【2017年整理】大体积混凝土裂缝的产生和防护.ppt

大体积混凝土裂缝的产生和防护 制作者：陈亮 什么是混凝土裂缝？ 混凝土的微观裂缝为一般混凝土所固有，因为混凝土是由水泥浆体水化硬化后的水泥石与砂、石骨料组成，它们的物理力学性能并不一致，水泥浆体硬化后的干缩值较大，而混凝土中的骨料则限制了水泥浆体的自由收缩，这种约束等作用使混凝土内部从硬化开始就在骨料与水泥浆体的粘结面上出现了微裂缝。 裂缝是混凝土工程中最常见的一种缺陷。通常所说的裂缝是指肉眼可见的宏观裂缝，而不是微观裂缝，其宽度应在0.05mm以上。 裂缝发生的机理 混凝土出现宏观裂缝的原因多种多样，通常是因混凝土发生体积变化时受到约束，或因受到荷载作用时，在混凝土内引起过大拉应力（或拉应变）而产生裂缝。 ■当拉应力大于混凝土的抗拉强度时，在裂缝正交方向产生混凝土裂缝 。也就是说，即使没有外部荷载作用，或者即使混凝土发生体积变化时没有受到外部的约束，混凝土内部已经有了微裂缝，但是这些微裂缝在不大的外力或变形作用下是稳定的，当外力或变形作用较大时，这些粘结面上微裂缝就会发展，当外力或变形作用更大时，微裂缝就会扩展穿过硬化后的水泥石，逐渐发展成可见的宏观裂缝。 受力裂缝的发展 多数轻微细小的宏观裂缝，对工程结构的承载能力、使用功能和耐久性不会有大的影响，只是有损结构的外观，引起对工程质量的疑虑。当可见的宏观裂缝较宽较深时，会影响结构的抗渗性能，导致水分及有害物质渗入，诱发钢筋锈蚀或加速混凝土的自然老化，从而损害工程结构的承载能力、使用功能和耐久性。 裂缝就其开裂深度可分为表面的、贯穿的；就其在结构物表面形状可分为网状裂缝、爆裂状裂缝、不规则短裂缝、纵向裂缝、横向裂缝、斜裂缝等；裂缝按其发展情况可分为稳定的和不稳定的、能愈合的和不能愈合的；裂缝按其产生的时间可分为混凝土硬化之前产生的塑性裂缝和硬化之后产生的裂缝；裂缝按其产生的原因，可分为荷载裂缝和变形裂缝。荷载裂缝是指因动、静荷载的直接作用引起的裂缝。变形裂缝是指因不均匀沉降、温度变化、湿度变异、膨胀、收缩、徐变等变形因素引起的裂缝。 裂缝产生的原因概括分类如下面所示： 一、与结构设计及受力荷载有关的 1、在设计荷载范围内，超过设计荷载范围或设计未考虑到的作用 2、地震、台风作用等 3、构件断面尺寸不足、钢筋用量不足、配置位置不当 4、结构物的沉降差异 5、次应力作用 6、对温度应力和混凝土收缩应力估计不足 二、与使用及环境条件有关的 1、环境温度、湿度的变化 2、结构构件各区域温度、湿度差异过大 3、冻融、冻胀 4、内部钢筋锈蚀 5、火灾或表面遭受高温 6、酸、碱、盐类的化学作用 7、冲击、振动影响 三、与材料性质和配合比有关的 1、水泥非正常凝结（受潮水泥、水泥温度过高） 2、水泥非正常膨胀（游离CaO、游离MgO、含碱量过高） 3、水泥的水化热 4、骨料含泥量过大 5、骨料级配不良 6、使用了碱活性骨料或风化岩石 7、混凝土收缩 8、混凝土配合比不当（水泥用量大、用水量大、水胶比大、砂率大等） 9、选用的水泥、外加剂、掺合料不当或匹配不当 10、外加剂、硅灰等掺合料掺量过大 四、与施工有关的 1、拌和不均匀（特别是掺用掺合料的混凝土），搅拌时间不足或过长，拌和后到浇筑时间间隔过长 2、泵送时增加了用水量、水泥用量 3、浇筑顺序有误，浇筑不均匀（振动赶浆、钢筋过密） 4、捣实不良，坍落度过大、骨料下沉、泌水，混凝土表面强度过低就进行下一道工序 5、连续浇筑间隔时间过长，接茬处理不当 6、钢筋搭接、锚固不良，钢筋、预埋件被扰动 7、钢筋保护层厚度不够8、滑模工艺不当（拉裂或塌陷） 9、模板变形、模板漏浆或渗水 10、模板支撑下沉、过早拆除模板、模板拆除不当 11、硬化前遭受扰动或承受荷载 12、养护措施不当或养护不及时 13、养护初期遭受急剧干燥（日晒、大风）或冻害 14、混凝土表面抹压不及时 15、大体积混凝土内部温度与表面温度或表面温度与环境温度差异过大 施工时的注意事项 　　预防混凝土裂缝的方法 　　1.设计方面。在设计上要注意到那些容易开裂的部位,如深基与浅基、高低跨处等,应考虑到由于地基的差异沉降或结构原因而引起的薄弱环节,在设计中加以解决。在构件截面允许、配筋率不变而且在浇筑方便的情况下,钢筋直径越细、间距越小则对预防开裂越有利。 　　2.施工方案与预防方面。采取良好的施工方案与预防措施,对控制混凝土裂缝着很大的关系。施工方案主要应确定一定的浇筑量,施工缝间距、位置及构造、浇筑时间、运输及振捣等。一次浇筑长度由垂直施工缝分割,最好是设置在变截面处或承受拉、剪、弯应力较小的部位。除控制一次浇筑厚度外,分层位置即水平施工缝设留位置也应加以注意。一般来说,应尽量留在变截面处,或远离受拉钢筋部位而设在混凝土的受拉区,确定浇筑时间的原