第一篇：浅谈混凝土温度裂缝及其处理措施
论文关键词:混凝土;温度应力;裂缝;控制
论文摘要:文章对混凝土温度裂缝产生的原因、现场混凝土温度的的控制和预防裂缝的措施等进行阐述。引言
混凝土在现代工程建设中占有重要地位。而在今天,混凝土的裂缝较为普遍,在桥梁工程中裂缝几乎无所不在。尽管我们在施工中采各种措施,小心谨慎,但裂缝仍然时有出现。究其原因,我们对混凝土温度应力的变化注意不够期中之一。在大体积混凝土中,温度应力及温度控制具有重要意义。这主要是由于两方面的原因。首先,在施工中混凝土常常出现温度裂缝,影响到结构的整体性和耐久性;其次,在运转过程中,温度变化对结构的应力状态具有显著的不容忽视的影响。本文对施工中混凝土裂缝的成因和处理措施作一探讨。混凝土施工裂缝成因及其处理措施
2.1 裂缝的成因
混凝土中产生裂缝有多种原因,主要是温度和湿度的变化,混凝土的脆性和不均匀性,以及结构不合理,原材料不合格(如碱骨料反应),模板变形,基础不均匀沉降等。混凝土硬化期间水泥放出大量水化热,内部温度不断上升,在表面引起拉应力。后期在降温过程中,由于受到基础或老混凝土的约束,又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时,即会出现裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢,但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。如养护不周、时干时湿,表面干缩变形受到内部混凝土的约束,也往往导致裂缝。混凝土是一种脆性材料,抗拉强度是抗压强度的1/10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,在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的,存在着许多抗拉能力很低,易于出现裂缝的薄弱部位。在钢筋混凝土中,拉应力主要是由钢筋承担,混凝土只是承受拉应力。在素混凝土内或钢筋混凝土的边缘部位如果结构内出现了拉应力,则须依靠混凝土自身承担。一般设计中均要求不出现拉应力或者出现很小的拉应力,但是在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度,往往在混凝土内部引起相当大的拉应力。有时温度应可超过其他处荷载所引起的应力,因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。
2.2 温度应力的分析
根据温度应力的形成过程可分为以下三个阶段:
2.2.1 早期。自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束,一般约30天。这个阶段的两个特征,一是水泥放出大量的水化热,二是混凝土弹性模量的急剧变化。由于弹性模量的变化,这一时期在混凝土内形成残余应力。
2.2.2 中期。自水泥放热作用基本结束时起至混凝土冷却到稳定温度时止,在这个时期中,温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起,这些应力与早期形成的残余应力相叠加,在此期间混凝土的弹性模量变化不大。
2.2.3 晚期。混凝土完全冷却以后的运转时期。温度应力主要是外界气温变化所引起,这些应力与前两种的残余应力相迭加,根据温度应力引起的原因可分为两类:
2.2.3.1 自生应力:边界上没有任何约束或完全静止的结构,如果内部温度是非线性分布的,由于结构本身互相约束而出现的温度应力。
2.2.3.2 约束应力:结构的全部或部分边界受到外界的约束,不能自由变形而引起的应力。
2.3 温度的控制和防止裂缝的措施
为了防止裂缝,减轻温度应力可以从控制温度和改善约束条件两个方面着手:
2.3.1 控制温度措施。2.3.1.1 采用改善骨料级配,用于硬性混凝土,掺混合料,加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量。2.3.1.2 拌和混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度。2.3.1.3 热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度,利用浇筑层面散热。2.3.1.4 在混凝土中埋设水管,通入冷水降温。2.3.1.5 在规定合理的拆模时间,气温骤降时时行表面保温,以免混凝土表面发生急剧的温度梯度。2.3.1.6 施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构,在寒冷季节采取保温措施。
2.3.2 改善约束条件的措施
2.3.2.1 合理地分缝分块
2.3.2.2 避免基础过大起伏
2.3.2.3 合理地安排施工工序,避免过大的高差和侧面长期暴露。结语
改善混凝土的性能,提高抗裂能力,加强养护,心止表面干缩,特别是保证混凝土的质量对防止裂缝是十分重要,应特虽注意避免产生贯穿裂缝,出现后要恢复其结构的整体性是十分困难的,因此施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主。
参考文献
[1]交通部水泥混凝土路面推广组、水泥混凝土路面研究[M],人民交通出版社.1995.[2]钟爱成,孙勇,谢剑学,等.泵送混凝土裂缝成因及防治[J],建材技术与应用.2006(02).[3]傅志勇.浅析水泥混凝土路面裂缝的成因及预防措施[J],西部探矿工程.2005(05).[4]罗辉.混凝土的施工温度与裂缝[J[.交通世界(建养机械).2007(02).
第二篇：大体积混凝土温度裂缝防治措施
大体积混凝土温度裂缝防治措施
项目管理科 杜建豹 摘 要：大体积混凝土施工时产生的温度裂缝 ,破坏了结构的整体性、耐久性、防水性 ,影响结构安全和正常使用 ,危害严重。分析了裂缝产生原因 ,提出了在施工中应该采取的各种控制措施...关键词： 温度 裂缝 养护 引言
随着经济和施工技术的迅速发展 ,现代建筑中涉及到大体积混凝土施工也越来越多 ,如高层建筑基础、大型设备基础、水利大坝等。它们的主要特点就是体积大 ,水泥水化热释放比较集中 ,内部温度升高比较快。当大体积混凝土内外温差较大时 ,会使混凝土产生温度裂缝。众多工程实践证明 ,大体积混凝土施工难度比较大 ,混凝土产生温度裂缝的机率较多 ,稍有差错 ,轻者会影响建筑物的抗渗性能和外观质量 ,重者还会严重影响建筑结构的安全 ,甚至造成坍塌事故 ,从而造成无法估量的损失。因此我们必须从根本上分析大体积混凝土温度裂缝的产生原因 ,采取各种措施减少和控制温度裂缝的出现 ,来保证施工的质量。
1、温度裂缝产生的原因
大体积混凝土结构的整体性要求高 ,施工时如无特殊情况 ,一般要求一次性整体浇筑。浇筑后 ,水泥因水化反应引起水化热 ,由于混凝土体积大 ,内部与表面散热速率不一样 ,聚集在内部的水泥水化热不容易散发 ,混凝土内部温度将显著升高 ,而混凝土 表面则散热较快 ,与混凝土内部产生较大的温度差 , 使混凝土内部产生压应力 ,表面产生拉应力。同时在浇筑初期混凝土的弹性模量和强度很低 ,对水化热急剧温升引起的变形约束不大 ,温度应力比较小。随着混凝土龄期的增长 ,其弹性模量和强度相应提 高 ,对混凝土降温收缩变形的约束越来越强 ,即产生很大的温度应力 ,当混凝土的抗拉强度不能抵抗温度应力时 ,即产生温度裂缝。大体积混凝土产生温度裂缝的影响因素主要有:
1.1 水泥水化热的影响
水泥在水化反应过程中产生大量的热量 ,这是大体积混凝土内部温度升高的主要热量来源。由于大体积混凝土截面的厚度大 ,水化热聚集在结构内
部不易散发 ,会引起混凝土内部急剧升温 ,造成较大的内外温差 ,从而产生温度裂缝。
1.2 内外约束条件的影响
大体积混凝土一般与地基整体浇筑在一起 ,当 温度变化时会受到地基的限制 ,因而产生外部的约 束应力。当混凝土早期温度上升时 ,产生的膨胀变 形会受到约束面的约束而产生压应力 ,而此时混凝 土的弹性模量很小 ,徐变和应力松弛却较大 ,与基层连接也不太牢固 ,因而压应力较小 ,但是当温度下降时 ,则产生很大的拉应力。若产生的拉应力超过混凝土的抗拉强度 ,就会出现垂直裂缝。工程实践证明 ,当混凝土的内外温差小于 25℃时 , 产生温度裂缝的几率就小的多。由此可见 ,降低大体积混凝土的内外温差和改善约束条件 ,是防止大体积混凝土产生裂缝的重要措施。
1.3 外界气温变化的影响
大体积混凝土结构在施工期间 ,外界气温的变化对防止大体积混凝土开裂有着重要影响。混凝土浇筑温度与外界气温有着直接关系 ,浇筑温度又影响着混凝土的内部温度。大体积混凝土结构不易散热 ,其内部温度有的工程竟高达 90 ℃以上 ,而且持续时间较长。如外界气温下降 ,特别是气温骤降 ,会加大混凝土的温度梯度 , 温差愈大 , 温度应力也愈大。此时混凝土内部产生压应力 ,表面产生拉应力 , 当这个拉应力超过混凝土的抗拉强度时 ,大体积混凝土的表面就会出现裂缝。
2、控制大体积混凝土产生温度裂缝的措施
大体积混凝土的施工技术要求比较高 ,特别在 施工中要防止混凝土因水泥水化热而引起的温度差。在施工时 ,必须从原材料选择、施工技术、养护、温度检测等有关环节做好充分的准备工作 ,才能防止大体积混凝土温度裂缝的产生。
2.1 原材料的选择
⑴ 选用发热量低初凝时间较长的水泥 如矿渣水泥。尽量降低混凝土中的水泥用量 ,减少水泥 水化反应产生的热量 ,降低混凝土的温升，提高混凝土硬化后的体积稳定性。为保证减少水泥用量后混凝土的强度和坍落度不受损失 ,可适度增加活性细掺料替代水泥。例如掺加适量的粉煤灰 减少水泥 用量，达到降低水化热的目的 , 但掺量不能大于30 %。
⑵ 粗细骨料级配良好。通过试验选择合理的 石砂级配。在满足混凝土强度的基础上，骨料尽量选用较大的粒径 5-40mm，要具有较好的级配。同时必须严格控制砂石料的含泥量 ,石子的含泥量 控制在 1 %以下，砂的含量在 2 %以下，这样既提高了混凝土抗压强度 ,又可以减少用水量和水泥的用 量。
⑶ 加适量的缓凝剂(如木质素磺酸钙)。掺加 缓凝剂不但可以延缓水化热的释放速度、推迟温峰的出现并延长混凝土的凝结时间，还可以改善混凝土和易性，减少水和水泥用量 ,从而降低水化热。
⑷ 拌制大体积混凝土的原材料均需进行检验合格后方可使用。
2.2施工技术措施
⑴
在炎热夏季进行施工时 ,要采取下列措施对材料进行降温 : ① 提前1周以上的时间将水泥入库降温 ,并保证水泥仓库有良好的通风；
②砂石堆进行覆盖 ,避免阳光直射 ,必要时向 骨料喷冷水；
③ 防止搅拌机在阳光照射下温升过高 ,可采用搭凉棚的方法为搅拌机遮荫；
④混凝土宜现场采用冷水拌制。
⑵ 浇筑混凝土前应将基槽内的杂物清理干净，而且混凝土的浇筑应连续进行，间歇时间不得超过3～5h，浇筑时必须严格控制混凝土的入模温度，混凝土最高浇筑温度不得超28℃，在浇筑混凝土时投入适量的毛石 ,以吸收热量并节约混凝土;在浇筑的混凝土内部预先埋置冷却管 ,用循环水来降低混 凝土内部温度峰值延缓升温速度;浇筑时若外界气 温过高 ,可采用在输送管上加盖草袋并喷冷水的方法。
⑶ 在施工现场要对商品混凝土逐车进行检查，测定混凝土的坍落度和温度，检查混凝土量是否相 符，严禁混凝土搅拌车在施工现场临时加水。混凝土搅拌车到场等待时可采取向搅拌罐上喷冷水的措施来控制混凝土的浇筑温度。
⑷ 严格控制混凝土的浇筑速度。一次浇注的混凝土不可过高、过厚，以保证混凝土温度均匀上升。对于断面相差很大的结构和剪力墙的孔、洞、口 处 ,应先浇灌较深的部位 ,待静止 1～2h 混凝土沉降后 ,再与断面或孔洞上部的混凝土一起浇筑。墙板混凝土宜采用非泵送混凝土 ,利用塔吊和人力推车连续进行 ,以避免施工冷缝的出现。
⑸ 可以适当在混凝土中掺加合成纤维。混凝土中掺入合成纤维后 ,可使数以千万计的纤维三维均匀的分布在混凝土内部，混凝土塑性阶段干缩及冷缩所产生的表面一旦延伸到合成纤维即可停止发展。
⑹ 合理安排施工工序，遵循“同时浇捣、分层推进、一次到位、循序渐进”的成熟工艺，薄层浇捣，均匀上升，以利于散热。大体积混凝土浇筑时应尽量扩大浇筑工作面 , 分层浇捣 ,逐步推进。要严格控制振捣的时间及插 入深度 ,防止振捣过程中出现漏振。
根据结构特点 ,大体积混凝土的浇注方法可分为：全面分层、分段分层、斜面分层的浇注方案。如图1所示。
①图1a全面分层:在第一层混凝土全部浇筑完毕后 ,再回头浇筑第二层。此
时应使第一层混凝土还未初凝 ,如此逐层连续浇筑,直至完工为止。适用于结构的平面尺寸不太大的情况 ,施工时从短边开始,沿长边推进比较合适。必要时可分成两段 ,从 中间向两端或从两端向中间同时进行浇筑。
②图 1b 斜面分层:要求斜面的坡度不大于1/3，适用于结构的长度大大超过厚度3倍的情况。混凝土从浇筑层下端开始 ,逐渐上移。混凝土的振捣 也要适应斜面分层浇筑工艺 ,一般在每个斜面层的上、下各布置一道振动器。上面的一道布置在混凝土卸料处 ,保证上部混凝土的捣实 ,下面一道振动器 布置在近坡脚处 ,确保下部混凝土密实。随着混凝土浇筑的向前推进 ,震动器也相应跟上。
③图1 c 分段分层 : 混凝土浇筑时,先从底层开始,浇筑至一定距离后浇筑第二层 ,如此依次向前浇筑其他各层。由于总的层数较多,所以浇筑到顶后第一层末端的混凝土还未初凝,又可以从第二段依 次分层浇筑。这种方案适用于单位时间内要求供应的混凝土较少,结构物厚度不太大而面积或长度较大的工程。
⑺振捣时振动棒应尽量垂直插入 ,快插慢拔 , 插点交错 ,均匀布置。在振捣上一层混凝土时 ,应深 入下一层约 50～100mm, 以消除层间的接缝。振捣时间以表面基本水平并出现水泥浆,混凝土不再冒气泡、不再明显坍落为度。必要时在混凝土凝结前的适当时间内进行二次振捣 ,以增加混凝土的密实 度 ,减少混凝土内部的微裂缝 ,提高混凝土的强度和抗渗性能。
⑻冬季大体积混凝土浇筑时 ,为防止表面散热过快 ,造成过大的内外温差,应在外部覆盖保温材料或者进行短时间加热 ,拆模后迅速回填土方以利保温。2.3 大体积混凝土的养护措施
养护是大体积混凝土施工中一项十分关键的工 作。养护时要保持适宜的温度和湿度 ,以便控制混 凝土内外温差 ,促进混凝土强度的正常发展及防止混凝土温度裂缝的产生和发展。根据工程的具体情 况，应尽可能多养护一段时间 ,拆模后应立即回填土或覆盖保护。同时要预防冬期骤冷寒潮气候影响 ,以控 制内外温差 ,防止混凝土早期和中期裂缝。大体积混凝土的养护 ,不仅要满足强度增长的需要 ,还应通过人工的温度控制，防止因温度梯度引起混凝土的 开裂。
大体积混凝土养护阶段防止温度裂缝的措施主要有 :
⑴ 浇筑后2h采用塑料膜对表面覆盖,可有效增加混凝土的表面温度 ,减小总温差。若在冬季施工需在塑料膜上面加上草垫保温等。
⑵ 混凝土浇筑后 ,应在终凝后两小时开始带水养护 , 养护期14天以上。夏季浇筑大体积混凝土 时 ,可采用积水养护的方法。在混凝土表面上用砖砌成浅水池 ,然后放入 300mm 深的水，起保护和养护双重作用。
⑶ 冬季施工时 ,在结构外露的混凝土表面以及模板外侧覆盖保温材料(如草袋、锯木、湿砂等),在 缓慢的散热过程中 ,使混凝土获得必要的强度 ,以控制混凝土的内外温差小于 25 ℃。
2.4 大体积混凝土施工中的温度检测措施
要对大体积混凝土进行有效的温度控制 ,就必须进行科学检测。设置测温点 , 以便了解内外温差的数据 ,及时采取相应措施 ,以保证控制的准确性。
大体积混凝土温度的检测要在混凝土浇灌完毕后 2 天开始 ,检测时间为1个月 ,在前面7天 ,每隔2 小时测温一次 ,以后每隔8小时测温一次。在浇筑混 凝土时 ,采用预埋温度传感片和测温仪 ,一般布置上中下三个混凝土内部测温点和一个混凝土表面控制的测温点，从浇筑开始测温，浇筑完后根据温控指标及时调整保温、保湿等养护条件。混凝土养护阶段的温度检测应注意以下几点 ：
⑴ 混凝土的中心温度与表面温度之间、混凝土 表面温度与室外最低气温之间的差值均应小于20 ℃，当结构混凝土具有足够的抗裂能力时 ,不大于25 ℃～30 ℃。
⑵
混凝土拆模时 ,混凝土的温差不超过 20 ℃。
⑶ 配备专职测温人员，按两班考虑。对测温人员要进行培训和技术交底。测温人员要认真负责 , 按时按孔测温 ,不得遗漏或弄虚作假 ,发现问题应及时向项目技术负责人汇报。测温记录要填写清楚、整洁 ,换班时要进行交底。
⑷
测温工作应连续进行，经技术部门同意后方可停止测温。
⑸ 测温时若发现混凝土内部最高温度与表面温度之差达到 25 度或温度异常，应及时通知技术部门和项目技术负责人 ,以便及时采取措施。
3、结束语
大体积混凝土结构的材料选择、施工技术与养护措施直接关系到结构的使用性能 ,若不能很好的了解大体积混凝土结构温度裂缝产生的原因以及采取的 相应施工措施 ,实际生产当中就很难保证大体积混凝土的施工质量。虽然大体积混凝土很容易产生温度裂缝 ,但是大量的科学研究以及成功的工程实例都表明：只要我们在材料选择、施工工艺、以及 后期的养护过程中能够充分考虑各种因素的影响，还是完全可以避免危害结构安全的温度裂缝的产生。
参考文献 : [1] 中国建筑工业出版社.建筑工程施工手册.2003.4 [2] 张仁水.建筑工程施工.北京：中国矿业大学出版社.2000 [3] 卢经扬等.土木工程材料.北京：煤炭工业出版社.2004
第三篇：混凝土裂缝成因及处理措施
混凝土裂缝原因分析及预防措施
混凝土结构裂缝是非常普遍的，可以说很难避免，其中有的裂缝形成以后不再发展，对混凝土结构的正常使用没有影响，而有的裂缝则随着时间的延长而继续发展，危及建筑物的结构安全。只有正确认识混凝土结构裂缝的产生原因，采取相应的措施，消除隐患，才能确保结构安全和正常使用。
一、混凝土结构产生裂缝的原因
1、温度变化引起的裂缝
混凝土具有热胀冷缩的性质，当外部环境或结构内部温度发生变化时，混凝土将发生变形，变形受到约束，则在结构内产生温度应力，当温度应力超过混凝土的抗拉强度时即产生温度裂缝，其特征是随温度变化而扩张或合龙。
混凝土浇筑后的前几天，水泥的水化热大量释放，混凝土内部的温度迅速升高，混凝土内部与外界形成温差，产生温度应力，温差越大，温度应力越大，当温度应力超过混凝土的抗拉强度时即产生温度裂缝。
2、收缩引起的裂缝
在混凝土收缩类型中,塑性收缩和缩水收缩(干缩)是混凝土体积变形的主要原因.（1）塑性收缩产生的裂缝
塑性收缩发生在混凝土浇注后4-5h，此时水泥水化反应激烈，分子链逐渐形成，出现泌水和水分急剧蒸发，混凝土失水收缩，同时骨料因自重下沉，而此时混凝土尚未硬化，产生塑性收缩。塑性收缩所产生的量级很大，可达1%。在骨料下沉过程中若受到钢筋阻挡，便形成沿钢筋方向的裂缝。在构件竖向变截面处箱梁腹板与顶底板交接处，因硬化前沉实不均匀将发生表面顺腹板方向的裂缝。
（2）缩水收缩产生的裂缝
混凝土硬结以后，随着表层水分逐渐蒸发，湿度逐步降低，混凝土体积减小，产生缩水收缩（干缩）。因混凝土表层水分损失快，内部损失慢，因此产生表面收缩大，内部收缩小的不均匀收缩，表面收缩变形受到内部混凝土的约束，致使表面混凝土承受拉力，当表面混凝土承受的拉力超过其抗拉强度时，便产生收缩裂缝。
3、钢筋锈蚀引起的裂缝
由于混凝土质量较差或保护层厚度不足，混凝土保护层易受二氧化碳侵蚀炭化至钢筋表面，使钢筋周围混凝土碱度降低，或由于外加剂使用不当，氯化物的介入，使钢筋周围氯离子含量较高，引起钢筋表面氧化膜破坏。若钢筋中的铁离子与侵入到混凝土中的氧气和水分子发生反应，其锈蚀物氢氧化铁的体积比原来增长2-4倍，从而使混凝土周围产生膨胀应力，导致混凝土保护层开裂、剥落，沿钢筋纵向产生裂缝，并有锈迹渗出混凝土表面。同时锈蚀使钢筋有效断面减小，钢筋与混凝土握裹力削弱，结构 承载力下降，并将诱发其他形式的裂缝，加剧钢筋锈蚀，导致结构破坏。
4、施工工艺对裂缝的影响
如保护层过厚，或乱踩已绑扎的上层钢筋，使承受负弯矩的受力钢筋保护层过厚，导致构件的有效高度减小，形成与受力钢筋垂直的裂缝。
施工时混凝土分层或分段浇注时，接头部位处理不好，容易在新旧混凝土和施工缝之间出现裂缝。如分层浇注时间隔时间过长，引起层面之间的水平裂缝，分段浇注时，接触面凿毛、清洗不彻底，新旧混凝土之间黏结力小，或后浇注的混凝土养护不到位，导致混凝土收缩而引起裂缝。若混凝土早期受冻，使构件表面出现裂纹或局部剥落，或脱模后出现空鼓现象，施工时模板刚度不足，浇注混凝土时模板侧向变形，或拆模过早，混凝土强度不足，均会使混凝土产生裂缝。
二、混凝土结构产生裂缝的预防措施
1、温度裂缝
（1）合理选用水泥
根据外界气候条件和构件的体积及施工措施，合理选用水泥品种。如果是大体积混凝土、浇注速度很快、外界气温便低，则应选用水化热低的水泥。优化混凝土配合比，尽可能降低水泥用量，从而降低混凝土水化热温度升值，每降低10KG/立方米，混凝土的水化热温度升高可降低1度。（2）合理控制拆模时间
混凝土拆模时，对混凝土内部与外界的温差有严格的规定，≤施工规范≥规定其温差不应超过25℃。可有时为了赶进度，加快模板周转，往往只注意了混凝土强度，而忽视了温差对混凝土的影响，尤其是冬季施工时，很容易产生温度裂缝。
（3）合理确定养生方法
混凝土浇筑后的养生是保证混凝土强度的重要措施，如果养生措施不当，往往会使混凝土表面产生龟裂。在炎热的夏季，特别是在山区，施工单位经常会图方便，就地采用河水养生，此时混凝土表面温度和水的温差很大，由于混凝土表面的灰浆抗拉强度很低，遇冷水后收缩，就在混凝土表面形成了很多不规则的微裂缝。所以，应该在混凝土拆模后及时覆盖或包裹，在早晚温度低时洒水养生，避免在温度高时将冷水直接浇到混凝土表面，以减少龟裂。
（4）降低混凝土温度差。
选择适宜的气温浇注混凝土，降低混凝土拌合物的初始温度，控制浇注速度，降低分层厚度。（5）提高混凝土的极限抗拉强度。
选择好级配的骨料，严格控制含泥量，加强混凝土的振捣，提高混凝土的密实度和抗拉强度，减少收缩变形，浇注后及时排除表面积水，加强早期养护，提高混凝土早期或相应龄期的抗拉强度。掺入一定数量的纤维。
2、收缩裂缝
收缩裂缝最直接的原因就是混凝土内的水分损失，所以控制水灰比至关重要。在泵送混凝土中或钢筋密集构件等要求混凝土拌和物坍落度较大时，掺加减水剂，降低单位用水量是首选措施。其次，避免长时间的搅拌和振捣，及时清除泌水，控制速度不要过快，振捣要密实，以减少混凝土因骨料自重而引起的下沉量。混凝土收缩裂缝的产生还与水泥品种、标号、用量，骨料品种，外掺剂，养护方法，外界环境，振捣方式等因素有关。在水分容易损失的地上建筑物应首选干缩性小的水泥。
3、钢筋锈蚀引起的裂缝
凝土振捣不密实或不均匀，出现蜂窝、麻面、空洞或在钢筋混凝土中使用了含有氯盐的水或外加剂是导致钢筋锈蚀或其他荷载裂缝的起源。所以，在施工时采取钢筋除锈，保证保护层厚度，控制水灰比，加强振捣，保证混凝土的密实性，防止氧气侵入及在钢筋混凝土中掺加不含氯盐的外加剂等措施可减少因钢筋锈蚀引起的裂缝。
混凝土的裂缝虽然不可避免，但是混凝土的裂缝是可以控制的，认清混凝土裂缝产生的原因，在施工或养护中采取有针对性的措施，是可以预防或减少裂缝产生的。稳定的裂缝不影响结构的正常使用，但裂缝的存在都会降低结构的刚度。所以，预防或减少裂缝的产生，不但可以提高建筑物的观感质量，更主要的是可以提高建筑物的刚度，延长使用寿命，发挥更大的效益。
第四篇：大体积混凝土温度裂缝（范文模版）
大体积混凝土温度裂缝
摘要：介绍了大体积混凝土概念的界定，从温度应力和内外约束两个方面浅析了大体积混凝土温度裂缝产生的机理，总结了混凝土开裂的三种方式。根据裂缝产生的机理，结合工程实践从设计和施工角度总结出大体积混凝土温度裂缝的控制措施。
关键词：大体积混凝土；温度裂缝；温差
在全球各地的土木工程中，混凝土是最重要的建筑材料，其强度高、耐久性好，广泛用于各类建筑物、构筑物。随着人类科技的不断进步，建筑技术的不断发展，各种新型结构相继涌现，使得大体积混凝土结构应用越来越广泛。但大体积混凝土自身导热性能较差，混凝土内部水化热量难以散发，而表面散热快，中心温度和表面温度的差异造成混凝土开裂。
混凝土的温度裂缝问题是一个相当普遍的质量问题，不仅影响建筑物的外观，更会危及建筑的正常使用及结构的耐久性。特别是随着建设规模的日趋增大，大体积混凝土结构日益增多，工程裂缝控制技术难度更高。很多研究学者对如何避免大体积混凝土开裂进行了研究，大部分学者提出采用埋设冷却水管的温控措施，或者使用微膨胀混凝土。但是这些方法不仅造价高，而且也不完全可靠。大体积混凝土温度裂缝的控制从设计、材料、施工等多方面入手，采用综合治理措施更为有效。大体积混凝土概念的界定
对大体积混凝土概念的界定问题，在工程界有一个逐步认识的过程。在研究初期主要是定量判别法，根据混凝土的厚度和温差来区别，采用0.8-1m和25℃作为区分的界限。
《JGJ55-2000 普通混凝土配合比设计规程》 采用定量和定性相结合的解释，其定义为：混凝土结构物实体最小尺寸等于或大于1m，或预计会因水泥水化热引起混凝土内外温差过大而导致裂缝的混凝土。
美国混凝土协会（ACI 116R—00）的解释是：“任意体量的混凝土，当其尺寸大到必须采取预防措施控制由于水泥水化热和体积变化以最大限度减少裂缝时，均可称为大体积混凝土”（concrete, mass-any volume of concrete with dimensions large enough to require that measures be taken to cope with generation of heat from hydration of the cement and attendant volume change , to minimize cracking）。
而日本建筑学会标准(JASS5)的解释为：“结构断面最小厚度在80cm以上，同时水化热引起混凝土内部的最高温度与外界气温之差预计超过25℃的混凝土，称为大体积混凝土”。
参考以上列出的解释，笔者认为大体积混凝土这个术语中的“大”在某种意义上属于约定俗成的说法；因为《JGJ55-2000 普通混凝土配合比设计规程》和美国混凝土协会（ACI 116R—00）的解释中提到的因水泥水化热和体积变化引起混凝土裂缝，并没有对体积做出定量要求，而包含了体积不大但因预计水泥水化热和收缩会引起混凝土裂缝时需要采取预防措施来控制裂缝的混凝土结构。2 2.1 大体积混凝土温度裂缝产生机理浅析 温度应力
超大体积混凝土由于水泥水化时会放出大量的水化热，而混凝土自身体积较厚，混凝土表面和内部的散热条件不同，混凝土表面由于直接和空气接触，散热条件好，热量可向大气中散发，表面温度上升较少；而混凝土内部自身导热性能差，水化热积聚在混凝土内部不易散发，温度会上升较多，这样就形成外低内高的温差。由于外部约束和内部约束的存在，使混凝土不能自由变形，于是就会在混凝土内部产生温度应力，这种由于温度变化产生的变形受到约束而产生的应力称为温度应力。由此可见：产生温度应力必须具备两个必要条件是温差和约束。温差越大，产生的温度应力越大，混凝土越容易开裂。当超大体积混凝土被完全嵌固时，它受到的约束最大，此时温度应力会达到最大值，当约束减小时，所产生的温度应力也随之减小，开裂的概率也随之降低。
2.2 约束
超大体积混凝土受到的约束一般分为内约束和外约束两种。2.2.1 内约束引起温度裂缝的机理
一个物体或一个构件本身各质点之间的相互约束作用称为“内约束”。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。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，就会在大体积混凝土的外表面产生裂缝，这种裂缝比较分散、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。表面裂缝的形状见图1所示。
图1 表面裂缝
2.2.2 外约束引起的温度裂缝的机理
一个物体的变形受到其它物体的阻碍，一个结构的变形受到另一个结构的阻碍，这种结构与结构之间，物体与物体之间，物体与构件之间，基础与地基之间的相互牵制作用称作“外约束”。大体积混凝土浇筑后数日(一般不少于5 d)，水泥水化热基本上释放完毕，由于环境温度较低，这时大体积混凝土就会从最高温度开始逐渐降温，降温的结果会引起混凝土的收缩，同时混凝土中多余水分也随之蒸发，这样就会引起混凝土体积出现不同程度的收缩。而地基、其它结构往往会对大体积混凝土进行约束，让其不能自由变形，在这种外部约束的作用下，混凝土的内外温差就会产生温度应力。这种温度应力一般是拉应力，当该温度应力超过混凝土的抗拉强度时，就会从约束面开始向上出现开裂，从而形成温度裂缝。若温度应力足够大，裂缝会连续产生，甚至会贯穿整个截面。贯穿裂缝会严重影响结构的性能，它会破坏结构的整体性、耐久性、防水性，给结构带来重大的损伤，直接影响到工程结构安全。贯穿裂缝一般发生在混凝土的温度下降阶段，且外部约束较大，裂缝一般与约束面成直角关系。如约束体为桩基、岩体、以及老混凝土结构面时，约束力会更大，产生的温度应力也会更大。但只有在温差(最高温度与最终稳定温度差)25℃以上，才会出现这种裂缝。此外，不同的约束体会导致不同的贯穿裂缝，且其发生部位和裂缝的多少也会不一样。若产生贯穿裂缝，后期养护不到位，还会加剧裂缝发展。外部约束应力形成裂缝的情况如图2所示。
图2 部约束应力所形成的裂缝
虽然引起大体积混凝土开裂的原因很多，但是按照裂缝深度的不同，一般可将裂缝分为：贯穿裂缝、深层裂缝和表面裂缝。在这三种裂缝中，贯穿裂缝的危害最大，它贯穿了结构面，破坏了结构的整体稳定性，大大降低结构的安全使用性能。深层裂缝的危害其次，并没完全切断结构面，除地基或受既有建筑混凝土影响外，不会发展成贯穿裂缝，则对结构的影响不太大。表面裂缝的危害性一般较小，除特种结构(如：有防辐射要求的探伤室、有防水要求的堤坝等)外，表面裂缝可以通过抹灰等方式处理。
图3 大体积混凝士结构裂缝类型示意图 大体积混凝土温度裂缝的控制
混凝土开裂不但会使结构承载能力相应的下降，改变结构的受力状态，而且会影响到结构外表的美观，影响结构的正常使用。例如：若大坝开裂则会使水渗漏，若探伤室开裂则会使射线泄露，严重影响到结构的使用功能。因此，我们一定要采取有效措施控制大体积混凝土的开裂。王铁梦教授从1955年起就开始研究分析多种结构裂缝，并在此基础上，提出了“抗”、“放”的原则。许多学者在“抗”、“放”原则的基础上又提出了多种抗裂措施。在实际工程中，应结合工程特点灵活运用“抗”、“放”、“抗放”结合的原则控制裂缝的开裂。在实际工程的设计和施工中，就可以通过分析混凝土开裂的不同原因来采取具体的防裂措施。例如：开裂原因与结构设计和受力荷载有关时，应当结合概念设计、平面布置、受力加固等原则和方法考虑控制混凝土开裂的措施。控制大体积混凝土开裂的措施与一般混凝土相比，除了上述措施之外，由于大体积混凝土的固有特性(主要是混凝土中的温度应力和温差)，还有一些其他的抗裂措施。下面重点分析在设计和施工中，控制大体积混凝土开裂的措施。
大体积混凝土裂缝控制措施可分为两类，一类是：设计措施：设计控制措施可以分为以下几点：①合理布置平面、立面；可以避免体型突变，保证各种系数达到规范要求(安全系数应当适当提高)；②合理留设施工缝；施工缝位置应优先选在在受力较薄弱、剪力较小的结构上，例如：探伤室大体积施工时，其墙体的施工缝可以留在板底和墙体之间；③合理配置钢筋；一般大体积混凝土的配筋率较小，适当提高配筋率可以改善应力分布情况，增强混凝土的抗拉应力，抵抗温度应力的影响，降低裂缝产生的可能性。
控制大体积混凝土开裂的另一类措施是：施工措施，这是控制大体积混凝土裂缝的关键。其施工措施可分为以下几个方面：
(1)合理的混凝土配合比设计；配合比设计包括选材和比例控制，在选材时，水化热是造成大体积混凝土开裂的主要原因。配合比设计时，可以在保证混凝土结构强度的条件下，降低水泥的使用量，选用较低水化热的水泥(如粉煤灰硅酸盐水泥)，或者在混凝土中添加适当的粉煤灰、矿粉等，减少水化热的产生量。避免选用早强水泥、含氯化物、含铝酸钙等影响大体积混凝土结构使用的水泥。掺加适当的添加剂如：减水剂(在同等强度条件下，减水剂可以降低水灰比，在保证水泥用量不变时，节约用水；在保证用水量不变时，节省水泥。)、微膨胀剂(微膨胀剂可以减少混凝土的体积收缩，减小混凝土的收缩应力。)。为防止混凝土开裂，要严格控制骨料级配、含泥量，严禁使用海砂。在进行配合比设计时，一定要经过多次试验，经过试验合格后，方可用于施工；经检验配合比不合格或强度不够的混凝土，严禁用于工程施工。
(2)施工工艺的选择；施工工艺包含搅拌、输送、浇筑等几个过程，为保证混凝土有良好和易性和加工性能，一定要做好搅拌和输送工作。另外，需要注意：搅拌站或商品混凝土供应站应当建在实际工程附近。搅拌前可先用冷水冲刷骨料，降低建筑温度；搅拌时应该投料次序准确，不得一次性全加，按照配合比设计原则分清先后次序，一般情况下应先投水泥搅拌；搅拌时间合理，不得发产生分层、离析现象。运输时应当迅速，运输方式、运输路径应当便捷，保证运输车辆的运行，防止堵塞和交通拥挤，尽量减少周转次数和输送时间，避免离析(一旦发生，应进行二次搅拌)现象。浇筑前应进行技术交底，确定浇筑方案，做好准备工作；浇筑时供料及时，不能有离析，振捣密实，增强混凝土密实度，大体积混凝土还应当采用振捣棒振捣，并在混凝土初凝前进行二次振捣；妥善处理泌水；浇筑完成后，应及时采取合理措施，进行养护。
(3)采取合适的温控方案；温控方案包括两种：保温法和降温法。降温法指在混凝土内部埋设冷水管，这种方法多用于水利、交通结构。保温法一种是在混凝土表面采用保温材料覆盖，这种方法适用于我国南方气温在15℃以上的季节，寒冷地区不太适用；另一种是表面蓄水保温，表面蓄水保温可以控制表面龟裂，保证工程质量。在采用温控方案时一定要结合结构所在的地理环境和结构的组成形式。在混凝土结构设计时应当采取合理措施，避免结构形式和受力荷载所造成的混凝土开裂：施工时应当保证每个施工工序、施工措施都严格按照施工技术方案进行，并做好预警方案，一旦施工过程中出现问题即可立即实施备案，防止问题继续发展。
参考文献：
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[3] 张雄，张小伟，李旭峰．混凝土结构裂缝防治技术[M].化学工业出版社，2007． [4] 邹新辉．浅析大体积混凝土裂缝的常见问题及其预防措施[J].科技咨询，2010 [5] 宋锟等．大体积混凝土温度裂缝控制综合措施[J].山西建筑，2006 [6] 王润富，陈国荣．温度场和温度应力[M]．北京：科学出版社，2005
第五篇：混凝土裂缝原因分析及处理措施
混凝土裂缝原因分析及控制措施
韩恒梅
禄建民
平顶山工业职业技术学院（河南平顶山 467001）
摘要：混凝土裂缝的存在和发展通常会使内部的钢筋等材料产生腐蚀，降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性及抗渗能力，影响建筑物的外观、使用寿命，严重的将威胁到人民的生命、财产。本文对混凝土施工中裂缝的原因及控制措施作一初步探讨。
关键词：混凝土裂缝；混凝土裂缝的原因分析；混凝土裂缝的控制措施
The Reason Analyse and Control Measure of Concrete Crack
Hanhengmei Lujianmin Pingdingshan Industrial College of Technology（Henan Pingdingshan 467001）Abstract: The existing and developing of concrete crack can uaually erode some material just like reinforcing steel bar,low the carrying capacity、wearing and antiinfiltration capacity of reinforced concrete,influence the appearance、using time of building,and even threaten the life and wealth of human.The article mostly discusses the reason and control measure of concrete crack.Keywords: Concrete crack;The reason analyse of concrete crack;The control measure of concrete crack 0 前言
混凝土在现代工程建设中占有重要地位，而混凝土的裂缝较为普遍。混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而成的非均质脆性材料。由于混凝土施工、本身变形和约束等一系列问题，使混凝土裂缝成了土木、水利、桥梁、隧道等工程中最常见的工程病害。
裂缝的原因分析 由于混凝土的组成材料、微观构造以及所受外界影响的不同，混凝土中产生裂缝有多种原因，主要是温度和湿度的变化，混凝土的脆性和不均匀性，以及结构不合理，原材料不合格，模板变形，基础不均匀沉降等。
（1）混凝土在硬化的过程中，由于干缩引起的体积变形受到约束时产生的裂缝，这种裂缝的宽度有时会很大，甚至会贯穿整个构件。
（2）混凝土在硬化期间水泥产生大量水化热，内部温度不断上升，在混凝土表面引起拉应力。后期在降温过程中，由于受到基础或老混凝土的约束，又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力，当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，即会出现裂缝。
（3）在厚度较大的构件中，由于混凝土的塑性塌落受到模板或顶部钢筋的抑制，在浇捣后数小时会发生这种由于混凝土塑性塌落引起的裂缝。
（4）当有约束时，混凝土热涨冷缩所产生的体积涨缩，因为受到约束力的限制，在内部产生了温度应力，由于混凝土抗拉强度较低，容易被温度引起的拉应力拉裂，从而产生温度裂缝。由于太阳暴晒产生裂缝也是工程中最常见的现象。
（5）混凝土加水拌和后，水泥中的碱性物质与活性骨料中活性氧化硅等起反应，析出的胶状碱——硅胶从周围介质中吸水膨涨，体积增大三倍，从而使混凝土涨裂产生裂缝。
（6）许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢，但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化，如养护不当、时干时湿，表面干缩变形受到内部混凝土体的约束，也往往产生裂缝。
（7）构件超载产生的裂缝，例如：构件在超出设计的均布荷载或集中荷载作用下产生内力弯矩，出现垂直于构件纵轴的裂缝，构件在较大剪力作用下，产生斜裂缝，并向上、下延伸。（8）当结构的基础出现不均匀沉陷，就有可能会产生裂缝，随着沉陷的进一步发展，裂缝会进一步扩大。
（9）当钢筋混凝土处于不利环境中，例如：侵蚀性水，由于混凝土保护层厚度有限，特别是当混凝土密实性不良，环境中的氯离子等和溶于水中的氧会使混凝土中的钢筋生锈，生成氧化铁，氧化铁的体积比原来金属的体积大的多，铁锈体积膨胀，对周围混凝土挤压，使混凝土胀裂。
（10）由于原材料质地不均匀、水灰比不稳定以及运输和浇筑过程中的离析现象，在同一块体混凝土中其抗拉强度也是不均匀的，存在着许多抗拉能力很低，易于出现裂缝的薄弱部位。
而在施工过程中，我们最为常见的多是因温度而引起的裂缝。
在钢筋混凝土中，拉应力主要是由钢筋承担，混凝土只是承受压应力。在素混凝土内或钢筋混凝上的边缘部位如果结构内出现了拉应力，则须依靠混凝土自身承担。一般设计中均要求不出现拉应力或者只出现很小的拉应力。施工中混凝土由最高温度冷却到工程运行时期的稳定温度，往往在混凝土内部引起相当大的拉应力，有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力。因此，掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。
温度应力的分析
实践证明，混凝土常见的裂缝，大多数是不同深度的表面裂缝，其主要原因是温度梯度造成寒冷地区的温度骤降也容易形成裂缝。
根据温度应力的形成过程可分为以下三个阶段：
（1）早期：自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束，一般约30天。这个阶段的两个特征，一是水泥放出大量的水化热，二是混凝上弹性模量的急剧变化。由于弹性模量的变化，这一时期在混凝土内形成残余应力。
（2）中期：自水泥放热作用基本结束时起至混凝土冷却到稳定温度时止，这个时期中，温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起，这些应力与早期形成的残余应力相叠加，在此期间混凝上的弹性模量变化不大。
（3）晚期：混凝土完全冷却以后的运转时期。温度应力主要是外界气温变化所引起，这些应力与前两种的残余应力相迭加。
温度的控制和防止裂缝的措施 为了防止裂缝，减轻温度应力可以从控制温度和改善约束条件两个方面着手。控制温度的措施如下：
（1）采用改善骨料级配，用干硬性混凝土，掺混合料，加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量；
（2）拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度；（3）热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热；（4）在混凝土中埋设水管，通入冷水降温；
（5）规定合理的拆模时间，气温骤降时进行表面保温，以免混凝土表面发生急剧的温度梯度；
（6）施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构，在寒冷季节采取保温措施； 改善约束条件的措施是：
合理地分缝分块；避免基础过大起伏；合理的安排施工工序，避免过大的高差和侧面长期暴露；改善混凝土的性能，提高抗裂能力，加强养护，防止表面干缩，特别是保证混凝土的质量对防止裂缝是十分重要，应特别注意避免产生贯穿裂缝，出现后要恢复其结构的整体性是十分困难的，因此施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主。
在混凝土的施工中，为了提高模板的周转率，往往要求新浇筑的混凝土尽早拆模。当混凝土温度高于气温时应适当考虑拆模时间，以免引起混凝土表面的早期裂缝。新浇筑早期拆模，在表面引起很大的拉应力，出现“温度冲击”现象。在混凝土浇筑初期，由于水化热的散发，表面引起相当大的拉应力，此时表面温度亦较气温为高，此时拆除模板，表面温度骤降，必然引起温度梯度，从而在表面附加一拉应力，与水化热应力迭加，再加上混凝土干缩，表面的拉应力达到很大的数值，就有导致裂缝的危险，但如果在拆除模板后及时在表面覆盖一轻型保温材料，如泡沫海棉等，对于防止混凝土表面产生过大的拉应力，具有显著的效果。
加筋对一般钢筋混凝土有影响。在温度不太高及应力低于屈服极限的条件下，钢的各项性能是稳定的，而与应力状态、时间及温度无关。钢的线胀系数与混凝土线胀系数相差很小，在温度变化时两者间只发生很小的内应力。由于钢的弹性模量为混凝土弹性模量的7～15倍，当内混凝土应力达到抗拉强度而开裂时，钢筋的应力将不超过100～200kg／cm2。因此，在混凝土中想要利用钢筋来防止细小裂缝的出现很困难，但加筋后结构内的裂缝一般就变得数目多、间距小、宽度与深度较小了。而且如果钢筋的直径细而间距密时，对提高混凝土抗裂性的效果较好。混凝土和钢筋混凝土结构的表面常常会发生细而浅的裂缝，其中大多数属于干缩裂缝。虽然这种裂缝一般都较浅，但它对结构的强度和耐久性仍有一定的影响。
为保证混凝土工程质量，防止开裂，提高混凝土的耐久性，正确使用外加剂也是减少开裂的措施之一。许多外加剂都有缓凝、增加和易性、改善塑性的功能，我们在工程实践中应多进行这方面的实验对比和研究，比单纯的靠改善外部条件，可能会更加简捷、经济。结论
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渗能力，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，因此严格按规程、规范要求施工，严把质量关，防患于未来，尽可能地降低混凝土裂缝的出现；对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待，采用合理的方法进行处理，并在具体施工中要靠我们多观察、多比较，出现问题后多分析、多总结，结合多种预防处理措施，混凝土的裂缝是完全可以避免的。
参考文献：
［1］郭正兴、李金根主编《建筑施工》，东南大学出版社 ［2］《建筑施工手册》第四版，中国建筑工业出版社 ［3］《现行建筑施工规范大全》，中国建筑工业出版社 ［4］赵国藩主编 《钢筋混凝土结构》，中国电力出版社 作者简介：
韩恒梅，女，河南省南阳人，1996年毕业于焦作工学院建筑工程系建筑工程专业，现在平顶山工业职业技术学院任教，讲师。
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