关于混凝土裂缝的论文
关键词:混凝土温度应力裂缝控制
一、混凝土裂缝
根据深度，混凝土裂缝可分为三种类型:贯穿裂缝、深层裂缝和表面裂缝。贯穿裂缝从混凝土表面裂缝发展到深层裂缝，最终形成贯穿裂缝。它切断了结构的截面，可能破坏结构的整体性和稳定性，其危害更为严重；但深裂缝部分切断结构断面，也是有害的；表面裂纹一般危害较小。但裂缝的出现并不绝对影响结构安全，它有一个最大允许值。室内正常环境下一般构件最大裂缝宽度小于0.3mm；构件在室外或室内高湿度环境下的最大裂缝宽度小于0.2毫米。
对于地下或半地下结构，混凝土裂缝主要影响其防水性能。一般裂缝宽度为0.1-0.2mm时，虽然前期有轻微渗水，但经过一段时间后，裂缝可以自愈。如果超过0.2-0.3mm，随着裂缝宽度的增加，渗漏水量会迅速增加。因此，地下工程应尽可能避免出现全断面超过0.3mm的裂缝。如果出现这种裂缝，会极大地影响结构的使用，必须进行化学灌浆加固。
大体积混凝土施工阶段也会出现温度裂缝，一方面是混凝土内部因素:由于内外温差；另一方面是混凝土的外部因素:结构的外部约束和混凝土颗粒之间的约束阻止了混凝土的收缩变形。混凝土的抗压强度大，但拉力小，所以一旦温度应力超过混凝土所能承受的抗拉强度，就会出现裂缝。这种裂缝的宽度在允许范围内，一般不影响结构的强度，但确实影响结构的耐久性，必须引起重视和控制。
二、裂缝产生的主要原因分析
1.水泥的水化热
水泥在水化过程中会释放出一定的热量，尤其是大体积混凝土结构截面较厚，表面积系数相对较小，水泥产生的热量在结构内部聚集时不易散失。这样，混凝土内部的水化热就不能及时释放，以致越积越多，内外温差越大。混凝土单位时间释放的水泥水化热与混凝土单位体积的水泥用量和品种有关，并随混凝土龄期的增长而增加。因为混凝土结构表面可以自然散热，实际上内部最高温度大多发生在浇筑后的前3-5天。
2.外界温度的变化
在混凝土施工阶段，其浇筑温度随着外界温度的变化而变化。特别是气温骤降会大大增加混凝土内外温差，对混凝土极为不利。温度应力是由温差引起的温度变形引起的；温差越大，温度应力越大。同时，在高温条件下，混凝土不易散热，混凝土内部最高温度一般可达60-65℃，且持续时间较长。因此，应采取温控措施，防止混凝土内外温差引起的温度应力。
3.混凝土收缩
混凝土中约20%的水是水泥硬化所必需的，而约80%的水会蒸发掉。多余水分的蒸发会引起混凝土体积的收缩。混凝土收缩的主要原因是内部水分蒸发导致混凝土收缩。如果混凝土收缩后处于水饱和状态，可以恢复膨胀，几乎达到原来的体积。干湿交替会引起混凝土体积的交替变化，对混凝土非常不利。混凝土的收缩主要受水泥品种、混凝土配合比、外加剂和掺合料品种、施工工艺(尤其是养护条件)的影响。
三、混凝土材料要求
混凝土所选用的原材料应注意以下几点:
1.粗骨料应连续级配，细骨料应为中砂。添加剂应为缓凝剂和减水剂；外加剂应为粉煤灰和矿渣粉。在保证混凝土强度和坍落度的前提下，应增加外加剂和骨料的含量，以减少单方混凝土的水泥用量。
2.应尽量选用水化热低、凝结时间长的水泥，以及中热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、大坝水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥等。是首选。而水化热低的矿渣水泥比其他水泥的析水更大，在浇注层表面析出大量的水。这种泌水现象不仅影响施工速度，也影响施工质量。混凝土水灰比的改变是因为分离出来的水聚集在上下浇筑层之间，挖出来的水带走了一部分砂浆，形成一个高含水量的夹层，破坏了混凝土的粘结力和整体性。混凝土泌水与用水量有关，用水量大。且与温度有关，温度升高，水完全沉淀的时间缩短；此外，还与水泥的成分和细度有关。因此，在选择矿渣水泥时，应尽量选择泌水的品种，并在混凝土中加入减水剂，减少用水量。施工时，应及时排出分离水或在分离水处拌入一定量的硬质混凝土并均匀浇筑，然后用振捣器振捣后再浇筑一层混凝土。四、混凝土浇筑
浇筑方案除了要保证每一层混凝土在初凝和捣实前都覆盖一层新的混凝土外，还要考虑结构尺寸、钢筋密度、预埋管和地脚螺栓设计、混凝土供应、水化热等因素的影响。常用的方法如下:
1.完全分层
即第一层浇完之后，再倒第二层。此时第一层混凝土还没有初凝，所以会一步一步连续浇筑，直到完成。采用这种方案，适合结构的平面尺寸一般不宜过大，施工时从短边开始，沿长边推进较为合适。必要时可分为两段，从中间向两端或从两端向中间同时浇筑。
2.分割和分层
浇筑混凝土时，从底部开始，浇筑到一定距离后再浇筑第二层，然后依次向前浇筑其他层。由于总层数较多，浇筑到顶部后，第一层端部混凝土尚未初凝，可从第二段开始依次分层浇筑。与第一种方案不同，这种方案适用于单位时间内需要供应的混凝土较少的情况。该方案适用于面积或长度较大而结构厚度不太大的工程。
3.斜坡分层
要求斜面坡度不大于1/3，适用于结构长度大大超过3倍厚度的情况。混凝土从浇筑层的下端开始，逐渐向上移动。
五、混凝土养护的温度控制
混凝土的养护既要满足强度增长的需要，又要通过人工控温来防止温度变形引起的混凝土开裂。温控就是人为控制混凝土的浇筑温度和混凝土内部的最高温度。混凝土养护阶段的温度控制应遵循以下两点:
1.混凝土拆除时，混凝土温差不得超过20℃。温差应包括表面温度、中心温度和外部空气温度之间的温差。
2.保温法是用保温材料(如草袋、锯木、湿砂等)覆盖结构外露的混凝土表面和模板外侧。)，使混凝土在缓慢散热过程中获得必要的强度，以控制混凝土内外温差小于20℃。
参考资料:
[1]张平均。低成本高性能混凝土的研究与应用[D].武汉理工大学，2004。
[2]王家淳，严·。混凝土绝热温升的影响因素[J].混凝土与水泥制品，2005，(3)混凝土产生裂缝的主要原因是温度和湿度，混凝土在施工过程中经常受到外界温度变化的影响。凝结内部温度是水泥水化热的绝热温度和浇筑温度的叠加，其中浇筑温度与外部温度直接相关。一般来说，外界温度越高，混凝土硬化过程中水泥释放的水化热越多，混凝土的浇筑温度就越高。当气温下降时，外层混凝土内部的温度梯度会大大增加，产生温差和温度应力，大体积混凝土就会出现裂缝。
为了防止裂缝和减少温度应力，我们可以控制温度和改善约束条件。
控制温度的措施如下:
(1)采用改善骨料级配、使用硬质混凝土、拌制混合料、添加引气剂或塑化剂等措施降低混凝土中的水泥用量；
(2)拌制混凝土时，加水或用水冷却碎石，以降低混凝土的浇筑温度；
(3)炎热天气浇筑混凝土时，减少浇筑厚度，利用浇筑层散热；
(4)在混凝土中埋设水管，引入冷水进行冷却；
(5)设置合理的拆模时间，在气温骤降时进行表面保温，避免混凝土表面出现急剧的温度梯度；
(6)寒冷季节施工时，长时间暴露在外的混凝土浇筑块或薄壁结构表面应采取保温措施；
改善约束条件的措施有:
(1)合理分缝分块；
②避免地基波动过大；
(3)合理安排施工程序，避免高差过大和长时间侧面暴露；
此外，改善混凝土的性能，提高抗裂性，加强养护，防止表面干缩，特别是保证混凝土的质量非常重要。要特别注意避免贯通裂缝，贯通裂缝出现后很难恢复结构完整性。因此，施工中应优先预防贯穿裂缝。
在混凝土施工中，为了提高模板的周转率，往往要求新浇混凝土尽快拆除。当混凝土温度高于气温时，应适当考虑拆模时间，以避免混凝土表面出现早期裂缝。新浇前期拆模造成表面拉应力很大，出现“温震”现象。混凝土浇筑初期，由于水化热的作用，表面产生相当大的拉应力，此时表面温度也高于气温。此时拆模时，表面温度突然下降，必然造成温度梯度，使表面增加一个拉应力，与水化热应力叠加，表面拉应力达到较大值，就会产生裂缝。但如果拆模后及时在表面覆盖轻质保温材料，如泡沫海绵。
为了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。例如，使用减水剂和抗裂剂，其主要作用是:
(1)混凝土中存在大量的毛细管道。水蒸发后，毛细管内产生毛细管张力，使混凝土收缩变形。增大毛细管的孔径可以降低毛细管的表面张力，但会降低混凝土的强度。这种表面张力理论早在20世纪60年代就在国际上得到认可。
(2)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降低25%。
(3)水泥用量也是混凝土收缩的重要因素。掺加水抗裂剂的混凝土在保持混凝土强度的同时，水泥用量可减少65，438±05%，其体积可通过增加骨料用量来补充。
(4)减水抗裂剂能提高水泥浆的稠度，减少混凝土泌水，减少收缩变形。(5)提高水泥浆与骨料之间的粘结力，提高混凝土的抗裂性。
(6)混凝土收缩时被约束产生拉应力，当拉应力大于混凝土的抗拉强度时就会产生裂缝。该减水抗裂剂能有效提高混凝土的抗拉强度，大大改善混凝土的抗裂性能。
(7)掺加外加剂能使混凝土密实，有效提高混凝土的抗碳化能力，降低碳化收缩。
(8)掺有减水抗裂剂的混凝土缓凝时间适宜，能有效阻止水泥的快速水化放热，避免水泥长期不凝结而引起的塑性收缩增大。
(9)掺外加剂的混凝土和易性好，表面易平整，形成微膜，减少水分蒸发和干缩。
许多外加剂具有缓凝、增加和易性和改善塑性的作用。在工程实践中应该多做这方面的实验对比和研究，可能比单纯改善外部条件更简单，更经济。
实践证明，混凝土常见的裂缝多为深浅不一的表面裂缝，主要原因是温度梯度造成寒冷地区气温骤降，容易形成裂缝。因此，混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤为重要。
从温度应力的角度来看，保温应满足以下要求:
(1)防止混凝土内外温差和混凝土表面梯度，防止表面裂缝。
(2)为防止混凝土受冻，应尽量使混凝土在施工期间的最低温度不低于混凝土在使用寿命期间的稳定温度。
(3)防止旧混凝土过冷，以减少新老混凝土之间的约束。
混凝土早期养护的主要目的是保持适宜的温度和湿度条件，从而达到两种效果。一方面可以保护混凝土免受不利的温湿度变形，防止有害的冷缩和干缩。一方面，水泥的水化顺利进行，以达到设计的强度和抗裂性。
合适的温度和湿度条件是相互关联的。保温措施对凝血往往有保湿的作用。
理论上，新拌混凝土的含水量完全可以满足水泥水化的要求。但由于蒸发等原因，往往造成水分流失，从而延缓或阻止水泥的水化，而表层混凝土最容易也最直接地受到这种不利影响。因此，混凝土浇筑后的最初几天是养护的关键时期，施工中应多加注意。
总之，混凝土裂缝产生的原因和计算方法有不同的理论，但通过观察比较具体的预防和改进措施，分析总结混凝土施工中的问题，结合各种预防和处理措施，混凝土裂缝是完全可以避免的。混凝土裂缝处理施工技术探讨:本文分析了混凝土裂缝产生的原因。为了保证现浇混凝土的效果和耐久性，除了正确合理的设计外，还必须严格提高施工技术水平。裂缝的出现不仅会影响结构的整体性和刚度，还会引起钢筋的强烈腐蚀，加速混凝土的碳化，降低混凝土的耐久性、抗疲劳性和抗渗性。所以要根据裂缝的性质和具体情况，区别对待，及时处理。确保建筑物的安全使用。
关键词:混凝土；就地浇铸；裂缝；质量
混凝土，简称“混凝土”，是指骨料通过胶凝材料粘结成整体的工程复合材料的总称。一般来说，混凝土一词指的是水泥混凝土，是以水泥为胶凝材料，以砂、石为骨料，与水(有或无外加剂、掺合料)按一定比例混合，经搅拌、成型、养护而成的混凝土，也称普通混凝土。在土木工程中应用广泛。按使用功能主要包括:结构混凝土、保温混凝土、装饰混凝土、防水混凝土、耐火混凝土、水工混凝土、海工混凝土、道路混凝土、防辐射混凝土等。根据施工工艺，主要有。离心混凝土、真空混凝土、灌浆混凝土、喷射混凝土、碾压混凝土、挤压混凝土、泵送混凝土等。根据加固方法，有素混凝土、钢筋混凝土、钢丝网水泥、纤维混凝土和预应力混凝土。根据混凝土拌合物的和易性；硬混凝土、半硬混凝土、塑性混凝土、流动混凝土、高流态混凝土、流动混凝土等。
1混凝土裂缝的成因
混凝土产生裂缝的原因很多，但根本原因是混凝土中的拉应力超过了混凝土的抗拉强度。具体可归结为三个原因:温湿度变化、外荷载引起的过大变形、施工方法不当。具体类型有:
(1)水泥干缩引起的裂缝。这种裂缝出现在混凝土表面，比较小。水泥是一种具有干缩性的水硬性材料。硬化初期，如果养护不当，水分不足，可能会出现裂缝。
(2)温差变化，热胀冷缩引起的裂缝。这种裂缝一般出现在温差较大的环境中和面积或长度较大的构件或结构中，且在适当部位不留伸缩缝。
(3)应力集中引起的裂缝。这种裂缝一般出现在阴阳角或混凝土板的支座处。是由于板中负弯矩钢筋配筋不足或粗钢筋间距过大造成的。
(4)使用不当造成过载，过度变形产生裂缝。这种裂缝通常出现在混凝土受弯构件的受拉区。
(5)张力引起的裂缝。预应力钢筋混凝土构件在张拉过程中，如果控制不好，可能会产生裂缝。这种裂缝一般出现在预应力构件的端部或板的上表面转角处。
(6)不均匀沉降引起的裂缝。由于地基不均匀沉降，地基或圈梁、大梁等构件受拉过大而出现裂缝。
(7)在施工过程中，由于混凝土初凝阶段模板的振动、变形或位移，结构会产生裂缝。
(8)过早加载导致的裂缝。施工中，由于过早拆模，混凝土强度未达到设计要求，提前加荷。使部件过载并导致裂纹。
(9)如果施工缝处理不当，施工缝可能会出现裂缝。
(10)预制混凝土构件在脱模、运输、堆放和吊装过程中，由于各种原因受压区处于受拉状态，可能导致构件产生裂缝。
2混凝土裂缝的危害
混凝土是一种多组分复合材料，在温度和湿度变化的条件下。硬化和体积变形。由于各种材料变形不一致，相互约束产生初始应力，导致骨料与水泥粘结面或水泥本身之间产生肉眼不可见的微裂纹，一般称为微裂纹。这些微裂纹的分布是不规则和不连贯的。但在荷载作用下或温度进一步变化，养护不到位的情况下，裂缝开始扩大，逐渐相互连接，产生肉眼可见的较大裂缝，成为宏观裂缝，严重的贯穿裂缝在楼板中，成为有害裂缝。这种裂缝会对结构的承载力、耐火、抗渗、抗钢筋腐蚀、抗化学腐蚀等耐久性造成严重危害。
化学侵蚀、冻融循环、碳化、钢筋腐蚀、碱骨料反应等。，都会对混凝土结构产生破坏作用。这些破坏的发生或进展不仅受混凝土本身材料性能的影响，还受裂缝的影响。一般从拆模到装修完成需要2 ~ 3个月，有些大型工程还要跨年度施工。此时，空气中的CO2、SO2和雨水会沿着裂缝进入混凝土，加速钢筋的腐蚀，加速碱骨料反应和碳化。从而导致耐久性下降并缩短建筑物的使用寿命。
3混凝土裂缝处理措施
混凝土裂缝的修补措施主要有以下几种方法:表面修补、灌浆、嵌缝和结构加固。混凝土替代法、电化学保护法和仿生自愈法。
3.1表面修复方法
表面修补法是一种简单而常用的修补方法，主要适用于稳定的、不影响结构承载能力的表面裂缝和深层裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或涂料、沥青等防腐材料。为了防止混凝土由于各种作用而继续开裂，通常可以采取在裂缝表面粘贴玻璃纤维布等措施。3.2灌浆和镶嵌密封法
灌浆法主要适用于对结构整体性有影响或有防渗要求的混凝土裂缝的修补。它利用压力设备将胶凝材料压入混凝土裂缝中，胶凝材料硬化后与混凝土形成一个整体，从而达到封堵加固的目的。常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化学材料。
密封法是裂缝密封中最常用的方法。通常是沿着裂缝开一个凹槽，用塑料或刚性止水材料填充凹槽，达到密封裂缝的目的。常用的塑料材料有PVC胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等；常用的刚性防水材料是聚合物水泥砂浆。
3.3结构加固方法
当裂缝影响混凝土结构的性能时，有必要考虑对混凝土结构进行加固。结构加固常用的方法主要有:增大混凝土结构的截面积。型钢缠绕在构件转角处，预应力法加固，粘钢板加固，增加支点加固，喷射混凝土加固。
3.4混凝土置换方法
混凝土置换法是处理严重破损混凝土的有效方法。这种方法是先把损坏的混凝土去掉，然后换上新的混凝土或其他材料。常用的替代材料有:普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。
3.5电化学保护方法
电化学腐蚀防护是通过外加电场在介质中的电化学作用来改变混凝土或钢筋混凝土的环境状态。对钢筋进行钝化处理，达到防腐的目的。阴极保护、氯化物萃取和碱回收是化学保护中三种常用且有效的方法。这种方法的优点是保护方法受环境因素影响较小，适用于钢筋和混凝土的长期防腐，既可用于开裂结构，也可用于新建结构。
3.6仿生自愈法
仿生自愈法是一种新型的裂缝治疗方法，它模仿生物组织的功能自动向受伤部位分泌一些物质，使受伤部位得到愈合。在混凝土的传统组分中加入一些特殊组分(如液芯纤维或含粘结剂的胶囊)，在混凝土中形成智能仿生自愈神经网络系统。当混凝土出现裂缝时，会分泌一些液芯纤维使裂缝重新愈合。