毕业设计（论文）-浅谈混凝土结构裂缝成因及控制措施 (2).doc

大连理工大学网络教育学院毕业论文（设计）模板 网络教育学院本 科 生 毕 业 论 文（设 计） 题 目：浅谈混凝土结构裂缝成因及控制措施学习中心：奥鹏远程教育南京学习中心（直属）27VIP 层 次： 专升本 专 业： 土木工程 年 级： 2012 年 秋 季 学 号： 学 生： 指导教师： 完成日期： 2014年 月 日III浅谈混凝土结构裂缝成因及控制措施内容摘要我国基础设施建设飞速发展，在现代建筑工程中，混凝土的裂缝问题非常普遍，而大体积混凝土表现尤为明显近年来，对于混凝土的耐久性研究越来越引起各方面的重视，混凝土裂缝的存在，可能导致工程结构渗水、溶蚀或诱发钢筋锈蚀，从而损害结构的使用功能或工程的耐久性。因此，在施工中如何避免混凝土结构裂缝的产生是非常值得研究的课题。本文讨论了混凝土裂缝的种类以及产生的原因，并且根据裂缝产生的原因分析了预防混凝土裂缝的方法以及裂缝的处理措施。并且根据具体的工程实例内容摘要是毕业论文（设计）的内容不加注释和评论的简短陈述，具有独立性和自含性。包括课题来源，主要设计，实验方法，本人的主要成果，约含200个字符的中文摘要。关键词：混凝土裂缝；成因分析；预防；控制措施目 录内容摘要I引 言11 绪言12 混凝土裂缝的分类及成因32.1 混凝土结构裂缝的分类32.1.1 按裂缝的成因分类32.1.2 按裂缝产生的时间分类42.1.3 按裂缝的形状分类62.1.4 按裂缝的发展状态分类62.2 混凝土裂缝的产生原因62.2.1 收缩裂缝的产生原因分析72.2.2 温度裂缝的产生原因分析82.2.3 沉陷裂缝的产生原因分析83 混凝土裂缝的预防措施及处理技术103.1 混凝土结构裂缝的预防措施103.1.1 干缩及塑性收缩裂缝的预防措施103.1.2 温度裂缝的预防措施113.1.2 沉陷裂缝及其他裂缝的预防措施133.2 混凝土结构裂缝的处理技术143.2.1 表面封闭法143.2.2 灌浆、嵌缝封堵法153.2.3 结构加固法及混凝土置换法154 工程实例分析164.1工程概述164.2裂缝状况分析164.3 裂缝的处理164.3.1 表面处理法164.3.2 填充密封法174.3.3 压力灌浆法175 结论与展望18参考文献19引 言混凝土因其取材广泛、价格低廉、抗压强度高、可浇筑成各种形状、耐久性好、不易风化、养护费用低等优点，成为当令世界建筑结构中使用最广泛的建筑材料。 但混凝土最主要的缺点是： 抗裂能力差，容易开裂。混凝土裂缝不可避免， 但它的有害程度可以控制。有些裂缝在使用荷载或外界物理、化学因素的作用下，不断产生和扩展，引起混凝土碳化、保护层剥落、钢筋腐蚀，使混凝土的强度和刚度受到削弱，耐久性降低，危害结构的正常使用，必须加以控制。在混凝土结构使用过程中，混凝土开裂可以说是经常发生的，经常困扰着工程技术人员。其实，如果采取一定的设计和施工措施，很多裂缝是可以克服、控制和减少的。为了进一步加强对混凝土裂缝的认识，尽量避免工程中出现危害较大的裂缝，本文介绍了混凝土裂缝产生的原因，并提出了预防措施及控制办法，以防范于未然。191 绪言由于混凝土施工、本身变形和约束等各种因素的影响，混凝土结构往往容易产生各种各样的裂缝，近代科学关于混凝土结构的微观研究、以及大量工程实践所提供的经验都说明，混凝土产生裂缝是不可避免的，但在实际工程施工中，应将其有害程度控制在工程允许范围内，或不影响结构的耐久性能。根据裂缝宽度，裂缝可分为微观裂缝和宏观裂缝。微观裂缝是指肉眼看不到的、混凝土内部固有的一种裂缝，它是不连贯的，宽度一般在0.05mm以下。这种混凝土本身固有的微观裂缝，在荷载不超过设计规定的条件下，一般视为无害宏观裂缝的宽度在0.05mm以上。在工程实际中可认为宽度小于0.2一0.3mm的裂缝是无害的，但是这里必须有个前提，即裂缝不再扩展，为最终宽度1。在混凝中，最常见的质量问题就是混凝土结构容易产生裂缝。混凝土结构所产生的裂缝按深度不同，可分为贯穿裂缝、深层裂缝及表层裂缝三种。贯穿裂缝切断了结构断面，可能破坏结构的整体性和稳定性，其危害性是最严重的；深层裂缝是部分切断了结构断面，其危害性比较严重；表层裂缝一般危害性较小，但处于基础或老混凝土约束范围内的表层裂缝，在内部混凝土降温过程中可能发展为贯穿裂缝。这三种裂缝中，表面裂缝是不可能完全避免的，但要做到尽量减少和及时采取必要的补救措施。而深层裂缝和贯穿裂缝的危害较大要尽量避免，在设计和施工中应该着重预防，否则将会严重影响到影响混凝土结构的力学及耐久性能。混凝土的表面裂缝是其它各种裂缝产生的充分条件其产生的原因主要是混凝土结构的收缩变形和混凝土自身的非线性温度场约束，或者由于气温骤降，引起混凝土表面较大幅度的降温形成较大的温度梯度，表层混凝土受内部混凝土的约束，而产生温度应力，当混凝土温度应力大于同龄期的抗拉强度时，就会产生表面裂缝2。表面裂缝可以发展为深层裂缝。一旦表面裂缝形成以后，如果混凝土的中心温度仍然持续较高，而外界温度较低，降温的速率较快，会形成非线性温度场，混凝土各部分之间变形不一致，产生温度应力。这种温度应力在表面裂缝端部形成应力集中，使表面裂缝向纵深发展3。一般来说，表面裂缝如果较浅、没有发展到结构中的钢筋表面且随温度变化不再发展，通常不影响工程质量。基础贯穿裂缝产生的原因主要是由于混凝土浇筑温度过高，加上混凝土的水化热温升，使得混凝土内部温度较高。由于混凝土结构均匀降温，各部分之间产生了温度应力，当其大于混凝土的抗拉强度时就产生裂缝。基础贯穿裂缝的危害性最大，它不但引起应力的重新分布，改变结构的受力条件，而且使结构的整体性、稳定性、渗透性、耐久性都受到严重的影响，更糟糕的是导致混凝土内部的受力钢筋裸露在外，加速其腐蚀，严重时可导致整个结构坍塌。混凝土产生裂缝是工程建设中存在的质量通病，必须采取有效的技术措施控制裂缝，确保工程质量。2 混凝土裂缝的分类及成因混凝土结构的裂缝是一个相当普遍的现象，大量工程实践以及近代科学关于混凝土强度的细观研究都表明结构物的裂缝是不可避免的，它是材料的一种特性。因此，科学地对待裂缝问题是在对裂缝进行分类、研究的基础上，采取有效的措施，将裂缝的有害程度控制在允许的范围内。本章将就混凝土结构中常见裂缝进行分类，并对结构中占主要部分的裂缝进行成因分析。2.1 混凝土结构裂缝的分类2.1.1 按裂缝的成因分类根据混凝土裂缝产生的原因，可分为结构性裂缝和非结构性裂缝两大类。一、结构性裂缝结构性裂缝是由荷载引起的，其裂缝与荷载相对应，是承载力不足的结果，其裂缝形式多种多样，主要形式有：（一）设计原因引起的裂缝1、钢筋锚固长度不满足要求产生的裂缝。2、设计时的计算简图与实际受力情况不符产生的裂缝。3、计算理论选择错误，结构构造不当引起的裂缝。4、构件的刚度不满足要求，导致结构开裂。5、平板结构中结构构造不当导致板面开裂。6、计算模型选择时，考虑主要应力，忽略次要应力，而忽略部分的应力导致。结构中产生的裂缝。7、设计时未考虑施工方法，由此在结构中产生的裂缝。8、预制构件连接部分的裂缝。（二）施工原因引起的裂缝1、施工时，钢筋位置摆放不正确，在结构中引起的裂缝。2、模板支护不当，在构件中产生的裂缝。3、施工使用的原材料不符合设计要求或不合格而引起的裂缝。4、施工时，构件未达到规定的强度要求便使其承受堆载等荷载而引起的裂缝。5、施工质量达不到要求而引起的裂缝。（三）使用原因引起的裂缝1、改变建筑物的使用条件引起的裂缝。2、火灾等事故引起的裂缝。3、由地震等偶然荷载引起的结构开裂。二、非结构性裂缝由各种变形变化引起的裂缝。从国内外的研究资料以及大量的工程实践来看，非结构性裂缝在混凝土结构裂缝中占了绝大多数，约为80%，其形成原因比较复杂，以收缩裂缝为主导，工程中比较常见的非结构性裂缝有收缩裂缝、温度裂缝和沉降裂缝。1、收缩裂缝收缩裂缝是由湿度变化引起的，它是混凝土非结构性裂缝中的主要部分。根据收缩裂缝的形成机理与形成时间的不同，工程中常见的收缩裂缝主要有塑性收缩裂缝、沉降收缩裂缝和干燥收缩裂缝三类，此外，还有自身收缩裂缝和碳化收缩裂缝等。2、温度裂缝混凝土受温度变化产生热胀冷缩，如果混凝土内外温差或季节气温变化过大，在混凝土结构内部产生温度应力，当温度应力超过混凝土的抗拉强度时，混凝土就会产生裂缝，这种裂缝为温度裂缝。温度裂缝常出现在我国北方地区的建筑物中。3、沉降裂缝地基基础承载上部结构的荷载作用，当地基基础承载力不均匀或地基承载力均匀但建筑物建成后各不同部位荷载差异较大，导致地基产生不均匀沉降，这种不均匀沉降在结构内部产生拉应力及剪应力，当这种拉应力及剪应力超过结构自身的抗拉及抗剪强度时，结构就会在最薄弱的部位产生裂缝，称为沉降裂缝。这种裂缝多为贯穿的，其位置与沉降方向一致。 2.1.2 按裂缝产生的时间分类根据混凝土裂缝产生的时间划分，可将裂缝分为施工期间出现的裂缝和使用期间出现的裂缝。一、施工期间出现的裂缝1、塑性收缩裂缝大多发生在混凝土初凝后、终凝前。此裂缝多产生于新浇筑的混凝土结构表面，形状规则且长短不一，互不连贯，裂缝较浅。在环境气温高、风速大，气候干燥的情况下易于出现。2、沉降收缩裂缝沉降收缩裂缝多在混凝土浇筑后产生，硬化后停止。多沿结构上表面钢筋通长方向或箍筋上出现，或在预埋件的附近周围出现。裂缝呈菱形，宽度14mm，深度不大，一般延伸至钢筋上表面为止。3、干燥收缩裂缝这类裂缝一般在混凝土浇注后一段时间出现，严重时该裂缝会由表及里，由小到大逐步向结构内部发展，形成贯穿裂缝，一般在薄壁混凝土结构中常出现。4、温度裂缝多发生在混凝土浇注后的硬化过程中，裂缝宽度受温度变化影响较为明显，冬季较宽，夏季较细。5、其他一些施工原因产生的裂缝，如混凝土搅拌、运输、浇注、振捣等工序的疏漏缺陷导致的裂缝，以及模板构造不当、拆模时间过早或方法不当，现场建材的堆放和钢筋绑扎不当，水电预埋管细部处理不当等都可能产生混凝土裂缝。二、使用期间出现的裂缝1、钢筋锈蚀膨胀产生的裂缝钢筋表面出现锈斑、锈片后进一步发展成整个钢筋表面锈蚀，并产生膨胀，与保护层脱离，发生层裂，最后表现为钢筋铁锈进一步膨胀，混凝土本身发生破坏，出现顺筋裂缝，混凝土脱离。2、盐碱类介质及酸性侵蚀气、液体等引起的裂缝盐碱类介质及酸性侵蚀气、液体等引起了混凝土的PH值发生变化，导致了钢筋锈蚀，最终导致混凝土产生裂缝。3、冻融循环造成的裂缝受冻混凝土内部水分结成冰，产生膨胀，膨胀应力较大时，使结构出现裂缝。混凝土表面和内部所含水分的冻结和融化的交替出现，形成了冻融循环。冻融的反复作用，使得混凝土结构出现裂缝，造成建筑构造的严重破坏。4、碱骨料反应引起的裂缝混凝土骨料石子中的活性二氧化硅（SiO2）如白云质石灰岩石子等，与水泥中过量的碱发生的化学反应。这种反应一般在水泥混凝土硬化后进行，反应生成碱性硅酸盐或碳酸盐，体积膨胀，使混凝土产生裂纹并破坏。2.1.3 按裂缝的形状分类混凝土结构中的裂缝按形状可分为： （1）纵向裂缝，多数平行于混凝土构件底面，顺筋分布，主要是由钢筋锈蚀作用引的。（2）横向裂缝，垂直于构件底面，主要是由荷载作用、温差作用引起的。（3）剪切裂缝，主要是由于竖向荷载或震动位移引起的。（4）斜向裂缝、八字形或倒八字形裂缝，常见于混凝土墙体和混凝土梁，主要因地基的不均匀沉降以及温差作用引起。 （5）X形裂缝，常见于框架梁、柱的端头以及墙面上，由于瞬间的机械撞击作用或者震动荷载作用引起。 （6）各种不规则裂缝，如反复冻融或火灾等引起的裂缝。有直缝及不规则形状裂缝，此种裂缝中间宽并且贯通，两头深度较浅，多发生于混凝土楼板。此外，还有因混凝土搅拌或运输时间过长引起的网状裂缝，现浇楼板四角出现的放射状裂缝或板面出现的十字形裂缝等等。2.1.4 按裂缝的发展状态分类根据裂缝所处的运动状态及其发展趋势，可分为：1、稳定裂缝。这种裂缝不影响持久应用，包括两类：一类是在运动过程中可以自愈合的裂缝，常见于一些新建的防水工程中，这是由于裂缝处水泥颗粒在渗漏过程中与水进一步化合，析出Ca（OH）2晶体且部分Ca（OH）2又与溶解在水中的CO2发生碳化反应形成CaCO3结晶，两者形成的凝胶物质将胶合裂缝封闭，从而渗漏停止，裂缝达到自愈。另一类是处于稳定运动中的裂缝，如在周期性荷载作用下产生的周期性扩展和闭合的裂缝。2、不稳定裂缝。这种裂缝将产生不稳定性的扩展，影响结构物的持久使用，应视其扩展部位，采取相应的措施。就这两种裂缝而言，不稳定裂缝对工程结构安全的危害更大。2.2 混凝土裂缝的产生原因如前所述，混凝土裂缝的形式是多种多样的，产生的原因也非常复杂，而非结构性裂缝约占混凝土结构裂缝的80左右，是混凝土结构中的主要裂缝和常见裂缝，因此，本节将对几种主要的非结构性裂缝的产生原因进行浅要分析。2.2.1 收缩裂缝的产生原因分析收缩裂缝是由湿度变化引起的，它占混凝土非结构性裂缝中的主要部分。混凝土是以水泥为主要胶结材料，以天然砂、石为骨料加水拌合，经过浇筑成型、凝结硬化形成的人工石材。在施工中，为保证其和易性，往往加入比水泥水化作用所需的水分多45倍的水。多出的这些水分以游离态形式存在，并在硬化过程中逐步蒸发，从而在混凝土内部形成大量毛细孔、空隙甚至孔洞，造成混凝土体积收缩。此外，混凝土硬化过程中水化作用和碳化作用也会引起混凝土体积收缩。根据有关试验测定，混凝土最终收缩量约为0.040.06。可见，收缩是混凝土固有的物理特性，一般来说，水灰比越大、水泥强度越高、骨料越少、环境温度越高、表面失水越大，则其收缩值越大，也越易产生收缩裂缝。根据收缩裂缝的形成机理与形成时间，工程中常见的收缩裂缝主要有塑性收缩裂缝、沉降收缩裂缝和干燥收缩裂缝三类，此外，还有自身收缩（化学减缩）裂缝和碳化收缩裂缝。（1）塑性收缩裂缝塑性收缩裂缝多产生于新浇混凝土表面，大多产生于混凝土初凝后、终凝前。混凝土表面水分蒸发速度超过其内部初、终凝硬化的速度，致使混凝土表面收缩，但是这种收缩受到结构构件和下层配筋约束而产生的浅层开裂，有时还有收缩与压缩的叠加。裂缝多呈外宽内窄，常见为不规则的多边形或与钢筋方向相互平行，长度从几厘米到几米不等，一般自表面开始，但也可发展成贯穿裂缝。在环境气温高、风速大，气候干燥的情况下易于出现。高性能混凝土特别容易产生这种裂缝。主要成因分析：混凝土浇注后未及时覆盖，表面水分蒸发过快，产生急剧的体积收缩，而此时混凝土强度极低，不能抵抗这种变形应力而导致开裂；水泥用量过多，或使用过量粉砂，或混凝土水灰比过大；使用有渗透性的柔性模板、模板、垫层过于干燥，吸水大；振捣不足。（2）干燥收缩裂缝这类裂缝一般在混凝土浇注一段时间后出现，裂缝多为表面性的，宽度较细，多在0.050.2mm。走向纵横交错，没有规律性。但薄壁混凝土结构中，多沿结构的短方向分布；此外在结构变截面处以及大体积混凝土的平面部位较多见。严重时裂缝会由表及里，由小到大逐步向深部发展，形成贯穿裂缝。主要成因分析：混凝土浇注后养护不当，表面水分散失快，体积收缩大，而内部湿度变化小，收缩也小，因而表面收缩变形受内部混凝土约束出现拉应力，引起混凝土表面开裂；混凝土连续长度较长，整体收缩大；混凝土级配中砂石含泥量大，收缩大，抗拉强度低；混凝土过度振捣，表面形成水泥含量较多的砂浆层，收缩增大。（3）自身收缩裂缝在常温下混凝土构件与环境不发生任何水分交换时所产生的收缩裂缝，自收缩裂缝在高水灰比（W/C0.45）的混凝土中较少，但当水灰比小于0.3时则很常见，其收缩量甚至达到总收缩量的50。主要成因分析：这与高粘结材料在水泥灰浆基体中产生较多细小的收缩孔有关，是由于持续的水化消耗了毛细孔的水造成自身收缩坍塌所致。（4）碳化收缩裂缝这类裂缝在结构表面出现，呈花纹状，无规律性，裂缝一般较浅，深度为16mm，裂缝宽度为0.050.2mm，多发生在混凝土浇注完成后数月或更长时间。主要成因分析：混凝土中的氢氧化钙与空气中的二氧化碳作用生成碳酸钙，引起表面体积收缩，受到结构内部未碳化混凝土的约束而导致表面发生龟裂。2.2.2 温度裂缝的产生原因分析温度裂缝是由于混凝土内外温差或季节气温变化过大而形成的。表面温度裂缝走向无一定规律性，大面积结构温度裂缝常纵横交错。表面温度裂缝常发生在施工期间，宽度受温度变化影响较明显，冬季较宽，夏季较细。主要成因分析：表面温度裂缝多由温差较大引起。特别是大体积混凝土基础浇注后，在硬化期间，水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，使混凝土表面和内部温差较大，当温度产生非均匀的降温差时，将导致混凝土表面急剧的温度变化而产生较大的降温收缩，此时表面受到内部混凝土的约束，将产生较大的拉应力，而混凝土早期抗拉强度很低，因而出现裂缝。2.2.3 沉陷裂缝的产生原因分析沉陷裂缝多属进深或贯穿性裂缝，走向与基础沉陷情况有关，可能出现在结构的上部或下部，一般与地面垂直。较大的贯穿性沉陷裂缝往往上下或左右有一定的差距，裂缝宽度受温度变化影响小，因荷载大小而异，且与不均匀沉降值成比例。主要成因分析：结构、构件下面的地基软硬不均，或者存在松软土，未经夯实和必要的加固处理，混凝土浇注后，地基局部产生不均匀沉降而引起裂缝；结构各部荷载悬殊，未作必要的加强处理，混凝土浇注后因地基受力不均，产生不均匀下沉，造成结构应力集中而导致裂缝；模板刚度不足，模板支撑不牢，支撑间距过大或支撑在松软土上，以及过早拆模，也常导致不均匀沉陷裂缝出现；冬季施工时模板支架支承在冻土层上，若上部结构未达到规定强度，地层化冻下沉，使结构下垂或产生裂缝。3 混凝土裂缝的预防措施及处理技术由于裂缝的产生是由材料的特性导致的，在混凝土结构中普遍存在且危害较大，因此，要对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待，并在施工中采取各种有效的措施来预防裂缝的出现和发展。下面首先阐述混凝土结构中几种常见裂缝的预防措施。3.1 混凝土结构裂缝的预防措施3.1.1 干缩及塑性收缩裂缝的预防措施在实际工程中，混凝土因收缩而引起的裂缝是最常见的。在混凝土收缩种类中，塑性收缩和干缩是发生混凝土体积变形的主要原因。为预防混凝土干缩裂缝，应采取以下主要措施：（1）、选用收缩量较小的水泥，一般采用中低热水泥和粉煤灰水泥，降低混凝土中的水泥用量。（2）、)混凝土的干缩受水灰比的影响较大，水灰比越大，干缩越大，因此在混凝土配合比设计时，在保证混凝土强度以及工程成本允许的前提下，应尽量控制好水灰比的数值，必要时可掺加合适的减水剂以改善混凝土的工作性能4。（3）、经过试验室配合比设计后，应根据工地实际原材料情况严格控制混凝土搅拌和施工中的配合比，尤其应该注意砂!石粗细骨料的含水率，以及其他原材料上的一些变化，控制好混凝土的用水量使之不能大于配合比设计所给定的用水量。(4)、加强混凝土的早期养护，并适当延长混凝土的养护时间。大体积混凝上的养护是一项关键的工作，必须切实做好。对于大体积混凝土而言，由于水化放热会使温度持续升高，在升温的一段时间内应加强散热当混凝土处于降温阶段则要保温覆盖以减小内表温差。对混凝土进行养护的主要目是保持适宜的温度和湿度条件，混凝土的保温措施常常也起到保湿的效果，因此兼收两方面的效果。(5)、采用合理的浇筑工艺：分层施工法，在施工工期允许的前提下，大体积混凝土施工进可采用薄层混凝土浇捣施工；设置施工缝，在工程结构中，可经过合理的设计分析以及工程实践在保证工程质量和施工方便的前提下为混凝土结构留设施工缝，留设施工缝可以给混凝土的收缩留置一定的余地，减少对混凝土收缩的约束，对于预防混凝土产生裂缝有一定的作用；设置后浇带，设置后浇带进行施工是将混凝土工程分段施工，再把温度和收缩应力分割成二部分；配置构造筋，除了在施工过程中采取各种有效措施减小大体积混凝土的温度应力的同时，我们在设计方面要重视合理的配置构造筋，从而在事先对温度应力就有了控制5。为预防混凝土塑性收缩裂缝，应采取以下主要措施：（1）、选用干缩值较小早期强度较高的硅酸盐或普通硅酸盐水泥。（2）、严格控制混凝土水灰比，再掺加高效减水剂来增加混凝土工作性能上的问题，在施工过程中进行严格的控制，不允许随便向混凝土中加水，尽量减少混凝土中水泥及水的用量。（3）、浇筑混凝土之前，将基层和模板浇水均匀湿透，防止在浇筑混凝土后，由于基层或模板较为干燥，从混凝土内吸收水分而使混凝土产生塑性收缩。（4）、在混凝土浇筑完成后，应及时在混凝土结构表面覆盖塑料薄膜或者潮湿的草垫、麻片等，使混凝土在终凝前保持表面湿润，或者在混凝土表面喷洒养护剂等进行养护，具体养护方式应该根据混凝土结构具体情况、施工条件以及工程周围的环境进行合适的选择6。（5）、在高温和大风天气要设置遮阳和挡风设施，及时养护。3.1.2 温度裂缝的预防措施1、设计控制措施随着高层建筑和超高层建筑的不断出现，大体积混凝土的强度日益增大，出现C40-C50等高强混凝土，设计强度过高，水泥用量大，水化热量高。应尽可能选用强度等级低的混凝土，充分利用后期强度。在设计方面主要采用的预防措施有：选择适宜龄期配合比，大型工程考虑到建设周期长的特点，在保证基础有足够强度，满足使用要求的前提下，可以利用混凝土R60或R90的后期强度，这样可以减少混凝土中的水泥用量，以降低混凝土浇注砌体的温度升高；有效降低水泥用量，采用降低水泥用量的方法来降低混凝土的绝对温升值，可以使混凝土浇筑后的内外温差和降温速度控制的难度降低，也可降低保温养护的费用。用于大体积混凝土的强度在C25-C35的范围内选用，水泥用量最好不超过380kg/m3；增设抗裂钢筋或暗梁，大体积混凝土基础除满足承载力要求外，还应增配承受因水泥水化热引起的温度应力及控制裂缝开裂的钢筋，以控制裂缝。一般情况，当板的厚度大于2米时，除应沿板的上、下表面布置纵、横方向的钢筋外，尚应沿板的厚度方向间距不超过lm设置与板面平行的构造钢筋网片，其直径宜为l2l6，间距宜为100150mm7。2、施工控制措施（1）、合理选用混凝土原材料和配合比按照混凝土设计强度要求合理选择原材料、优化混凝土配合比使混凝土的绝热温升较小、抗拉强度较大、极限拉伸变形能力较大、线膨胀系数较小。具体是：采用低水化热、高强度水泥，以降低水泥水化热，提高混凝土的抗裂能力。所用的水泥应进行水化热测定，水泥水化热测定按现行国家标准水泥水化热实验方法（直接法）测定，要求配制混凝土所用水泥7d的水化热不大于25kJ/kg；为减少水泥用量，优先采用52.5R、42.5R普通硅酸盐水泥等高标号水泥。选用低热水泥，减少水化热，降低混凝土的温升值。并尽量选用后期强度（90或120d）进行配合比设计，降低水泥用量，并延缓温峰值。在满足设计强度和混凝土可泵性的前提下，将42.5R水泥用量控制在450kg/m3，52.5R水泥用量控制在360kg/m3，以降低混凝土最高温升，降低混凝土所受的拉应力8。采用导热性好、线膨胀系数小、级配合理的骨料，减少混凝土温度应力。根据结构最小断面尺寸和泵送管道内径。选择合理的最大粒径，尽可能选用较大的粒径。例如5-40mm粒径(其中520mm级配含量55左右)可比5-25mm粒径的碎石或卵石混凝土可减少用水量6-8kg/m3，降低水泥用量15kg/m3，因而减少泌水收缩和水化热。要优先选用天然连续级配的粗集料，使混凝土具有较好的可泵性，减少用水量、水泥用量，进而减少水化热。细集料以采用级配良好的中砂为宜。选用优质外加剂，控制水灰比。混凝土中掺人一定数量优质粉煤灰不但能代替部分水泥，而且粉煤灰颗粒呈球状具有滚动效应，起到润滑作用；可改善混凝土拌和物的流动性、粘聚性、保水性；并且能够补充泵送混凝土中粒径在0.315mm 以下的细集料达到占15的要求，从而改善了可泵性。（2）、延缓混凝土降温速度选择较适宜的气温浇筑大体积混凝土，尽量避开在炎热天气浇筑。同时，掺加相应的缓凝型减水剂。大体积混凝土浇筑后为了减少升温阶段内外温差，防止产生裂缝，应给予正当的保温养护和潮湿养护。对混凝土进行保温、保湿养护，可使混凝土水化热降温速度延缓，减少结构内外温差，防止产生过大的温度应力和温度裂缝。应当采用长时间的养护，规定合理的拆模时间，延缓降温时间和速度，充分发挥混凝土的“应力松弛效应”。另外，合理安排施工工序，控制混凝土在浇筑过程中均匀上升，避免混凝土拌合物堆积过大。在结构完成后及时回填土，避免其侧面长期暴露。（3）、改进混凝土施工工艺首先，进行原材料降温，根据混凝土搅拌前后总热量相等原理，混凝土的出机温度与原材料的温度成正比，为此对原材料采用降温措施十分必要且效果明显。为了防止太阳直接照射，在砂石堆场搭设遮阳棚。将矿场石子利用井水连续浇水可大大降低石子温度且可预先吸收水分，减少混凝土坍落度损失，降低了出机温度从而使得入模温度人为降低。其次，严格控制混凝土入模温度，大体积混凝土最好选在春秋季施工，以降低混凝土入模温度。如果确需在夏季高温施工，最好采取有效措施降低混凝土入模温度。浇筑混凝土时最好不要让混凝土在太阳下直接爆晒。混凝土拌制前应保证水泥库通风良好，并对碎石洒水降温，自来水预先放入地下蓄水池中降温。对混凝土运输机具进行保温防晒等措施，降低混凝土的拌合温度，控制混凝土的入模温度在25以内。如果在低温季节施工，混凝土的入模温度不宜低于10。拌合混凝土时，可根据当时的气温变化，调整拌制用水温度，如采用热水拌制，水温不应高于809。再次，控制混凝土浇筑温度，紧密配合施工进度，确保混凝土连续均匀供应。混凝土输送管外壁四周用麻袋包裹并在其上覆盖草包并淋水、降温，防止混凝土在输送过程中引起温度升高。采取分层均匀浇筑，错开层与层之间浇筑推进时间以利下层混凝土散热。由于泵送混凝土浆体相对较多，在浇筑平整后用直尺刮均匀，避免浆体集中积聚。3.1.2 沉陷裂缝及其他裂缝的预防措施针对沉陷裂缝，分析其成因应作出一下预防措施：结构及构件下面的地基若存在软硬不均匀或者有松软土存在的应该进行夯实和比较的加固处理，防止混凝土浇筑完成以后产生不均匀的沉降引起裂缝的产生；针对结构承受荷载较大的部位进行加固处理，防止由于结构荷载悬殊过大殷勤地基受力不均，产生沉降，造成应力集中导致裂缝产生；选择合适的模板，以满足刚度的需求，同时合理设计模板支撑间距 ，使基础均匀受力，防止受力不均产生沉陷导致裂缝产生；对混凝土进行充分的养护，使上部结构达到规定的强度。另外，施工中由于混凝土工作性能不好，也可能是造成混凝土结构产生裂缝的一个原因。为避免混凝土质量不良造成的裂缝，应采取以下措施：选择合适水泥并严格控制水泥用量优先采用P.O42，5水泥等高标号水泥，以减少水泥用量；严格控制骨料级配和含泥量选用连续级配碎石，细度模数2.80一3.00的中砂(通过0.315n凹筛孔的砂不少于15%，砂率控制在40%一45%)，砂、石含泥量控制在1%以内，并不得混有有机质等杂物，杜绝使用海砂；选择适当外加剂可根据设计要求，混凝土中掺加一定用量外加剂，如防水剂、膨胀剂、减水剂、缓凝剂等外加剂；选择优化配合比选用良好级配的骨料，严格控制砂石质量，降低水灰比，并在混凝土中掺加粉煤灰和外加剂等，以降低水泥用量，减少水化热，以降低混凝土温升，从而可以降低混凝土所受的拉应力；采用切实可行的施工工艺，根据泵送大体积混凝土的特点，采用“分段定点，一个坡度，薄层浇筑，循序推进，一次到顶”的方法；严格控制混凝土入模温度大体积最好选在春秋季施工，以降低入模温度，即在夏季施工最好采取有效措施降低入模温度，再者浇筑混凝土时最好不要让混凝土在太阳下直接爆晒10。3.2 混凝土结构裂缝的处理技术裂缝不但会影响结构的整体性和刚度，还会降低混凝土的耐久性和抗疲劳、抗渗能力，因此在实际工程中，应根据裂缝的性质和实际情况区别对待，及时处理，以保证建筑物的安全。混凝土结构裂缝的修补措施主要有以下几种方法：表面封闭法，灌浆、嵌缝封堵法，结构加固法，混凝土置换法等等。3.2.1 表面封闭法表面修补法是一种简单、常见的修补方法，它主要适用于稳定和对结构承载能力没有影响的表面裂缝以及深进裂缝的处理通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料，在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂，通常可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。（1）、表面涂抹水泥砂浆将裂缝附近的混凝土表面凿毛，或沿深进裂缝凿成1520mm、宽150200mm的凹槽，用钢丝刷配以高压水清洗并洒水湿润，然后刷一层水泥砂浆，再用1:(1一2)水泥砂浆分2一3层涂抹，总厚度控制在1020rnm左右，并用铁抹压密抹光。有防水要求时应用水泥净浆(厚度2mm)及1:2的水泥砂浆(厚度4一5mm)交替抹压3一5遍，以形成刚性防水层。涂抹3一5遍后进行覆盖，并洒水养护。在水泥砂浆中掺入重量为水泥重量的1%一2%的氯化铁防水剂，可起到促凝和提高防水性能的作用。为了使砂浆和混凝土表面结合良好，抹光后的砂浆面上应覆盖塑料薄膜，并使用支撑模板顶紧挤压11。（2）、表面涂抹环氧胶泥对于数量不多又不集中、缝宽0.1mm的裂缝可采用此方法处理。待修补裂缝的50100，mm宽范围内应用钢丝刷、砂纸、毛刷清除干净并使其干燥，油污可用二甲苯和丙酮擦洗一遍，若表面湿润，应用喷灯烤干燥、预热，以保证环氧胶泥与混凝土粘结良好，若基层难以干燥，则用环氧煤焦油胶泥(涂料)涂抹。涂抹时，用毛刷或刮板均匀蘸取胶泥，涂刮在裂缝表面12。3.2.2 灌浆、嵌缝封堵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，它是利用压力设备将胶结材料压入混凝土的裂缝中，胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体，从而起到封堵加固的目的。常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酷、聚氨醋等化学材料。嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法，它通常是沿裂缝凿槽，在槽中嵌填塑性或刚性止水材料，以达到封闭裂缝的目的常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等等；常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。3.2.3 结构加固法及混凝土置换法当裂缝影响到混凝土结构的性能时，就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中常用的主要有以下几种方法:加大混凝土结构的截面面积，在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法，此方法是先将损坏的混凝土剔除，然后再置换入新的混凝土或其他材料。常用的置换材料有: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。4 工程实例分析4.1工程概述河南郑州刘江立交桥是连接京珠国道和连霍国道的特大型立交桥。位于郑州东北部，号称“亚洲第一立交桥”，刘江互通式立交桥位于黄河二桥南岸，连接京珠和连霍两条高速公路，总占地面积1539亩，总投资283亿元。该立交桥上下三层，其中南北长295千米、东西长385千米，正线为双向八车道。该桥在2004年10月1日正式通车。占地面积亚洲最大的刘江互通式立交桥正式合龙，标志着国家“五纵七横”国道主干线由此将联成一体。4.2裂缝状况分析刘江立交投入使用至今已二十余年。由于该多年来在冬季撒布盐水除冰及超重车辆等多种因素的影响下，桥梁结构存在众多病害，其中桥梁混凝土的裂缝问题是众多病害的主要问题之一，混凝土开裂可以说是钢混结构的“常发病”和“多发病”，经常困扰着桥梁工程技术人员。通过刘江立交桥预制小箱梁桥跨结构荷载试验测试结果可知，在试验荷载作用下，该梁跨中梁底纵向应力实测值大于理论计算值，最大比值为1.65，其原因可能是由于原来施工质量不佳，未达到设计强度，另一方面结构存在裂缝，使其有效截面减小;纵向现浇板的受力测试结果表明，现浇板中心测点的横向应力实测值远远大于理论值，现浇板接缝两侧的横向应力实测值远远小于理论值。经现场观察，现浇板中心存在纵向裂缝，预制板与现浇板接缝存在较大裂缝，使得该处难以成为连续板，接缝两侧应力被裂缝释放，可见，桥面板受力已明显不满足设计要求，故而全桥桥面板实际开裂破坏严重。4.3 裂缝的处理4.3.1 表面处理法表面处理法包括表面涂刷法、