混凝土裂縫成因及防治方法

1、關于泵送商品混凝土施工中的裂縫成因及防治方法的討論 姓名：韓瑋 單位：甘肅銅城工程建設有限公司目錄 1、 前言 ··· ··· 32、 裂縫產生的主要原因及特征 ··· ··· 42.1、實驗內容 ··· ··· 4 2.2、材料 ··· ··· 42.3、試件 ··· ··· 52.4、補充 &#

2、183;·· ··· 52.5、結果與分析 ··· ··· 63、 影響因素和防治措施 ··· ··· 6 3.1、混凝土用主要原材料及配合比的選用 ··· ··· 7 3.2、施工工藝流程改進 ··· ··· 84、 混凝土裂縫的補救措施 ··· ··

3、83; 94.1、表面修補法 ··· ··· 94.2、嵌縫法 ··· ··· 9 4.3、結構加固法 ··· ··· 104.4、混凝土置換法 ··· ··· 105、 結 語 ··· ··· 10參考文獻及規(guī)范 ··· ··· 11關于

4、泵送商品混凝土施工中的裂縫成因及防治方法的討論摘要：隨著商品混凝土的普及和發(fā)展，現澆混凝土必將成為今后的發(fā)展方向。在我國許多大城市，如北京、上海、天津、廣州、深圳等，商品混凝土攪拌站都在一百個以上，其規(guī)模和工藝水平不亞于發(fā)達國家。許多中小城市也在推廣應用商品混凝土。但是由于各地方施工人員技術水平參差不齊，使得商品混凝土在運用中出現許多不合理，不科學的地方。本文通過實驗及科學論證介紹混凝土裂縫產生的機理及有效控制裂縫出現和防治的施工措施。 關鍵詞：泵送商品混凝土；裂縫；防治措施 1、 前言商品混凝土指以集中攪拌、遠距離運輸的方式向建筑工地供應一定要求的混凝土。它包括混合物攪拌、運輸、泵送和澆筑等

5、工藝過程。嚴格地講商品混凝土是指混凝土的工藝和產品，而不是混凝土的品種，它應包括大體積流動性混凝土、流態(tài)混凝土、高強混凝土、大體積混凝土、防滲抗裂混凝土和高性能混凝土等。隨著我國科技水平的發(fā)展，現如今泵送商品混凝土的施工方法已逐漸成為主流技術。它不僅能改善混凝土的施工性能，還能極大的縮短施工時間從而降低施工成本，增加工作效率。同時商品混凝土具有能夠有效控制混凝土質量、提高抗?jié)B性、改善耐久性等諸多特點。但是，由于泵送混凝土骨料級配的限制和膠凝材料的大量使用，使施工過程中不可避免的產生了大量的水化熱且造成溫度裂縫。這在一定程度上影響結構的抗?jié)B性和耐久性，應當給予足夠的重視。本文中所討論的泵送商品混

6、凝土均以常見的通過ISO9002國際標準質量認證體系的生產廠家生產的商品混凝土為例，詳細闡述了影響商品混凝土性能的諸多因素。其實早在1865年法國科學家莫尼埃取得了混凝土的發(fā)明專利后世界各國的科研人員從來沒有停止過對他的研究，而裂縫控制也是無數專家學者的課題研究方向。本文旨在通過現今國內外最新的科研技術手段如“剛性纖維應力測試”、“S M98瑞雷波儀測試”以及其他的測試計量技術及儀器，通過一些全新的方法對本課題進行分析論證。 二、裂縫產生的主要原因及特征 在混凝土澆筑后由于其硬化過程中，水泥水化產生大量的水化熱。使得混凝土的應力出現變化。下面將通過實驗計算的得出其應力變化值，即應變曲線。2.1

7、、實驗內容試驗在60噸萬能試驗機上進行。在試驗裝置中添加了四個高強鋼桿以增大試件的卸載剛度，并通過在試件兩端添加球鉸來消除試件的初始偏心率。通過調節(jié)連接試件和橫梁的四個高強螺栓來保證試件的軸心受拉。試件相對兩側面之間的拉應變值之差不得大于其平均值的15。當鋼纖維摻量很低（為零或0.5時），在荷載峰值采用低周反復加載曲線的外包絡線來獲得軸拉應力應變全曲線.。2.2、材料由四種不同類型的鋼纖維用于該試驗，這些纖維中三種是帶鉤的和一種是光滑的。作者將分析剛性纖維在混凝土變形后產生應力對其造成的影響來判斷混凝土的應力變化。試驗采用三種常見的商品混凝土配合比用于研究，見于表一。在基體強度等級為C30和C

8、35鋼纖維混凝土中分別加入了大連建科院生產的DK一5型減水劑和瑞士Sika公司生產的液體減水劑。這些被用來研究鋼纖維混凝土的C25,C30,C35混凝土被制成的試件，在標準情況下養(yǎng)護28天。三種試件的平均強度見于表一。水泥采用大連小野田水泥廠生產的32.5級和42.5級普通硅酸鹽水泥。細骨料采用細度模數26的河砂。粗骨料采用520 石灰?guī)r碎石。表一 三種常見的商品混凝土配合比水泥強度(ISO)水泥Kg/m3沙的比率u/c沙屈服強度Kg/m3堿水劑Kg/m3壓縮強度MpaC2532.54500.440.3666778524.76C3042.55000.350.33612923DK-533.00C

9、3542.56000.290.31535891Sika34.97 2.3、試件用建筑結構膠將軸拉試件粘貼于兩端的鋼墊板上。22組共110個試件的具體參數。2.4、補充經過28天，普通混凝土和鋼纖維混凝土分別被用來做抗拉強度試驗。張拉應力應變曲線由此獲得。對于高強度鋼纖維混凝土諸如抗拉能力等拉伸特性也由此得到。增強類鋼纖維混凝土比增韌類鋼纖維混凝土的強度平均提高13%；而由基本開裂至裂縫寬度為0.5mm區(qū)間(相應的應變約2000)的斷裂能積分則顯示：增韌類鋼纖維混凝土比增強類鋼纖維混凝土的斷裂能平均提高20%.由表3還可以看出，大部分SFRC第一峰值對應的極限拉應變值與素混凝土相當，在100左右

10、，這說明低含率纖維的摻入對提高混凝土的極限拉應變作用不很明顯。而增韌類SFRC第二峰值對應的應變則大大提高，可達1000，由此可知第二峰值的出現大大提高了材料的韌性。DRAMIX型纖維因為長度是其它三種纖維長度的2倍，其斷裂韌性更好，在試驗曲線中可以看出在應變達到后，其荷載強度仍然保持較高水平，直到10000應變時荷載仍可保持其峰值水平的50%左右。2.5、 結果與分析 由于混凝土的體積較大，大量的水化熱聚積在混凝土內部而不易散發(fā)，導致內部溫度急劇上升，而混凝土表面散熱較快，使得混凝土結構內外出現較大的溫差，這些溫差造成內部與外部熱脹冷縮的程度不同，使混凝土表面產生一定的拉應力。當拉應力超過混

11、凝土的抗拉強度極限時，混凝土表面就會產生裂縫，這種裂縫多發(fā)生在混凝土施工的中后期。溫度裂縫的走向通常無一定規(guī)律，大面積結構裂縫?？v橫交錯。梁板類長度尺寸較大的結構，裂縫多平行于短邊；深入和貫穿性的溫度裂縫一般與短邊方向平行或接近平行。裂縫沿著長邊分段出現，中間較密。裂縫寬度大小不一，受溫度變化影響較為明顯，冬寬夏窄。此種裂縫的出現會引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，降低混凝土的抗凍融、抗疲勞及抗?jié)B能力等。大體積混凝土結構中，除有表面裂縫外，還存在貫通裂縫，貫通裂縫是由于大體積混凝土在強度發(fā)展到一定程度，混凝土逐漸降溫，這個降溫差引起的變形加上混凝土失水引起的體積收縮變形，受到地基和其它結構便捷條件

12、的約束時引起的拉應力，超過混凝土抗拉強度時所可能產生的貫通整個界面的裂縫。這兩種裂縫均屬于有害裂縫。 三、影響因素和防治措施 表二 標準養(yǎng)護28D-98D的后的混凝土強度變化曲線由上圖可以看出混凝土內部的溫度與混凝土厚度、水泥品種和用量有關?；炷两Y構越厚，水泥用量越大，水化熱越高的水泥，其內部溫度越高，形成溫度應力越大，產生裂縫的可能性越大。尤其是大體積混凝土結構，其結構尺寸越大，溫度應力也越大，因而引起裂縫的危險性也越大，這就是大體積混凝土易產生溫度裂縫的主要原因。故防止大體積混凝土出現裂縫最根本的措施就是控制混凝土內部和表面的溫度差。 3.1、混凝土用主要原材料及配合比的選用 (1)水泥

13、：盡量選用低熱或中熱水泥，減少水泥用量。以降低水泥水化熱。粗骨料：應采用連續(xù)級配，針片狀顆粒含量不宜大于10。 (2)摻合料：混凝土中常用的摻合料為粉煤灰，混凝土中摻入一定數量優(yōu)質的粉煤灰后，不但能代替部分水泥，而且起到潤滑作用，可改善混凝土拌合物的流動性、黏聚性和保水性，從而改善了可泵性。還可以降低水泥的水化熱，有利于控制溫度裂縫的產生。 (3) 外加劑：在混凝土中摻加一定量的具有減水、增塑、緩凝等作用的外加劑，能很好地改善混凝土拌合物的流動性、保水性，降低水化熱，推遲熱峰的出現時間。為防止產生收縮裂縫，還可摻入適宜的膨脹劑。 綜合以上我們可以得出下圖。表三 混凝土主要用料及配合比 3.2、

14、施工工藝流程改進 (1)改變攪拌工藝。采用二次投料的凈漿裹石或砂漿裹石工藝，可以有效地防止水分聚集在水泥砂漿和石子的界面上，使硬化后界面過渡層結構致密、黏結力增大，從而提高混凝土強度10或節(jié)約水泥5以上，并進一步減少水化熱和裂縫。 (2)嚴格控制澆筑流程，合理安排施工工序，分層、分塊澆筑，以利于散熱，減少約束。夏季可采用低溫水或冰水攪拌混凝土，或對骨料進場覆蓋或設置這樣裝置避免日光直曬。冬季，應采用蓄熱法進行混凝土攪拌，泵管要保溫，確?；炷脸鰴C溫度不宜低于10，入模溫度不得低于5。加強對大體積混凝土施工中的溫度控制。 (3)注重混凝土養(yǎng)護。養(yǎng)護主要是保持適當的溫度和濕度條件?；炷翝仓?，及

15、時用濕潤的草簾、塑料薄膜等覆蓋、包裹，并注意灑水養(yǎng)護，適當延長養(yǎng)護時間，保證混凝土表面緩慢冷卻。寒冷季節(jié)，混凝土表面應設置相應的保溫措施，以防寒潮襲擊。豎向結構可采用拆模后涂刷養(yǎng)護液進行養(yǎng)護。 表四 S M98瑞雷波儀測試效果分析圖標題：圖為不均質混凝土強度與厚度的測試結果說明：f=R,(8)式中,h為深度,f為頻率,R為波長,為深度波長轉換系數。SM98瑞雷波儀是一種國際上通用的多功能巖土體彈性波速度測試儀器 ,具有現場測試快速、輕便、精度高等優(yōu)點。使用該儀器測得上述方法后混凝土的性能、并通過壓實檢測 。最終由實驗室加固處理效果評價，得出砼結構強度測定系數。數據表明以上施工工藝改進均能夠有效

16、的解決混凝土水化熱造成的溫度裂縫，以及其對建筑工程整體結構的應力影響。4、 混凝土裂縫的補救措施 4.1、表面修補法 適用于穩(wěn)定和結構承載能力沒有影響的表面裂縫以及深進裂縫的處理。處理措施是在裂縫的表面涂抹水泥漿、環(huán)氧膠泥或在混凝土表面涂刷油漆、瀝青等防腐材料，在防護的同時為了防止混凝土受各種作用的影響繼續(xù)開裂，在裂縫的表面應粘貼玻璃纖維布數道來解決。 表五 混凝土的強度和流動性的影響因素示意圖標題：圖為膠凝材料用量對超高強混凝土強度及流動性的影響說明：膠凝材料用量550、600、650 kg/m3三種膠凝材料用量對超高強混凝土流動性和抗壓強度的影響,摻高效減水劑試驗結果如圖所示,可以看到混凝

17、土強度得到有效改善。4.2、嵌縫法 本方法是最常用的一種方法，通常是沿裂縫鑿槽，在槽中嵌填塑性或剛性止水材料，以達到封閉裂縫的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯膠泥、塑料油膏和丁基橡膠等。常用的剛性防水材料為聚合物水泥砂漿。 4.3、結構加固法 當裂縫影響到混凝土結構的性能時采用此方法。常用方法措施有：在構件的角部外包型鋼，加大混凝土結構的截面面積、采用預應力法加固、粘貼鋼板加固增設支點加固以及噴射混凝土補強加固。 4.4、混凝土置換法 此方法是處理嚴重損壞混凝土的一種有效方法，是先將損壞的混凝土剔除，然后再置換入新的混凝土或其它材料。常用置換材料有：普通混凝土或水泥砂漿、聚合物或改性聚合物混凝土

18、或砂漿。表六 混凝土靶板沖擊響應的經驗公式 標題：圖為特許增強混凝土侵徹系數隨混凝土強度的變化 說明：(1a)式中:x為侵徹深度,m;vi為撞擊速度,m/s;W/A是彈丸單位投影面的質量,kg/m2。對應侵徹系數Kp的選取有兩種修正Petry公式。在修正Petry I得出結論，新置換混凝土能夠有效替代原有混凝土并使其強度達到設計要求。五、結 語 混凝土施工裂縫的存在是建設工程中不可避免的現象。相信隨著我國科學技術水平的日益進步以及現場管理科學規(guī)范化，使得在施工中能夠應采取更多有效的技術措施和合理的方法來預防裂縫的出現和發(fā)展，不斷提高混凝土澆筑質量，滿足建筑結構安全穩(wěn)定等要求。使其能夠抵抗突發(fā)災害的破壞，有效保護人民群眾生命安全以及國家財產不受到損失。參考文獻及規(guī)范： 【1】混凝土結構設計規(guī)范GB50010?！?】建筑工程施