混凝土裂缝原因研究和控制

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1、混凝土裂缝原因研究和控制　　摘要：混凝土是一种非均质的复杂多相混合材料，在其微观结构相组成之间主要的结合力是范德华力。因此其抗拉强度远低于抗压强度。当混凝土内部产生拉应力超过其抗拉强度时，就产生裂缝。混凝土裂缝是混凝土工程施工中的质量通病，裂缝产生的原因以及如何防止混凝土裂缝，早已成为全球混凝土工程的一项研究课题，现就本人所学理论知识结合本人的实践经验，浅谈混凝土工程施工裂缝原因分析及控制。关键词：混凝土施工裂缝控制中图分类号：TU37文献标识码：A文章编号：一、混凝土结构产生裂缝的原因8混凝土是一种非均质的复杂多相混合材料，在其微观结构相组成之

2、间主要的结合力是范德华力。因此其抗拉强度远低于抗压强度。当混凝土内部产生拉应力超过其抗拉强度时，就产生裂缝。因此混凝土发生开裂的条件就是在约束下变形产生的拉应力超过当时的混凝土抗拉强度，也就是说必须同时考虑三个条件：变形的大小、约束的程度、当时的混凝土抗拉强度。不受约束的自由变形不会产生应力；抗拉强度足以抵抗所产生的拉应力时则不会开裂。也就是说不能笼统地认为收缩必然开裂。所产生的应力大小和当时的弹性模量有关，和能够松弛应力的徐变有关；是否引起开裂还和混凝土的抗拉强度有关。凡是组成良好并经适当振捣和养护的混凝土只要内部孔隙和裂缝尚未形成相互连接而直

3、达表面的通道，则基本上是水密性的；在使用中，结构的荷载和大气环境的影响如冷热交替、干湿循环，可使这些内部微裂缝发展并传播，成为环境中侵蚀性介质侵入的通道。早期裂缝控制的意义在于，已有裂缝的扩展比新生成裂缝容易。可能引起开裂的变形主要是收缩。8干缩：停止养护后，环境相对湿度低于100%，混凝土干缩即开始；在干燥的空气中，收缩会持续进行。对于普通混凝土，28天收缩约40%，3个月收缩约60%左右，180天收缩约70%，1年收缩平均75%，完全收缩的时间可长达20年。影响收缩的主要因素是骨料品种和用量。当骨料品种一定时，每方混凝土中骨料用量越大，即浆骨

4、比越小，则干缩越小。骨料的“骨架”作用即在于此。当水泥用量不变时，水灰比越大时浆骨比越大，干缩也越大。因此混凝土的配合比中应当尽量减小用水量。温度收缩，随着水泥实际强度的提高、比表面积的增大，水化热也相应较大，再加上因要求混凝土具有较高早期强度而使用较大的水泥用量，按照我国结构设计规范，抗压强度约30Mpa的混凝土，其弹性模量约为30Mpa,则在约束下可产生弹性拉应力约4.5Mpa，而30Mpa的混凝土的直接抗拉强度约为２.７Mpa．常有工程中的混凝土拆除模板时就发现已产生裂缝，显然是由温度变化所致。自收缩：是在与外界无水分交换情况下自收缩致毛细

5、孔收缩而产生体系的收缩。胶凝材料（包括水泥和活性掺和料）的活性越大、水灰比越低，则自收缩越大。按目前的标准方法（GBJ82-85）检测水泥或混凝土收缩值，检测不到全部的自收缩值，而是停止养护（1天或3天）后的干燥收缩和一小部分自收缩值。而所测不到的那部分自收缩值恰恰是影响早期开裂的重要部分。水灰比越低，这部分占比例越大。在目前大量使用较低水灰比和较大水泥用量的混凝土中，早期收缩最重要的就是温度收缩和自收缩。如果拆模较早而养护不当，则早期还可产生较大的干缩。由于近年来混凝土所用的水泥强度较高，尤其是早期强度高，混凝土水灰比较低。使混凝土温度变形和自

6、收缩变形较大，即使早期未开裂，已产生的应力未消除，在后期使用阶段有时因外界条件如急剧的温度和湿度的变化，又会有新的应力生成，与已有应力叠加后如果超过混凝土实时的抗拉强度就有可能在原有不可见微裂缝处扩展成可见的裂缝。因此控制混凝土早期内部的应力尽量减小，才是提高混凝土耐久性最重要的环节。为了减小早期内部应力，就要减小温度变形和自收缩变形，同时尽量避免高早强以降低早期弹性模量，增大早期徐变。二、施工中裂缝控制8影响开裂的因素很复杂，往往不是单一因素造成的。控制裂缝也不只是施工人员和混凝土生产者的事，而是涉及包括设计、混凝土及其原材料生产、施工甚至监理

7、和业主在内个方面的责任。因此需要各方共同努力解决。包括混凝土原材料的控制、混凝土的制备和现场施工。混凝土施工中影响混凝土质量的不只是养护问题；养护也不只是浇水保湿的问题，而是包括模板种类、浇筑方式、浇筑顺序、振捣方法等的选择，以及混凝土内部温度的控制、拆模方式及时间等等各个方面的内容。由于现代水泥成分种较高水化速率的组分因素增加，即使不是早强水泥品种，水化放热速率也都加快，混凝土的自收缩变形和温度变形都会较大，上述施工的各环节就更加重要。由于混凝土自收缩在初凝时就开始，施工现场没有条件检测，现场采用试验试件同条件养护7天的方法。有条件时，最好能测

8、定直接抗拉强度，以便控制混凝土内部应力始终低于其抗拉强度。重要工程混凝土性能宜在现场制作模拟试件钻心取样进行检测。热天施工的混凝土可掺入