1、關(guān)于混凝土的基本常識 混凝土裂縫的形成和控制 混凝土結(jié)構(gòu)物的裂縫可分為微觀裂縫和宏觀裂縫。微觀裂縫是指那些肉眼看不見的裂縫，主要有三種，一是骨料與水泥石粘合面上的裂縫，稱為粘著裂縫；二是水泥石中自身的裂縫，稱為水泥石裂縫；三是骨料本身的裂縫，稱為骨料裂縫。微觀裂縫在混凝土結(jié)構(gòu)中的分布是不規(guī)章、不貫穿的。反之，肉眼看得見的裂縫稱為宏觀裂縫，這類裂縫的范圍一般不小于0.05mm。宏觀裂縫是微觀裂縫擴(kuò)展而來的。因此在混凝土結(jié)構(gòu)中裂縫是肯定存在的，只是應(yīng)將其控制在符合規(guī)范要求范圍內(nèi)，以不致進(jìn)展到有害裂縫。 混凝土裂縫產(chǎn)生的主要緣由 混凝土結(jié)構(gòu)的宏觀裂縫產(chǎn)生的緣由主要有三種，一是由外荷載引起的，這是發(fā)生

2、最為普遍的一種狀況，即按常規(guī)計(jì)算的主要應(yīng)力引起的；二是結(jié)構(gòu)次應(yīng)力引起的裂縫，這是因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)的實(shí)際工作狀態(tài)與計(jì)算假設(shè)模型的差異引起的；三是變形應(yīng)力引起的裂縫，這是由溫度、收縮、膨脹、不勻稱沉降等因素引起結(jié)構(gòu)變形，當(dāng)變形受到約束時便產(chǎn)生應(yīng)力，當(dāng)此應(yīng)力超過混凝土抗拉強(qiáng)度時就產(chǎn)生裂縫。 當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生變形時，在結(jié)構(gòu)的內(nèi)部、結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)之間，都會受到互相影響、互相制約，這種現(xiàn)象稱為約束。當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)截面較厚時，其內(nèi)部溫度和濕度分布不勻稱，引起內(nèi)部不同部位的變形互相約束，這樣的約束稱之為內(nèi)約束；當(dāng)一個結(jié)構(gòu)物的變形受到其他結(jié)構(gòu)的妨礙所受到的約束稱為外約束。外約束又可分為自由體、全約束和彈性約束。建造工程中的

3、大體積混凝土結(jié)構(gòu)所承受的變形，主要是因溫差和收縮而產(chǎn)生的。 建造工程中的大體積混凝土結(jié)構(gòu)中，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)截面大，水泥用量多，水泥水化所釋放的水化熱會產(chǎn)生較大的溫度變化和收縮作用，由此形成的溫度收縮應(yīng)力是導(dǎo)致鋼筋混凝土產(chǎn)生裂縫的主要緣由。這種裂縫有表面裂縫和貫穿裂縫兩種。表面裂縫是因?yàn)榛炷帘砻婧蛢?nèi)部的散熱條件不同，溫度外低內(nèi)高，形成了溫度梯度，使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，表面產(chǎn)生拉應(yīng)力，表面的拉應(yīng)力超過混凝土抗拉強(qiáng)度而引起的。 高強(qiáng)度的混凝土早期收縮較大，這是因?yàn)楦邚?qiáng)混凝土中以30%60%礦物細(xì)摻合料替代水泥，高效減水劑摻量為膠凝材料總量的1%2%，水膠比為0.250.40，改善了混凝土的微觀結(jié)構(gòu)，給

4、高強(qiáng)混凝土帶來很多優(yōu)良特性，但其負(fù)面效應(yīng)最突出的是混凝土收縮裂縫幾率增多。高強(qiáng)混凝土的收縮，主要是干燥收縮、溫度收縮、塑性收縮、化學(xué)收縮和自收縮。混凝土初現(xiàn)裂紋的時光可以作為推斷裂紋緣由的參考：塑性收縮裂紋大約在澆筑后幾小時到十幾小時消失；溫度收縮裂紋大約在澆筑后2到10d消失；自收縮主要發(fā)生在混凝土凝固硬化后的幾天到幾十天；干燥收縮裂紋消失在臨近1年齡期內(nèi)。 干燥收縮：當(dāng)混凝土在不飽和空氣中失去內(nèi)部毛細(xì)孔和凝膠孔的吸附水時，就會產(chǎn)生干縮，高性能混凝土的孔隙率比平凡混凝土低，故干縮率也低。 塑性收縮：塑性收縮發(fā)生在混凝土硬化前的塑性階段。高強(qiáng)混凝土的水膠比低，自由水分少，礦物細(xì)摻合料對水有更高

5、的敏感性，高強(qiáng)混凝土基本不泌水，表面失水更快，所以高強(qiáng)混凝土塑性收縮比平凡混凝土更簡單產(chǎn)生。 自收縮：密閉的混凝土內(nèi)部相對濕度隨水泥水化的發(fā)展而降低，稱為自干燥。自干燥造成毛細(xì)孔中的水分不飽和而產(chǎn)生負(fù)壓，因而引起混凝土的自收縮。高強(qiáng)混凝土因?yàn)樗z比低，早期強(qiáng)度較快的進(jìn)展，會使自由水消耗快，致使孔體系中相對濕度低于80%，而高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)較密實(shí)，外界水很難滲入補(bǔ)充，導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生自收縮。高強(qiáng)混凝土的總收縮中，干縮和自收縮幾乎相等，水膠比越低，自收縮所占比例越大。與平凡混凝土徹低不同，平凡混凝土以干縮為主，而高強(qiáng)混凝土以自收縮為主。 溫度收縮：對于強(qiáng)度要求較高的混凝土，水泥用量相對較多，水化熱大，

6、溫升速率也較大，一般可達(dá)3540，加上初始溫度可使最高溫度超過7080。一般混凝土的熱膨脹系數(shù)為10×10-6/，當(dāng)溫度下降2025時造成的冷縮量為22.5×10-4，而混凝土的極限拉伸值惟獨(dú)11.5×10-4，因而冷縮常引起混凝土開裂。 化學(xué)收縮：水泥水化后，固相體積增強(qiáng)，但水泥-水體系的肯定體積則減小，形成很多毛細(xì)孔縫，高強(qiáng)混凝土水膠比小，外摻礦物細(xì)摻合料，水化程度受到制約，故高強(qiáng)混凝土的化學(xué)收縮量小于平凡混凝土。 當(dāng)混凝土發(fā)生收縮并受到外部或內(nèi)部約束時，就會產(chǎn)生拉應(yīng)力，并有可能引起開裂。對于高強(qiáng)混凝土雖然有較高的抗拉強(qiáng)度，可是彈性模量也高，在相同收縮變形下，

7、會引起較高的拉應(yīng)力，而因?yàn)楦邚?qiáng)混凝土的徐變能力低，應(yīng)力松弛量較小，所以抗裂性能差。 大體積混凝土控制溫度和收縮裂縫的技術(shù)措施 為了有效地控制有害裂縫的消失和進(jìn)展，務(wù)必從控制混凝土的水化升溫、延緩降溫速率、減小混凝土收縮、提高混凝土的極限拉伸強(qiáng)度、改善約束條件和設(shè)計(jì)構(gòu)造等方面全面考慮，結(jié)合實(shí)際實(shí)行措施。 降低水泥水化熱和變形 1、選用低水化熱或中水化熱的水泥品種配制混凝土，如礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰水泥、復(fù)合水泥等。 2、充分利用混凝土的后期強(qiáng)度，削減每立方米混凝土中水泥用量。按照實(shí)驗(yàn)每增減10kg水泥，其水化熱將使混凝土的溫度相應(yīng)升降1。 3、使用粗骨料，盡量選用粒徑較大、級

8、配良好的粗細(xì)骨料；控制砂石含泥量；摻加粉煤灰等摻合料或摻加相應(yīng)的減水劑、緩凝劑，改善和易性、降低水灰比，以達(dá)到削減水泥用量、降低水化熱的目的。 4、在基礎(chǔ)內(nèi)部預(yù)埋冷卻水管，通入循環(huán)冷卻水，強(qiáng)制降低混凝土水化熱溫度。 5、在厚大無筋或少筋的大體積混凝土中，摻加總量不超過20%的大石塊，削減混凝土的用量，以達(dá)到節(jié)約水泥和降低水化熱的目的。 6、在拌合混凝土?xí)r，還可摻入適量的微膨脹劑或膨脹水泥，使混凝土得到補(bǔ)償收縮，削減混凝土的溫度應(yīng)力。 降低混凝土溫度差 1抉擇較適合的氣溫澆筑大體積混凝土，盡量避免酷熱天氣澆筑混凝土。夏季可采用低溫水或冰水?dāng)嚢杌炷?，可對骨料噴冷水霧或冷氣舉行預(yù)冷，或?qū)橇吓e行掩

9、蓋或設(shè)置遮陽裝置避開日光直曬，運(yùn)送工具如具備條件也應(yīng)搭設(shè)避陽設(shè)施，以降低混凝土拌合物的入模溫度。 2摻加相應(yīng)的緩凝型減水劑，如木質(zhì)素磺酸鈣等。 3在混凝土入模時，實(shí)行措施改善和加強(qiáng)模內(nèi)的通風(fēng)，加速模內(nèi)熱量的散發(fā)。 加強(qiáng)施工中的溫度控制 1在混凝土澆筑之后，做好混凝土的保溫保濕養(yǎng)護(hù)，徐徐降溫，充分發(fā)揮徐變特性，減低溫度應(yīng)力，夏季應(yīng)留意避開曝曬，留意保濕，冬期應(yīng)實(shí)行措施保溫掩蓋，以免發(fā)生急劇的溫度梯度發(fā)生。 2實(shí)行長時光的養(yǎng)護(hù)，規(guī)定合理的拆模時光，延緩降溫時光和速度，充分發(fā)揮混凝土的“應(yīng)力松弛效應(yīng)”。 3加強(qiáng)測和氣溫度監(jiān)測與管理，采取信息化控制，隨時控制混凝土內(nèi)的溫度變化，內(nèi)外溫差控制在25以內(nèi)，

10、基面溫差和基底面溫差均控制在20以內(nèi)，準(zhǔn)時調(diào)節(jié)保溫及養(yǎng)護(hù)措施，使混凝土的溫度梯度和濕度不至過大，以有效控制有害裂縫的消失。 4合理安頓施工程序，控制混凝土在澆筑過程中勻稱升高，避開混凝土拌合物積累過大高差。在結(jié)構(gòu)完成后準(zhǔn)時回填土，避開其側(cè)面長期裸露。 改善約束條件，減少溫度應(yīng)力 1實(shí)行分層或分塊澆筑大體積混凝土，合理設(shè)置水平或垂直施工縫，或在適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置施工后澆帶，以放松約束程度，削減每次澆筑長度的蓄熱量，防止水化熱的積聚，削減溫度應(yīng)力。 2對大體積混凝土基礎(chǔ)與巖石地基，或基礎(chǔ)與厚大的混凝土墊層之間設(shè)置滑動層，如采用平面澆瀝青膠鋪砂、或刷熱瀝青或鋪卷材。在垂直面、鍵槽部位設(shè)置緩沖層，如鋪設(shè)30 50mm厚瀝青木絲板或聚苯乙烯泡沫塑料，以消退嵌固作用，釋放約束應(yīng)力。 提高混凝土的極限拉伸強(qiáng)度 1抉擇良好級配的粗骨料，嚴(yán)格控制其含泥量，加強(qiáng)混凝土的振搗，提高混凝土密實(shí)度和抗拉強(qiáng)度，減小收縮變形，保證施工質(zhì)量。 2實(shí)行二次投料法，二次振搗法，澆筑后準(zhǔn)時排解表面積水