。 c 混凝土振捣要不漏振 、 不过振。 混凝土浇筑过程中 如果漏振 ， 尤其是各层接茬处振捣不到位 ， 容易产生塑性 裂缝 。当混凝土过振时， 骨料较多的集中到下部 ， 表面水 泥 、 粉煤灰浆过多 ， 容易产生干缩裂缝。 d 做好 混凝 土表 面抹 压 。混凝 土 振捣 至设 计 高 度 ， 首先 用刮杠粗 略找平 ， 初凝 时用木 抹子抹压 ， 将 面 层小 凹坑 、 气泡 眼 、 砂眼 和脚 印等抹压平 ， 使 面层充分 达到密实 ， 并 与底 部结合一致 。 终 凝前进 行二次抹压 ， 消除 因混凝 土 干缩 、 塑性 收缩 而产 生表 面裂缝 ， 以增 加 表面混凝土密实度 。二抹压 对消除混凝土表面裂缝 效果显 著。 e 保证模板支撑的可靠性。模板在大体积混凝土施 工时承受着混凝土的测压力及振捣混凝土的振动力 ， 模 板容易产生变形 ； 支撑刚度不够或地基软弱产生变形 、 浇 筑混凝土之后支撑或基础不均匀下沉 ，易导致混凝土出 现裂缝 ； 过早拆模 ， 混凝土强度不够， 易使得混凝土在 自 重或施工荷载作用下产生裂缝 ，因此模板体系一定要牢 固可靠。 混凝土养护。混凝土浇筑完毕 1 2 h后即可开始养 护 ， 养护时间不得低于 1 4 天 。高温季节和重要部位应适 当加长养护时间， 并用保水材料覆盖 ， 严禁阳光直射新浇 筑混凝土表面 ，充分养护是防止混凝土干缩裂缝 的重要 措施。 冬季浇筑混凝土拆模时间不宜过迟 ， 一般在 5 天左 右。 拆模后应立即对混凝土表面进行保温 。 防止混凝土突 然暴露在寒冷空气中产生裂缝 。 4结语 混凝 土产生裂缝的原因很复杂 ，而且往往是各种因 素 的综合。 混凝土裂缝检查和处理工作十分困难 ， 施工过 程 中要在原材料及施工技术等方面采取有效的控制措施。 防止混凝土裂缝发生 ， 保证建筑物的安全。