混凝土裂缝的预防与控制

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1、混凝土裂缝的预防与控制混凝土材料的抗渗性能与混凝土结构的抗裂能力两者需要分别考虑，不能混为一谈。一个是材料性能，在实验室内用试件评价。一个是结构表现，体现在完工后的结构上，由结构设计、材料和施工共同决定。混凝土结构的开裂问题普遍使用早强高强的商品混凝土所导致。世界性的问题1996年Krauss和Rogalla调查了美国和加拿大的20万座桥梁，发现其中10万座以上的桥梁的混凝土桥面板在修建后不久就产生贯穿裂缝，裂缝间距仅有1~3米。我国的现浇混凝土楼板和地下室连续墙开裂现象十分严重。现代混凝土结构的开裂主要不是由于荷载的作用，而是变形所致。温度变形、收缩变形和基

2、础不均匀沉降等，都可能引起混凝土结构的开裂。根据王铁梦的估计，变形作用引起的裂缝几乎占全部裂缝的80%以上材料的耐久性结构的耐久性裂缝混凝土结构的裂缝常常是控制其使用寿命的主要因素。混凝土结构裂缝种类塑性裂缝温度裂缝收缩裂缝干燥收缩自干燥收缩塑性裂缝混凝土表面泌水速率<蒸发速率开裂当表面失水速率超过实际泌水速率时，新拌混凝土迅速干燥。如果近表面的混凝土已经稠硬，不能流动，但其强度又不足以抵抗因收缩受到限制所引起的应力时，就产生开裂。塑性裂缝常引发硬化混凝土的开裂。可通过及时抹面消除。塑性开裂形式温度变化导致的体积收缩混凝土硬化以后，随内部温度降低而产生的宏观体

3、积收缩。水泥的水化热及环境温度变化是引起温度收缩的主要原因。与水胶比、胶凝材料的组成与用量、混凝土拌和物入模温度、环境温度变化、内部的相对湿度、结构形式等因素有关。温度裂缝混凝土硬化期间由于水化放热使内部温度升高，到达温峰后降温时产生受约束的收缩变形，形成拉应力。当拉应力超过抗拉强度时，出现开裂。近几十年来，基础、桥梁、隧道衬砌以及其他构件尺寸并不很大的结构混凝土开裂的现象增多，此时干燥收缩并不显著。水化热、温度变化以及内外温差成为引起素混凝土与钢筋混凝土约束应力和开裂的主导原因。高强混凝土具有较大的温度收缩。C40大掺量粉煤灰混凝土的绝热温升曲线入模温度为1

4、7.6℃，5d后到达温峰，约为58.8℃，温升为41.2℃。入模温度为13.0℃，6d后到达温峰，约为62.8℃，温升为49.8℃。C30混凝土的绝热温升4m厚混凝土底板的温升曲线C45R60水泥用量220kg/m3粉煤灰用量180kg/m3水胶比0.42混凝土内部湿度变化导致的体积变化干燥收缩：混凝土在未饱和空气中向外界散失水分而产生的收缩。干缩与水灰比、环境温湿度、胶凝材料组成、骨料品种与比例、养护条件、龄期等因素有关。100g水泥浆体，可蒸发水分约6ml混凝土C=300kg/m3，可蒸发水分约18l水泥砂浆干缩值约0.1~0.2%水泥混凝土180天自由干

5、缩值约0.04~0.06%在与外界没有水分交换的条件下，混凝土内部自干燥作用引起的宏观体积收缩。混凝土的自收缩在初凝以后开始产生。自收缩大小与水胶比、胶凝材料组成、减水剂品种与掺量、骨料品种与比例有关。自收缩化学反应导致的体积变化水化过程中水化产物的绝对体积减少。硅酸盐水泥的水化收缩约7%。如果混凝土C=300kg/m3，减缩值21~27L/m3初凝以前水化收缩表现为塑性收缩，初凝以后则导致自干燥收缩产生。自收缩机理水化反应进行过程中，一部分拌合水由化学反应消耗，一部分填充凝胶孔。当水灰比较大时，凝胶孔基本上充满水，自身收缩很小；水灰比较小时，凝胶孔内部只有部

6、分充满水，形成弯月面，外界的压力使水泥浆体收缩。混凝土的水化收缩与自收缩自收缩与干缩的异同点相同点：均由于水的迁移所引起；不同点：1.自收缩不失重，干缩伴随水分散失；2.自收缩是各向同性的，干缩由表及里；3.水灰比降低时，干缩减小，自收缩增大；4.覆盖后（或拆模前）不发生干缩，而自收缩必须通过湿养护才能减小。常规收缩试验测定结果是干燥收缩与自收缩的叠加，主要是干燥收缩。普通混凝土主要产生干燥收缩，自生收缩不超过50微应变，占总测定值的10%左右。干燥收缩是引起普通混凝土开裂的主要原因之一。在高强混凝土中，自生收缩可达数百微应变，占总收缩量的一半左右，不可忽视。

7、自收缩与干缩的异同点w/b=0.26w/b=0.34混凝土的自收缩自身收缩和干燥收缩占总收缩的比例（%）混凝土的变形类型与开裂自由收缩，相向变形，不裂；限制收缩，背向变形,开裂;自由膨胀，背向变形，开裂；限制膨胀，相向变形，不裂混凝土结构裂缝产生的原因变形作用引起的混凝土结构开裂的原因很复杂，涉及到结构设计、材料组成、施工技术、环境状态等诸多因素。混凝土材料本身的组成与性质的变化，以及随之而来的施工技术变化是现代混凝土结构容易开裂的重要原因。大体积混凝土底板不容易开裂钢筋约束强，可在表面加细钢筋网片；养护容易。连续墙容易开裂横向大多只有构造钢筋，养护困难，暴露

8、面大。混凝土开裂的影响因素材料因素：胶