高强混凝土的裂缝成因及防治措施

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 高强混凝土的裂缝成因及防治措施 摘要：本文对高强混凝土、混凝 土裂缝等内容进行了介绍，叙述了高强 混凝土的裂缝成因及其防治措施。最后 提出了对高强混凝土裂缝防治的展望， 对于高强混凝土和裂缝有了一定的了解。 中国论文网 /2/view-12895101.htm 关键词：高强混凝土；混凝土 裂缝；防治措施 Abstract: in this paper, the high strength concrete, concrete crack etc are introduced, described the cracks of high- strength concrete causes and prevention and control measures. Finally proposed to the high strength concrete crack control -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 prospects for high strength concrete and fracture have certain of understanding. Keywords: high strength concrete; Concrete crack; Prevention and control measures 中图分类号：TV543 文献标识 码：A 文章编号： 一、引言 随着科学技术的进步和社会的 发展，现代建筑不断向大跨度、高层、 超高层、重型建筑结构、预应力结构方 向发展。混凝土强度高，可在满足结构 受力和结构功能下，减少结构构件的截 面尺寸，降低自重，减少用钢量，增大 建筑空间。高强混凝土具有强度高、耐 久性好、变形小等优点。高强混凝土在 工程中的应用虽只有 40 多年，但发展 较快，我国北京、上海等地对高强混凝 土的应用较多，技术也比较成熟1。 但在建筑施工和使用过程中， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 混凝土裂缝随处可见，是建筑物主要病 害之一2。对于房屋建筑，尤其是高层 建筑来说，裂缝一直是施工中最为常见 和难以克服的弊病，在某些情况下，裂 缝会导致非常严重的后果，因此研究钢 筋混凝土结构的裂缝产生原因及防治措 施具有重要的社会和经济意义。 二、高强混凝土概述 1、高强混凝土的定义 一般把强度等级为 C50 及其以 上的混凝土称为高强混凝土。它是用水 泥、砂、石原材料外加减水剂或同时外 加粉煤灰、矿粉、矿渣、硅粉等混合料， 经常规工艺生产而获得高强的混凝土。 2、高强混凝土的特性 高强混凝土作为一种新的建筑 材料，以其抗压强度高、抗变形能力强、 密度大、孔隙率低的优越性，在高层建 筑结构、大跨度桥梁结构以及某些特种 结构中得到广泛的应用。高强混凝土最 大的特点是抗压强度高，一般为普通强 度混疑土的 46 倍，故可减小构件的 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 截面，因此最适宜用于高层建筑。试验 表明，在一定的轴压比和合适的配箍率 的情况下，高强混凝土框架柱具有较好 的抗震性能。而且柱的截面尺寸减小， 减轻自重，避免短柱，对结构抗震也有 利，而且提高了经济效益。高强混凝土 材料为预应力技术提供了有利条件，可 采用高强度钢材和人为控制应力，从而 大大地提高了受弯构件的抗弯刚度和抗 裂度。因此世界范围内越来越多地采用 施加预应力的高强混凝土结构，应用于 大跨度房屋和桥梁中。此外，利用高强 混凝土密度大的特点，可用作建造承受 冲击和爆炸荷载的建（构）筑物，如原 子能反应堆基础等。利用高强混凝土抗 渗性能强和抗腐蚀性能强的特点，建造 具有高抗渗和高抗腐要求的工业用水池 等。 3、改善高强混凝土的方法 （1）改善水泥的水化条件； （2）掺加各种高聚物；（3）增强集料 和水泥的粘附性；（4）掺加高效外加 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 剂；（5）增加混凝土的密实度；（6） 采用纤维增强；（7）混凝土密封固化 剂。 三、高强混凝土裂缝 1、高强混凝土裂缝的成因 高强混凝土产生裂缝的原因可 分为两类:（1）由外荷载引起的裂缝， 也即结构性裂缝。 （2）由变形变化引起 的裂缝，包括温度、湿度、收缩和膨胀、 不均匀沉降等因素引起的裂缝，也即非 结构性裂缝3。 1.1 由温度应力引起的裂缝 混凝土为脆性材料，其抗拉强 度远小于抗压强度。混凝土在硬化过程 中水泥与水作用产生大量热量，内部温 度不断上升，在混凝土表面引起拉应力。 在后期降温过程中，由于受到基础、内 部混凝土、钢筋等的约束，又会在混凝 土内部出现拉应力。另外，混凝土内外 温度梯度也会使混凝土表面产生很大的 拉应力。当这些拉应力与其它应力综合 作用大于混凝土自身的抗裂能力时，即 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 会出现裂缝。 由温度为主要原因产生的裂缝 有如下特点：裂缝较细，一般在 0.3mm 以下，基本连续。 1.2 由湿度变化引起的裂缝 湿度的减小，如养护不及时， 或时干时湿，表面干缩形变受到内部混 凝土的约束，也往往会产生裂缝。高强 混凝土由于其密实性好，内部毛细孔很 小，混凝土因水化作用升温或降温期间 表面水份散失，内部水份(高强混凝土 往往设计成低水胶比，因此本身其内部 水份就不多) 不能通过毛细孔很好地给 予补充，也是混凝土表面产生裂缝的因 素之一。由湿度、收缩为主要原因引起 的裂缝有如下特点：裂缝较宽，一般大 于 0.5mm，最大可达几毫米裂缝，为断 续状。 1.3 设计不合理引起的裂缝 如混凝土设计钢筋含量偏低， 间距过大，钢筋不能有效抵消混凝土内 部足够的拉应力，从而导致裂缝。在钢 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 筋周围混凝土受到约束不能很自由发生 形变。如果钢筋直径偏大，约束很强， 钢筋周围混凝土将产生很大的应力。另 外，设计混凝土保护层过薄，也易使混 凝土表面出现裂缝。大体积混凝土设计 成高标号，由于其脆性大为增加，抗拉 能力降低，在其它条件相同情况下，对 各种因素的敏感程度大为提高。同时混 凝土强度高，约束增强，也是造成混凝 土表面产生裂缝的重要原因。本工程井 壁内层采用内钢筒结构，内钢筒通过锚 卡与混凝土连结，使混凝土受到边界约 束，在锚卡周围混凝土也受到强的约束， 对混凝土自由形变非常不利。 1.4 选用材料不合理引起的裂缝 水化热主要是水泥中矿物组份 在水化过程中所放出的热量。因此，选 用合适的水泥对预防混凝土产生裂缝至 关重要。选用中、低热水泥或大坝水泥 有利于降低水化热，但低热水泥混凝土 收缩性较高，且价格高于普通水泥。另 外，水泥改标后，其比表面积比改标前 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 大为提高，虽然能增加水泥的抗压强度， 但不利于混凝土水化热的散发和延缓放 热速度，容易产生应力聚集。骨料的品 种、粒径对混凝土收缩也有很大影响。 骨料的粒径大，混凝土收缩小，有利于 混凝土水化热散发，但不利于混凝土强 度的提高，特别是高强度混凝土。 1.5 施工不合理引起的裂缝 （1）浇筑混凝土时倒灰不均匀， 用振动棒找平时，往往是混凝土中石子 一振已下沉，多为砂浆或石子偏少的混 凝土往两边跑，造成砂浆积聚，使局部 混凝土中相对水泥含量增加，此处容易 产生大的温度应力与收缩应力，造成裂 缝。 （2）混凝土振捣时过振，造成 粗骨料下沉，细骨料留在上层，强度不 均匀。特别是最上一段混凝土，过振造 成细骨料集中在上部，极易产生收缩裂 缝。 1.6 周围环境的影响 如环境温度过高，阳光直射等 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 使混凝土在浇筑过程中不但不能降温， 反而使混凝土温度比入模温度还高。在 后期水化反应升温和降温过程中，气温 骤降或大雨，使混凝土温度梯度变陡， 也极易造成混凝土表面产生裂缝。 2、高强混凝土裂缝的防治措 施 （1）优化混凝土配合比。在确 保混凝土强度满足设计要求情况下，尽 可能地降低水泥用量。如掺加磨细矿粉、 粉煤灰等，从而降低水化热。高温季节 采用缓凝型高效减水剂，削减混凝土水 化热峰值。 （2）降低混凝土入模温度。如 骨料用冷水喷洒、用遮阳布遮盖;所有外 加剂放入室内;混凝土用水用地下水，现 用现抽(有条件地方可在水中加入冰屑) ; 选择合适时间施工，使骨料温度和浇筑 混凝土时气温较低;浇筑完成后及时用防 晒网遮挡，防止阳光直射模板使混凝土 升温。 （3）必要时在混凝土中加入适 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 量纤维和少量膨胀剂。由于纤维在单位 体积内较大的数量均匀分布于混凝土内 部，故混凝土中微裂缝在发展的过程中 必然遭遇到纤维的阻挡，消耗了能量， 难以进一步发展，从而阻断裂缝，达到 了抗裂的作用。加入少量膨胀剂产生的 微胀力可部分或全部抵消混凝土表面内 张力影响。在混凝土内部膨胀力与收缩 应力可部分抵消，从而抑制混凝土表面 出现裂缝。 （4）施工布灰时做到尽量均匀， 防止砂浆积聚。振捣时避免过振，防止 混凝土泌水。气温骤降或雨天要及时采 取保温和遮盖，防止因混凝土表面温度 骤降，造成大的温度梯度而使混凝土表 面出现裂缝。 （5）预制井壁用基础一定要牢 固，防止因基础不均匀沉降造成井壁出 现裂缝。 （6）拆模后，除控制混凝土表 面温度及混凝土内外温差外，尽可能地 保持混凝土表面湿度。可在混凝土表面 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 11 涂刷混凝土养护剂，防止混凝土表面水 份蒸发。待混凝土表面温度降到许可时 再浇水养护。 （7）采用高效减水剂，在满足 施工条件情况下尽可能降低水灰比，减 少混凝土收缩。总之，混凝土产生裂缝 原因是多方面的，是各种应力综合作用 的结果。要消除裂缝必须从设计、施工 等多方面着手加以控制。 3、高强混凝土裂缝的处理 目前，世界各国的规定不完全 一致，但大致相同。如果裂缝超出国家 规定，就应采取一定的方法进行处理4。 3.1 表面修补法 该法适用于缝较窄，用以恢复 构件表面美观和提高耐久性时所采用， 常用的是沿混凝土裂缝表面铺设薄膜材 料，一般可用环氧类树脂或树脂浸渍玻 璃布。施工时先将混凝土表面用钢丝刷 打毛，清水洗净干燥，将混凝土表面气 孔由油灰状树脂填平，然后在其上铺设 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 12 薄膜，如果单纯以防水为目的，也可采 用涂刷沥青的方法。 3.2 填充法 当裂缝较宽时，可沿裂缝混凝 土表面凿成 V 形或 U 形槽，使用树脂 砂浆材料进行填充，也可使用水泥砂浆 或沥青等材料。施工时。先将槽内碎片 清除，必要时涂底层结合料，填充后待 填充料充分硬化，再用砂轮或抛光机将 表面磨光。 3.3 注入法 当裂缝宽度较小，而且较深时， 可采用将修补材料注入混凝土内部的修 补方法，首先在裂缝处安没注入用管， 其它部位用表面处理法封住，使用低粘 度环氧树脂注入材料，用电动泵或手动 泵注入修补，此法在裂缝宽大于 02mm 时，效果较好。 四、高强混凝土裂缝防治的展望 高强混凝土质量管理