第一篇：浅析现浇钢筋混凝土温度裂缝产生的成因及控制措施
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浅析现浇钢筋混凝土温度裂缝产生的成因及控制措施
浅析现浇钢筋混凝土温度裂缝产生的成因及控制措施
摘要：钢筋混凝土温度裂缝主要成因，提出温度裂缝控制措施
关键词：水化热；混凝土温度应力；裂缝控制；温度应力
中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：
钢筋混凝土中的水泥在水化过程中，将释放大量的热量形成不均匀非稳定温度场，产生非均匀温度变形，极易导致混凝土裂缝产生，还有施工中的混凝土的干缩也会使混凝土产生裂缝，影响到结构的整体性和耐久性。本文就钢筋混凝土温度裂缝成因及控制措施进行分析、总结。
裂缝产生的原因
混凝土中产生裂缝的原因有多种，主要是混凝土内部温度变化产生不均匀变形和湿度的变化引起的不均匀干缩变形叠加作用导致。混凝土是一种脆性、非匀质的脆性材料，抗压力比抗拉力大一个数量级，极易在由于温差、干缩变形的作用下产生的主拉应力作用下产生宏观裂缝。
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，表面干缩形变受到内部混凝土的约束，也往往导致裂缝。
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。但是在凝固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
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为重要。
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：
（1）早期：自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束，一般约3天。这个阶段的两个特征，一是水泥水化放出大量的水化热，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。根据温度应力引起的原因可分为两类：
（1）自生应力：周围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。例如，桥梁墩身，结构体积相对较大，混凝土冷却时表面温度低，内部温度高，在表面出现拉应力，在中间出现压应力。
（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。如箱梁顶板混凝土和护栏混凝土。这两种温度应力往往和混凝土的干缩所引起的应力共同作用。要想根据已知的温度准确分析出温度应力的分布、大小是一项比较复杂的工作。在大多数情况下，需要依靠模型试验或数值计算。混凝土的徐变使温度应力有相当大的松驰，计算温度应力时，必须考虑徐变的影响，具体计算这里就不再细述。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）采用低热或中热的水泥品种，例如选用低水化热的粉煤灰水泥；
（2）选用质地坚硬、级配良好、颗粒洁净、低热膨胀系数、低吸水率的优质骨料改善骨料级配；
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（3）加入缓凝剂，延长混凝土的凝固时间，对水化热的散失是一个有效的措施。
（4）拌合混凝土时加冰水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度；控制混凝土浇筑温度不宜高于30℃
（5）合理安排工期，选择最佳开盘时间
（6）热天采用薄层浇筑，利用层面散热以降低混凝土温度，浇筑厚度为30cm；（一般常用于大体积混凝土）
（7）确保钢筋保护层厚度符合设计要求
（8）在混凝土中埋设水管，通入冷水降温；（一般常用于大体积混凝土）
（9）顶层混凝土浇筑完毕后，在顶部混凝土初凝前，对其进行二次压实抹平；或在顶层混凝土振捣找平后随即用塑料薄膜粘贴在混凝土表面以减小混凝土表面与内部的温差；加强养生以增加混凝土表面湿度。
（10）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；此外，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。当混凝土温度高于外界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，如塑料布、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。
正确使用外加剂也是减少开裂的措施之一。例如使用减水防裂
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剂，在实践中总结出其主要作用为：
（1）水灰比是影响混凝土收缩的重要因素，使用减水防裂剂可使混凝土用水量减少25％。
（2）水泥用量也是混凝土收缩率的重要因素，掺加减水防裂剂的混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少15％的水泥用量，其体积用增加骨料用量来补充。
（3）减水防裂剂可以改善水泥浆的稠度，减少混凝土泌水，减少沉缩变形。
（4）提高水泥浆与骨料的粘结力，提高的混凝土抗裂性能。
（5）混凝土在收缩时受到约束产生拉应力，当拉应力大于混凝土抗拉强度时裂缝就会产生。减水防裂剂可有效的提高的混凝土抗拉强度，大幅提高混凝土的抗裂性能。
（6）掺加外加剂可使混凝土密实性好，可有效地提高混凝土的抗碳化性，减少碳化收缩。
（7）掺减水防裂剂后混凝土缓凝时间适当，在有效防止水泥迅速水化放热基础上，避免因水泥长期不凝而带来的塑性收缩增加。
（8）掺外加剂混凝土和易性好，表面易摸平，形成微膜，减少水分蒸发，减少干燥收缩.5 结束语
以上对混凝土的施工温度和湿度与裂缝之间的关系进行了理论和实践上的初步探讨，具体施工中要靠我们具体问题具体分析多方面找原因来解决混凝土裂缝问题。
参考文献
（1）孙肖虎 冷春峰 张慧宇 《水利科技与经济》 2008 第3期
（2）谭子云 张智 李镭 《湖南交通科技》 2007 第3期
（3）刘伟 董必钦 李伟文 邢锋 《工业建筑》 2008 第7期
（4）黄子春 《混凝土》 2010 第1期
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第二篇：现浇钢筋混凝土楼板裂缝成因防治措施
现浇钢筋混凝土楼板裂缝成因防治措施
摘要分析现浇混凝土楼板产生裂缝的原因,提出相关的预防措施和处理方法,以控制楼板裂缝的产生,保证建筑质量。
关键词钢筋混凝土;楼板裂缝;原因;措施
中图分类号TU37文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)052-0031-01
现浇钢筋混凝土楼板具有整体性好,抗震性能强等优点,因此被广泛的应用于建筑工程之中。但是楼板裂缝也随之成为混凝土楼板工程的质量通病。楼板裂缝一旦形成,就会降低结构的耐久性,削弱构件的承载能力,严重时可能危害到建筑物的安全使用。所以,如何采取有效的措施防止楼板开裂是一个值得关注的问题。
1楼板裂缝的成因
1)温湿度变化。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。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,这样也会在表面形成拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时,即会出现裂缝。
2)混凝土材料质量。材料质量问题引起的裂缝较常见的原因是水泥、砂、石等材料质量不好。首先如果是水泥安定性不合格,就会导致混凝土板面出现裂,并且随着混凝土龄期及强度的增长裂缝会随之变宽,这种裂缝危害很大,甚至可能会造成严重的质量事故;其次如果是砂石级配不好、砂太细、石子过大、砂石含泥量太大,则混凝土干缩后也会产生不规则裂缝。
3)混凝土工作性能。施工中为满足强度及耐久性要求,通常采用选取较小的水灰比、降低用水量、掺入高效减水剂以达到要求的坍落度,这种混凝土拌合物在炎热气候条件下,水分蒸发散失较快,从而造成混凝土坍落度的损失值增大,这种正常的坍落度损失是加入高效减水剂的混凝土拌合物所特有的现象,减水剂的减水率越大,坍落度损失则越明显;温度越高,坍落度损失越快。混凝土的浇筑、振捣、抹面和二次抹压等施工操作会随之受到影响,从而导致混凝土在浇筑时就已经留下了裂缝隐患,这种裂缝具有位置不固定性,事后在没有客观真实的施工记录情况下,对此种裂缝产生的原因难以做出正确的判断分析。
4)施工因素。混凝土板浇筑完成后,还没有达到足够的强度,就急于上人操作和堆放材料,使其产生过度变形导致裂缝产生。现浇板在未达到规定的拆模强度时若拆除模板或支撑,此时楼板的承载能力低于设计允许荷载,使楼板在不正常的情况下受荷,则会引起因结构受荷的裂缝。
5)养护阶段。由于养护不充分会造成混凝土的早期裂缝。规范中对混凝土的养护条件做了科学严格的规定,但是在实际操作过程中可能由于养护措施不当或执行养护措施不力,而使实际的养护条件不能充分满足规范的规定。加上气候炎热干燥,受太阳照射后的昼夜温差大,加速了混凝土表面的水分蒸发,使得混凝土表面干燥速度加快,从而加快了混凝土的收缩速度,造成表面干缩而产生裂缝。
2现浇钢筋混凝土楼板裂缝的防治措施
通过分析钢筋混凝土楼板裂缝的形成原因,需要从以下几个方面采取措施,才能有效防治裂缝的产生。
1)设计方面。①适当控制建筑物的长度,高层应控制在不大于45m,多层建筑一般应控制在不大于55m较为合适。如果超过此长度,应采取构造措施,设置伸缩缝;当超长量不大时,可用留设后浇带等措施,以减少楼板混凝土的收缩影响。板厚度宜控制在跨度的1/30,最小板厚不宜小于120mm。②为克服墙角45度斜裂缝,应在墙角处配置放射筋。上部支座处负弯矩钢筋宜每隔1根设置1根通长筋,以抵抗板中裂缝及端头裂缝。除受力筋满足要求外,分布筋间距应适当加密,使楼板受力均匀,以增强混凝土抵抗温度、干缩变形的能力。③混凝土强度一般不宜大于C30,当特殊情况须采用高强度等级混凝土或高强度等级水泥时要考虑采用低水化热的水泥并加强浇水养护,以便于混凝土凝固时水化热的释放。④合理确定混凝土的配合比和坍落度。在混凝土配合比设计时,应全面考虑,少用粉料、多用骨料,以减少裂缝产生。严格控制混凝土的水灰比,控制坍落度不宜过大,保证每层混凝土坍落度基本稳定。
2)材料方面。在钢筋混凝土楼板中所用材料均应符合国家现行相关法规规范的要求,主要包括以下几点:①控制水泥的体积安定性:若水泥在硬化后,产生不均匀的体积变化,即体积安定性不良,就会使构件产生膨胀性裂缝,从而降低建筑物的质量。国家标准规定,采用沸煮法检验水泥的体积安定性,体积安定性不良水泥应作废品处理,不能用于工程中。因此每批进场的水泥在使用前都应首先检验水泥体积安定性,检测合格后方可投入使用,切不可为抢工期盲目施工。②粗、细骨料必须清洁不含杂质:当粗骨料中夹杂着活性氧化硅时,如果混凝土所用的水泥又含有较多的碱,就可能发生碱骨料破坏。这是因为水泥中碱性氧化物水解后形成了复杂的碱―硅酸凝胶,生成的凝胶是无限膨胀性的,因为凝胶为水泥石所包围,故当凝胶吸水不断肿胀时,就会把水泥石胀裂。一般当水泥含碱量大于0.6%时就需检查骨料中活性氧化硅的有害作用。在砂中也常含一些有害杂质,如淤泥、粘土、粉砂等,粘附在砂的表面,妨碍水泥与砂的粘结,降低混凝土强度,同时还增加混凝土的用水量,从而增大了混凝土的收缩,造成混凝土开裂。③拌合混凝土用水:拌合用水可使用自来水或不含有害杂质的天然水,不得使用污水搅拌混凝土。
3)施工方面。①严格对原材料进行检验试验。在搅拌混凝土之前,必须按照规定对水泥、粗细骨料、外加剂等进行检验复试,不合格的材料不得使用。②现浇板上不要过早上人、堆料或施加荷载,因为混凝土浇筑后要有一个硬化过程,才会有强度;因此在这个过程中,应对混凝土加以保养,不能对混凝土施加任何外力。③模板和支架要有足够的刚度,防止施工荷载作用下,模板变形过大而造成开裂。合理掌握拆模时间,拆模时间不能过早,应保证早龄期混凝土不损坏或不开裂。但也不能太晚,尽可能不要错过混凝土水化热峰值。④为保证混凝土的整体性,浇筑混凝土应当连续进行。当必须间歇时,其间歇时间宜缩短,并应在前层混凝土凝结前将次层混凝土浇筑完毕。混凝土运输、浇筑及间歇的全部时间不应超过混凝土的初凝时间。⑤楼板混凝土浇捣完毕后,应根据当时室外气温,具体确定养护方案。冬、夏季节,应采取混土表面加盖塑料薄膜、草包等养护措施。混凝土在浇筑完后12h内,必须进行浇水养护,浇水养护时间一般不得少于7d,对掺用缓凝剂或抗渗要求的混凝土,不得少于14d。
3裂缝处理方法
对于一般混凝土楼板表面的龟裂,可先将裂缝清洗干净,待干燥后用环氧浆液进行灌缝或表面涂刷封闭。施工中若在终凝前发现龟裂时,可用抹压一遍处理。其它一般裂缝处理时,应在清洗板缝后用l∶l或l∶2水泥砂浆抹缝,压平养护。当裂缝较大时,应沿裂缝凿八字形凹槽,冲洗干净后,再用l∶2的水泥砂浆抹平,也可以采用环氧胶泥进行嵌补。当楼板出现裂缝面积较大时,应对楼板进行静载试验,检验其结构安全性,必要时可在楼板上增做一层钢筋网片,以提高板的整体性。
4结语
现浇钢筋混凝土楼板裂缝是建筑工程中一种较为常见的质量通病,它的出现会引起钢筋锈蚀,降低结构的耐久性,从而影响建筑物的正常使用。但只要我们从设计施工方面加强预防控制,严把材料关,加强施工管理,保证施工质量,楼板裂缝这一问题就可以得到切实有效的控制。
参考文献
[1]江见鲸.建筑工程质量通病分析.中国建筑工业出版社,2005.[2]李刚.混凝土工程裂缝产生的原因及预防处理.山西建筑,2007.[3]李怀宇.现浇钢筋混凝土楼板裂缝分析与防治.广东科技,2007.
第三篇：现浇钢筋混凝土楼板裂缝及处理
现浇钢筋混凝土楼板裂缝及处理
引言
现浇楼板产生裂缝的因素很多，也比较复杂，一旦出现裂缝，处理起来有一定难度。因此现浇板裂缝问题受到设计、施工、监理、建设等单位的普遍关注，从图纸上注意到设计部门正运用设计手段通过加强构造配筋、设缝等措施进行预防。
1现浇钢筋混凝土楼板裂缝产生的原因
1.1混凝土配合比不当，混凝土过于粘稠，振捣时气泡很难排出，也是造成硬化混凝土结构表面出现蜂窝麻面的原因。由于混凝土配合比不当，例如胶结料偏多、砂率偏大、用水量太小、外加剂中有不合理的增稠组份等，都会导致新拌混凝土过于粘稠，使混凝土在搅拌时就会裹入大量气泡，即使振捣合理气泡在粘稠的混凝土中排出也十分困难，因此导致硬化混凝土结构表面出现蜂窝麻面。由于混凝土和易性较差，产生离析泌水。
为了防止混凝土分层，混凝土入模后不敢充分振捣，大量的气泡排不出来，也会导致硬化混凝土结构表面出现蜂窝麻面。有一些水泥厂为了增大水泥细度，又考虑节约电能，往往在磨粉时加入一些助磨剂。
1.2在实际施工时，往往浇注厚度都偏高，超过了GB/T10-95《混凝土泵送技术规程》规定“混凝土浇注分层厚度，宜为300-500mm”的标准，由于气泡行程过长，即使振的时间达到规程要求，气泡也不能完全排出面。模板材质不同也会使混凝土结构面层出现不同的状态。在生产实践中大家都知道，在其它条件相同的前题下，使用尿醛树指压制的竹或木模板成型的混凝土面层质量比用铁模板成型的混凝土面层质量有明显的提高。
1.3环境温度对混凝土结构面层的影响。由于气泡内部含有气体，因此气泡体积变化与环境温度特别敏感，环境温度高时气泡体积变大，气泡承载力变小，容易破灭。环境温度低时气泡体积变小，承载力较大，不容易形成联通气泡。
即使混凝土结构面层有气泡，气泡也很小，对混凝土结构外观影响不大，由此使人们联想到冬夏季混凝土结构面层好于春秋季。春秋季节昼夜温差较大，因此敷着在混凝土结构表面的气泡体积变化也很大，当混凝土面层水泥浆体的强度小于气泡强度时，气泡体积随环境温度变化而变化，气泡周围的水泥浆体也随之变化，随着时间的推移水泥浆体的强度不断增加，当气泡周围水泥浆体达到一定强度时，再不随气泡体积变化而变化，如果此时正赶上气泡直径最大时，势必给混凝土面层留下孔洞。
2现浇钢筋混凝土楼板裂缝分析
2.1温度应力。现浇钢筋混凝土楼板裂缝主要是由混凝土温度变形和收缩变形引起的。当环境的温度和湿度变化时，混凝土相应的会产生温度变形和收缩变形，由于现浇板的体积与表面积的比值（体表比）较小，混凝土的收缩变形较大，使板内出现拉应力。石河子地区具有荒漠大陆性气候特点属于典型的炎热和干燥气候，夏季白天升温快，气候炎热，夜间降温快，日差较大。
据石河子气象局统计资料表明，5-9月份月均日差16.5-17.8℃，普通混凝土的热膨胀系数为1×10-5，即温度每升高1℃每米膨胀0.01mm，按温差为17℃计算，造成的收缩量为1.7×10-4，C20混凝土的弹性模量25.5Gpa，如果按完全约束条件考虑产生的弹性拉应力可达到4.34Mpa.混凝土是一种抗拉能力很低的脆性材料，当板内的拉应力超过混凝土的抗拉强度并且楼板变形大于配筋后混凝土的极限拉伸的时候，楼板内就会产生裂缝。
2.2水泥的品种与强度等级、水泥用量、水灰比。水泥的水化热是水泥固有的性质，水化热引起混凝土内部温度的升高，内外产生温差，温差引起的应力可使混凝土产生裂缝。不同品种不同强度等级的水泥矿物成分的含量不相同，矿物成分中铝酸三钙水化产生的热量最大，速度也快，另外水泥细度越细，水化反应比较容易进行，水化放热量越大，放热速度也越快。
因此根据水泥的不同矿物成分含量选择低水化热的水泥品种和与混凝土强度等级相适宜的水泥强度等级是预防裂缝的前提。混凝土中的水泥用量越大，总发热量越大。混凝土的温度会随水泥用量的增加而提高，造成混凝土的收缩大，水化热高，产生非受荷裂缝。相同强度等级的混凝土，水灰比增大，水泥用量增多，混凝土的收缩量增大。
混凝土硬化过程是化学结合水与水泥化合的结果，水灰比大，用水量多，混凝土的收缩增大。这是由混凝土收缩引起的非荷裂缝。夏季露天堆放的砂石料受高温和太阳辐射的影响表层温度达60℃以上，用这种砂石料配制混凝土会增大用水量，环境温度过高使水泥出现假凝和粘罐现象。由于水灰比的增大和搅拌质量的降低，将导致混凝土的强度降低干缩增加。
2.3浇筑方案。整体现浇楼板浇筑之前，应从人、机、料、法、环五个方面入手编制一个科学的浇筑方案，在实际的施工过程中，大多数工地的垂直运输机械使用的是龙门架，设备比较陈旧，工作效率不高，在天气炎热、操作人员比较困乏的情况下会出现部分混凝土从搅拌机中卸出到浇筑完毕的时间超过了规范规定的时间，未做技术处理。混凝土浇筑完成后，还没有达到足够的强度，就迫不及待的上人操作和堆放材料，使其产生过大的变形，导致裂缝产生。这是结构受荷后产生的裂缝，施工中主要是楼板上施工荷载超载如：普通粘土砖堆放集中，塔吊吊运材料下落时吊笼对楼板的冲击等。现浇板在未达到规定的拆模强度时拆除模板或支架，此时楼板的承载能力低于设计允许荷载，使楼板在不正常的情况下受荷产生裂缝，这是结构受荷引起的裂缝。施工现场也会出现在未达到规定的拆模强度时，拆除个别的木支撑或钢管支撑、扣件等，造成支架的承载体系发生变化而产生裂缝。
2.4养护方法。混凝土失水会影响水泥水化作用的正常进行，而且因水化作用未能完成，造成混凝土结构疏松，渗水性增大，形成干缩裂缝。特别是早期养护质量与裂缝的关系密切，早期表面干燥或早期内外温差较大更容易产生裂缝。
3现浇楼板裂缝的预防措施
3.1在图纸会审时，根据施工经验对某些部位提出增强构造配筋，采用细筋密配，对现浇板在单元隔墙上留置温度变形缝，改善现浇板支座处的约束条件等建议，加强对温度裂缝的控制。
3.2设计楼板底模及支架时，应充分考虑能否满足承受各种可能的施工荷载的需要，混凝土浇捣后必须留有足够的养护时间，在没有达到拆模强度时，不得减少模板的支架。只允许立码两层砖。施工速度应建立在严密的科学组织基础上，应坚决杜绝蛮干的做法，这样才能使楼板结构裂缝这一质量通病得到有效遏制。
3.3根据现场的实际认真编制浇筑方案，科学确定浇筑顺序和方向，按规范要求留置施工缝，对施工缝的处理要符合要求。选择低水化热的水泥品种和与混凝土强度等级相适宜的水泥强度等级。减少水泥用量，在做配合比设计时按等和易性、等强度原则掺入粉煤灰，降低水泥用量。
在条件允许的前提下掺加减水剂，进一步减少水泥用量和用水量。采用低水灰比的混凝土，减少混凝土的收缩。对暴晒的砂石料使用前洒水降温，浇筑前应对模板、模板内的钢筋骨架等与混凝土接触的表面洒水湿润降温。应在混凝土初凝前用木抹子二次搓平混凝土表面，以消除混凝土的收缩裂缝。加强混凝土的早期养护，并适当延长养护时间，气温高应及早浇水养护，不能保证混凝土表面充分湿润时，要采用覆盖保湿材料，确保养护质量。楼板内PVC预埋管只允许平行于楼板受力方向或双向板的短边方向埋设，埋设在楼板内的PVC管上下部位增铺不小于400mm的钢丝网作为补强措施。
第四篇：大体积混凝土温度裂缝成因及控制措施范文
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大体积混凝土温度裂缝成因及控制措施
大体积混凝土温度裂缝成因及控制措施
摘要:裂缝是大体积混凝常见的质量通病之一，若不进行有效的控制，则会影响到大体积混凝土结构的稳定性及耐久性。本文结合笔者多年实践经验，重点就大体积混凝土温度裂缝原因进行分析，并提出一些切实可行的控制措施，旨在提高混凝土的质量，以供实践参考。
关键词:大体积混凝土；裂缝；控制措施；温度监测
中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：
随着我国社会经济建设的快速发展，城市建筑数量日益增加，对建筑的使用功能和质量安全提出了更高的要求。大体积混凝土是建筑施工中常见的一种施工材料，具有承载力高，适用范围广和耐久性强等优点。但在混凝土浇筑过程中，由于大体积混凝土单次浇筑方量大，加上混凝土自身放热量大，如果不能及时扩散，容易导致混凝土浇筑体产生了较大的内外温差，致使大体积混凝土产生温度裂缝。这些裂缝若没有得到有效的处理，不仅会影响到混凝土结构的稳定性及可靠性，而且对建筑物的质量安全构成极大的威胁。因此，施工管理人员有必要加强大体积混凝土裂缝控制工作的力度，采取合理有效的控制措施避免温度裂缝的产生，从而确保大体积混凝土的质量。
大体积混凝土温度裂缝原因分析
1.1 温度及温度效应
混凝土结构物的温度分布是指某一时刻混凝土结构内部及表面各点的温度状态。当混凝土结构浇筑后,由于混凝土内部的水化热、外界的太阳辐射以及气温变化等因素的影响,混凝土结构内部会处于不同的温度状态。影响混凝土结构温度分布的因素主要有内部和外部两大类。
1）外界温度的影响
自然环境中的混凝土结构物,受大气温度变化作用,而各种气象因素在一年四季、每天甚至每时每刻都在发生变化。混凝土结构的最大温差与不同季节的气候特征有密切关系。
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2）水化热
水泥水化释放的水化热会引起混凝土浇筑块内部温度剧烈变化,是影响混凝土温度分布的主要内部因素。
混凝土结构温度分布的不均匀性和复杂性,导致混凝土结构中温度效应的产生。混凝土结构的温度效应,主要是指由于混凝土结构中温度分布不均导致的在结构物中产生温度应力和温度变形等不良现象。
1.2 结构约束
大体积混凝土结构受到的约束,一般分为内约束和外约束两种。
1）内约束
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。
2）外约束
一个物体的变形受到其他物体的阻碍,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”。
大体积混凝土温度裂缝控制措施
大量工程实践经验都证明,结构物不可能不出现裂缝,裂缝是材料的一种固有缺陷、固有特征。如果对大体积混凝土的裂缝作过于严格的限制,则施工难度大,会带来成本的急剧上升。但可以采取措施,对裂缝进行控制。
2.1 设计
(1)改变约束条件,设置滑动层。基础垫层和基础之间采用三毡四油防水层作为滑动层减小地基对基础的约束,降低约束应力。
(2)设置构造钢筋。在大体积混凝土内设置必要的温度配筋,配筋宜选用小直径、小间距；在截面突变和转角处,孔洞转角及周边,增加斜向构造配筋,以改善应力集中,防止裂缝出现。
(3)在易裂的边缘部位设置暗梁,提高该部位的配筋率。
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(4)合理设置后浇带,保留时间大于60d；后浇带内梁中钢筋连续通过,板中钢筋可断开,在二次浇筑混凝土前,根据规范要求连接板中普通钢筋。
2.2 材料
1）水泥
针对大体积混凝土结构的特点,选择低水化热水泥。因为其在假定外部温度没有变化的情况下,可减少混凝土的内外温差T值,起到减少温度应力的作用。选择水泥时,还应合理控制好水泥的细度,这样,才能在减少温度应力的同时,确保水泥混凝土的早期强度,从而更有效地控制温度裂缝。
2）矿物掺合料
在施工中,掺入20%～40%的粉煤灰,可取代一部分水泥,从而消减水化热产生的高温峰值。另外,粉煤灰还可以优化水泥石内部结构,提高混凝土早期强度。
3）集料
集料在混凝土中的体积超过50%,在成型阶段是一种导热介质,因此,选择导热系数高、热传导能力强的集料,可有效降低混凝土的内外温差T值。另外,集料自身的温度对水化热的产生也有一定的影响,集料自身温度越高,水化热也就越大。因此,在制备混凝土时,应根据当日气候和集料温度,对集料进行必要的降温处理。
4）外加剂
在控制大体积混凝土温度裂缝时,外加剂应选择能调节混凝土凝结时间和硬化性能的缓凝剂、减水剂。
缓凝剂能在对混凝土的后期物理力学性能无不利影响的情况下,延缓混凝土的凝结时间,从而增加混凝土的降温散热时间,使混凝土内外温差T值减小。如缓凝剂JM-PCA,可使混凝土初凝时间加长3～8h左右。减水剂对混凝土强度的影响一般体现在降低水灰比上,低水灰比可使混凝土迅速硬化,提高混凝土早期强度；另外,在减少拌和水用量的同时,相应地减少了水泥的用量,从而达到降低水化热的目的。
2.3 施工
1）用分层连续浇筑或推移式连续浇筑混凝土采用分层连续浇筑
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或推移式连续浇筑,混凝土层间的间隔时间应尽量缩短,必须在前层混凝土初凝之前,将其次层混凝土浇筑完毕。层间最长的时间间隔不大于混凝土的初凝时间。当层间间隔时间超过混凝上的初凝时间,层面应按施工缝处理:
(1)消除浇筑表面的浮浆、软弱混凝土层及松动的石子,并均匀露出粗骨料；
(2)在上层混凝土浇筑前,应用压力水冲洗混凝土表面的污物,充分湿润,但不得有水；
(3)对非泵送及低流动度混凝土,在浇筑上层混凝土时,应采取接浆措施。
2）二次投料及二次振捣
大量的工程实践证明,采用二次投料水泥裹砂法和二次振捣法,可提高混凝土的极限抗拉强度。
所谓二次投料水泥裹砂法,即先将水和水泥拌成水泥浆,搅拌时间大约1min,然后加入砂子和石子,搅拌成混凝土。该法可改善混凝土内部结构,减少混凝土浇筑入模时的离析现象,节约水泥达20%,或提高强度15%。
所谓二次振捣,即对未初凝的混凝土在振动界限之前进行二次振捣。通过二次振捣可排除混凝土因泌水在粗骨料、水平钢筋下部生成的水分和空隙,提高水平钢筋的握裹力、竖向钢筋的抗拔力,增大水密性,提高混凝土抗压强度,减少混凝土内部裂缝,防止因混凝土下沉而出现的裂缝。有关资料证明,采用二次振捣可使水平钢筋的握裹力增加1/3,竖向钢筋初始抗拔能力提高100%,28d混凝土的抗压强度提高10%～15%。二次振捣关键要掌握好二次振捣的时间,该时间为混凝土经振捣后尚能恢复到塑性状态的时间,一般又称为振捣界限。振动界限的判断方法一般有两种:一种是将运转着的振动棒逐渐插入混凝土中时,混凝土仍能恢复到塑性状态,当振动棒拔出时,混凝土能自动填满形成的孔洞,而不会在混凝土中留下孔穴,此时施加二次振捣,时间最为合适；第二种是采用测定贯入阻力值的方法来判断,国外一般均采用这种方法,即当标准贯入阻力值达到3.5N/mm2以前进行二次振捣,此时不会损伤已成型的混凝土。
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二次振捣的具体适宜时间,需根据水泥品种、用量、混凝土的坍落度和气温等因素决定,一般应控制在混凝土浇筑后1～3h时间内。
3）埋设冷却水管,降低混凝土内部温度对施工要求比较高的工程,可以在混凝土内埋设水管,通过低温水循环,排出混凝土内部大量热量,以降低混凝土温度。
4）加强施工管理
提高混凝土的质量,以保证混凝上强度的均匀性；薄层、短间歇、均匀上升,以避免相邻浇筑块之间过大的高差及侧面的长期暴露；加强混凝土养护。
2.4 温度监测
温度监测技术是现代大体积混凝土施工的先进技术。通过对混凝土温度的监测,实时监控混凝土内部温度变化的情况,采取相应控制措施,可有效控制裂缝的产生。大体积混凝土温度控制的测试内容如下。
1）混凝土绝热温升的测试
混凝土绝热温升的测试有两种方法:间接法和直接法。间接法是用水泥的水化热、水泥用量、混凝土比热、混凝土密度来计算混凝土绝热温升；直接法是用混凝土绝热温升实验仪直接测定混凝土绝热温升。直接法测定结果准确,但是,实验设备和实验过程比较复杂,一般用于大型工程中。中小型工程常不具备这种条件,一般用间接法即可满足要求。
2）混凝土浇筑温度的监测
监测混凝土浇筑时的温度,保证浇筑温度不要超过控制标准,以便控制混凝土浇筑后的温度升高峰值。同时,也包括对混凝土搅拌、运输过程中温度的监测和混凝土原材料温度的监测。
3）养护过程中的温度监测一般监测浇筑后混凝土内部、表面、底部的温度和环境气温的变化情况,用来控制混凝土的降温速度和内外部温差(一般要求温差ΔT≯25℃),也可用来进一步计算混凝土中的温度应力,确定混凝土的抗拉强度是否大于此时混凝土中产生的拉应力,保证对裂缝的控制。这些监测结果能及时反馈现场大体积混凝土浇筑块内温度变化的实际情况,以及所采用的施工技术措施的效果,最新【精品】范文 参考文献
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为工程技术人员及时采取温控对策提供科学依据。
混凝土的浇筑温度,系指混凝土振捣后位于混凝土上表面以下50～100mm深处的温度。混凝土浇筑温度的测试每工作班(8h)不应少于2次。
大体积混凝土浇筑块体内外温差、降温速度及环境温度的测试,一般在前期每2～4h测一次,后期每4～8h测一次。
大体积混凝土浇筑块体温度监测点的布置,以能真实反映出混凝土块体的内外温差、降温速度及环境温度为原则。
2.5 养护
混凝土浇筑完毕后,应及时按温控技术措施的要求进行保温养护,并应符合下列规定:
(1)保温养护措施,应使混凝土浇筑块体的内外温差及降温速度满足温控指标的要求；
(2)保温养护的持续时间应根据温度应力包括混凝土收缩产生的应力加以控制、确定,但不得少于15d,保温覆盖层的拆除应分层逐步进行；
(3)在保温养护过程中,应保持混凝土表面的湿润。
同时,在养护过程中,保持良好的湿度和抗风条件,使混凝土在良好的环境下养护。施工人员需根据事先确定的温控指标的要求,来确定大体积混凝土浇筑后的养护措施。结语
温度裂缝是影响大体积混凝土结构质量安全的重要因素。因此，施工管理人员应结合工程的特点，通过分析混凝土温度裂缝产生的原因，围绕设计、施工、材料和养护等方面制定出合理有效的控制措施，同时加强混凝土温度的监控力度，一旦发现问题应及时做出处理，以避免混凝土温度裂缝的产生。
参考文献
[1] 高冬.大体积混凝土裂缝产生原因及其预防控制措施[J].中国科技信息.2012年第03期
[2] 陈永涛.大体积混凝土裂缝控制措施研究[J].城市建设理论研究.2012年第23期
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第五篇：探析混凝土温度裂缝的成因及控制措施
摘 要：温度控制在混凝土施工和养护中都是之分重要的部分。本文就混凝土温度裂缝的类型以及成因进行了分析，并对温度裂缝的控制对策进行了探讨。
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取各种措施，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是其中之一。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。我们遇到的主要是施工中的温度裂缝，因此本文仅对施工中混凝土裂缝的成因和处理措施做一探讨。大体积混凝土温度裂缝的类型
混凝土结构物的裂缝可分为微观裂缝和宏观裂缝。微观裂缝主要有三种，一是骨料和水泥石粘合面上的裂缝，称为粘着裂缝；第二是水泥石自身的裂缝，称为水泥石裂缝；三是骨料本身裂缝，称为骨料裂缝。微观裂缝在混凝土结构中的分布是不规则，不贯通的，并且肉眼看不见。宏观裂缝是由微观裂缝扩展而来的。温度，作为一种变形作用，在混凝土结构中引起的裂缝有表面裂缝和贯穿裂缝两种。这两种裂缝在不同程度上都属于有害裂缝。由于高层建筑、高耸结构物和大型设备基础大量的出现，大体积混凝土也被广泛采用，大体积混凝土结构的温度裂缝日益成为建筑工程技术人员面临的技术难题。大体积混凝土温度裂缝的成因 1.温度变化引起变形
在大体积混凝土工程施工中，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。实际混凝土内部的最高温度多数发生在混凝土浇筑的最初3到5天，随着混凝土龄期的增长，温度逐渐下降，而弹性模量增高，因此混凝土内部降温收缩的约束也就愈来愈大，以致产生很大的拉应力，当混凝土的抗拉强度不足以抵抗这种应力时，开始出现温度裂缝。2.变形受到约束，引起应力
当大体积混凝土浇筑在基岩或老混凝土上时，由于基岩（或老混凝土）的压缩模量（或弹性模量）较高，混凝土温度变化所产生的变形受到基岩（或老混凝土）的约束，而在新浇混凝土内部形成温度应力，在升温阶段，约束阻止新浇混凝土的温度膨胀变形，在混凝土内形成压应力。而在降温阶段，新浇混凝土收缩（降温收缩与干缩）因存在较强大的地基或基础的约束而不能自由收缩，在新浇混凝土内形成拉应力。3.应力超过了混凝土的抗拉强度，导致裂缝的产生
混凝土早期抗拉强度是很低的。值得注意的是随着水泥标号的提高，水泥用量的不断增加，抗拉强度也会相应增加。另外，由于水化热的影响，1天龄期的小试件强度可比实际大尺寸构件中的强度低50%，也就是说导致混凝土构件的早期强度降低；而28天龄期的小试件强度则可比实际构件强度高30%；也就是说对设计而言不安全。因此这也是要限制最高温度的一个原因。
4.外界气温变化的影响大体积混凝土在施工期间，外界气温变化的影响也很大。混凝土的内部温度是浇筑温度、水化热的绝热温升和结构散热降温等各种温度的叠加之和，外界气温愈高，混凝土的结构温度也愈高，如外界温度下降，会增加混凝土的降温幅度，特别是在外界气温骤降时，会增加外层混凝土与内部混凝土的温度梯度。温度应力是由温差引起的变形造成的，温差愈大，温度应力也愈大。在高温条件下，大体积混凝土不易散热，混凝土内部的最高温度可达60℃，并且有较大的延续时间。在这种情况下研究合理的温度控制措施，防止混凝土内外温差引起的过大温度应力显得更为重要。
5.混凝土的收缩变形混凝土收缩变形引起的温度应力大于混凝土的抗拉强度时，就会产生裂缝，因此混凝土的收缩也是引起裂缝不可忽视的因素。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。
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