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混凝土裂缝成因与控制点击数： 6400 更新时间：2004-8-4郑刚陈爱新张海祥王士超混凝土的裂缝是建筑工程中较普遍存在的问题。下面就混凝土裂缝的成因与控制谈谈我们的看法。一、裂缝的成因裂缝产生的形式和种类很多，要根本解决混凝土中裂缝问题，还是需要从混凝土裂缝的形成原因人手。正确判断和分析混凝土裂缝的成因是有效地控制和减少混凝土裂缝产生的最有效的途径。(一)设计原因1设计结构中的断面突变而产生的应力集中所产生的构件裂缝。2设计中对构件施加预应力不当，造成构件的裂缝(偏心、应力过大等)。3设计中构造钢筋配置过少或过粗等引起构件裂缝(如墙板、楼板)。4设计中未充分考虑混凝土构件的收缩变形。5设计中采用的混凝土等级过高，造成用灰量过大，对收缩不利。(二)材料原因1粗细集料含泥量过大，造成混凝土收缩增大。集料颗粒级配不良或采取不恰当的间断级配，容易造成混凝土收缩的增大，诱导裂缝的产生。2骨料粒径越细、针片含量越大，混凝土单方用灰量、用水量增多，收缩量增大。3混凝土外加剂、掺和料选择不当、或掺量不当，严重增加混凝土收缩。4水泥品种原因，矿渣硅酸盐水泥收缩比普通硅酸盐水泥收缩大、粉煤灰及矾土水泥收缩值较小、快硬水泥收缩大。5水泥等级及混凝土强度等级原因：水泥等级越高、细度越细、早强越高对混凝土开裂影响很大。混凝土设计强度等级越高，混凝土脆性越大、越易开裂。(三)混凝土配合比设计原因1设计中水泥等级或品种选用不当。2配合比中水灰比(水胶比)过大。3单方水泥用量越大、用水量越高，表现为水泥浆体积越大、坍落度越大，收缩越大。4配合比设计中砂率、水灰比选择不当造成混凝土和易性偏差，导致混凝土离淅、泌水、保水性不良，增加收缩值。5配合比设计中混凝土膨胀剂掺量选择不当。(四)施工及现场养护原因1现场浇捣混凝土时，振捣或插入不当，漏振、过振或振捣棒抽撤过快，均会影响混凝土的密实性和均匀性，诱导裂缝的产生。2高空浇注混凝土，风速过大、烈日暴晒，混凝土收缩值大。3对大体积混凝土工程，缺少两次抹面，易产生表面收缩裂缝。4大体积混凝土浇注，对水化计算不准、现场混凝土降温及保温工作不到位，引起混凝土内部温度过高或内外温差过大，混凝土产生温度裂缝。5现场养护措施不到位，混凝土早期脱水，引起收缩裂缝。6现场模板拆除不当，引起拆模裂缝或拆模过早。7现场预应力张拉不当(超张、偏心)，引起混凝土张拉裂缝。(五)使用原因(外界因素)1构筑物基础不均匀沉降，产生沉降裂缝。2使用荷载超负。3野蛮装修，随意拆除承重墙或凿洞等，引起裂缝。4周围环境影响，酸、碱、盐等对构筑物的侵蚀，引起裂缝。5意外事件，火灾、轻度地震等引起构筑物的裂缝。二、裂缝的控制措施(一)设计方面1设计中的抗与放。在建筑设计中应处理好构件中抗与放的关系。所谓抗就是处于约束状态下的结构，没有足够的变形余地时，为防止裂缝所采取的有力措施，而所谓放就是结构完全处于自由变形无约束状态下，有足够变形余地时所采取的措施。设计人员应灵活地运用抗一放结合、或以抗为主、或以放为主的设计原则。来选择结构方案和使用的材料。2设计中应尽量避免结构断面突变带来的应力集中。如因结构或造型方面原因等而不得以时，应充分考虑采用加强措施。3积极采用补偿收缩混凝土技术：在常见的混凝土裂缝中，有相当部分都是由于混凝土收缩而造成的。要解决由于收缩而产生的裂缝，可在混凝土中掺用膨胀剂来补偿混凝土的收缩，实践证明，效果是很好的。4重视对构造钢筋的认识：在结构设计中，设计人员应重视对于构造钢筋的配置，特别是于楼面、墙板等薄壁构件更应注意构造钢筋的直径和数量的选择。5对于大体积混凝土，建议在设计中考虑采用60天龄期混凝土强度值作为设计值，以减少混凝土单方用灰量，并积极采用各类行之有效的混凝土掺合料。(二)材料选择和混凝土配合比设计方面1根据结构的要求选择合适的混凝土强度等级及水泥品种、等级，尽量避免采用早强高的水泥。2选用级配优良的砂、石原材料，含泥量应符合规范要求。3积极采用掺合料和混凝土外加剂。掺合料和外加剂目标已作为混凝土的第五、六大组份，可以明显地起到降低水泥用量、降低水化热、改善混凝土的工作性能和降低混凝土成本的作用。4正确掌握好?昆凝土补偿收缩技术的运用方法。对膨胀剂应充发考虑到不同品种、不同掺量所起到的不同膨胀效果。应通过大量的试验确定膨胀剂的最佳掺量。5配合比设计人员应深入施工现场，依据施工现场的浇捣工艺、操作水平、构件截面等情况，合理选择好混凝土的设计坍落度，针对现场的砂、石原材料质量情况及时调整施工配合比，协助现场搞好构件的养护工作。(三)现场3-T-操作方面1浇捣工作：浇捣时，振捣捧要快插慢拔，根据不同的混凝土坍落度正确掌握振捣时间，避免过振或漏振，应提倡采用二次振捣、二次抹面技术，以排除泌水、混凝土内部的水分和气泡。2混凝土养护：在混凝土裂缝的防治工作中，对新浇混凝土的早期养护工作尤为重要。以保证混凝土在早期尽可能少产生收缩。主要是控制好构件的湿润养护，对于大体积混凝土，有条件时宜采用蓄水或流水养护。养护时间为1428天。3混凝土的降温和保温工作：对于厚大体积混凝土，施工时应充分考虑水泥水化热问题。采取必要的降温措施(埋设散热孔、通水排热等)，避免水化热高峰的集中出现、降低峰值。浇捣成型后，应采取必要的蓄水保温措施，表面覆盖薄膜、湿麻袋等进行养护，以防止由于混凝土内外温差过大而引起的温度裂缝。4避免在雨中或大风中浇灌混凝土。5对于地下结构混凝土，尽早回填土，对减少裂缝有利。6夏季应注意混凝土的浇捣温度，采用低温人模、低温养护，必要时经试验可采用冰块，以降低混凝土原材料的温度。综上所述，对于混凝土裂缝的控制是一个综合性的问题，需要经过设计、监理、施工及使用方等多方面的配合。随着当今我们对混凝土耐久性研究的不断深入，材料科学的不断发展和建筑技术水平的不断提高，相信混凝土裂缝问题将会逐渐得以圆满地解决。 地下空间结构裂缝控制与防水新技术发布日期：2005-12-1321:04:59作者：出处：摘要： 本文分析建筑结构裂缝产生的各种原因，提出从材料、设计施工和维护方面控制裂缝的技术措施。介绍我国现行防水技术规范；新型防水材料及其应用技术。 关键词： 地下空间结构 裂缝控制 防水新技术一、前言钢筋砼结构出现裂缝是不可避免的，在保证结构安全和耐久性的前提下，裂缝是人们可接受的材料特征。近十多年来，随着钢筋砼结构的长大化和复杂化，以及商品砼的大量推广和砼强度等级的提高，结构裂缝出现机率大大增加，有些已危及结构的安全性和耐久性，有的地下工程裂渗已影响其使用功能。建设部对此十分重视，召开多次学术研讨会，工程界各方专家提出许多技术措施，认为控制裂缝是个系统工程。针对地下工程裂渗比较普遍的现象，我国研制许多新型防水材料，建设部提出今后主要开发应用环保型的中、高档防水材料，刚柔结合，全面提高我国防水工程的质量和耐久性。本人根据长期的科学研究和大量工程实践，提出钢筋砼结构裂缝控制和防水一些新技术，供工程界参考，不妥之处请指正。二、结构裂缝产生的原因结构裂缝产生的原因很复杂，根据国内外的调查资料，引起裂缝有两大类原因，一种由外荷载（如静、动荷载）的直接应力和结构次应力引起的裂缝，其机率约20%；一种是结构因温度、膨胀、收缩、徐变和不均匀沉降等因素由变形变化引起的裂缝，其机率约80%。裂缝发生与材料、设计、施工和维护有关，现作以下分析。（一）材料缺陷在变形裂缝中收缩裂缝占有80%的比例，从砼的性质来说大概有：1干燥收缩研究表明，水泥加水后变成水泥硬化体，其绝对体积减小。每100克水泥水化后的化学减缩值为79ml，如砼水泥用量为350kg/m3，则形成孔缝体积约2530L/m3之巨。这是砼抗拉强度低和极限拉伸变形小的根本原因。研究表明，每100克水泥浆体可蒸发水约6ml，如砼水泥用量为350kg/m3，当砼在干燥条件下，则蒸发水量达21L/m3。毛细孔缝中水逸出产生毛细压力，使砼产生“毛细收缩”。由此引起水泥砂浆的干缩值为0.10.2%；砼的干缩值为0.040.06%。而砼的极限拉伸值只有0.010.02%，故易引起干缩裂缝。2温差收缩水泥水化是个放热过程，其水化热为165250焦尔/克，随砼水泥用量提高，其绝热温升可达5080。研究表明，当砼内外温差10时，产生的冷缩值c=T/=10/110-5=0.01%，如温差为2030时，其冷缩值为0.020.03，当其大于砼的极限拉伸值时，则引起结构开裂。3塑性收缩砼初凝之前出现泌水和水份急剧蒸发，引起失水收缩，此时骨料与水泥之间也产生不均匀的沉缩变形，它发生在砼终凝之前的塑性阶段，故称为塑性收缩。其收缩量可达1左右。在砼表面上，特别在抹压不及时和养护不良的部位出现龟裂，宽度达12mm，属表面裂缝。水灰比过大，水泥用量大，外加剂保水性差，粗骨料少，振捣不良，环境温度高，表面失水大等都能导致砼塑性收缩而发生表面开裂现象。4自生收缩密封的砼内部相对湿度随水泥水化的进展而降低，称为自干燥。自干燥造成毛细孔中的水分不饱和而产生负压，因而引起砼的自生收缩。高水灰比的普通砼（OPC）由于毛细孔隙中贮存大量水分，自干燥引起的收缩压力较小，所以自生收缩值较低而不被注意。但是，低水灰比的高性能砼（HPC）则不同，早期强度较高的发展率会使自由水消耗较快，以至使孔体系中的相对湿度低于80%。而HPC结构致密，外界水泥很难渗入补充，在这种条件下开始产生自干收缩。研究表明，龄期2个月水胶比为0.4的HPC，自干收缩率为0.01%，水胶比为0.3的HPC，自干收缩率为0.02%。HPC的总收缩中干缩和自收缩几乎相等，水胶比越小自收缩所占比例越大。由此可知，HPC的收缩性与OPC完全不同，OPC以干缩为主，而HPC以自干收缩为主。问题的要害是：HPC自收缩过程开始于水化速率处于高潮阶段的头几天，湿度梯度首先引发表面裂缝，随后引发内部微裂缝，若砼变形受到约束，则进一步产生收缩裂缝。这是高标号砼容易开裂的主要原因之一。5减水剂的影响人们发现，自八十年代中期推广商品（泵送）砼以来，结构裂缝普遍增多，这是为什么呢？除了与砼的水泥用量和砂率提高有关外，人们忽视了减水剂引起的负面影响。例如过去干硬性及预制砼的收缩变形约为4610-4，而现在泵送砼收缩变形约为68104，使得砼裂缝控制的技术难度大大增加。研究表明，在砼配合比相同情况下，掺入减水剂的坍落度可增加100150mm，但是它与基准砼的收缩值相比，却增加120130%（见图1）。所以，在砼减水剂规范GB138076-97中规定掺减水剂的砼与基准砼的收缩比135%。研究表明，掺入不同类型的减水剂砼的收缩比是不相同的，一般是：木钙减水剂萘磺酸盐减水剂三聚氰胺减水剂氨基磺酸减水剂聚丙烯酸减水剂。这说明商品砼浇筑的结构开裂机率大与减水剂带来负面影响有关。其机理尚不清楚。以上是从水泥砼物理化学特性分析其各种收缩现象，早期塑性收缩会导致结构出现表面裂缝，砼进入硬化阶段后，砼水化热使结构产生温差收缩和干燥收缩（包括自干收缩），这是诱发裂缝的主要原因。近十年大量使用商品砼开裂增加，除与单方砼水泥和掺合料用量增加外，减水剂增加砼收缩值变形的负面影响也是一个重要因素。6砼后期膨胀出现裂缝，主要是：（1）水泥中游离CaO过高，Ca(OH)2体积膨胀所致；（2）水泥中MgO过高，Mg(OH)2体积膨胀所致；（3）水泥和外加剂碱含量过高，与集料中活性硅等发生碱-集料反应所致；（4）有害离子Cl-、SO4=、Mg+等侵入砼内部，导致钢筋锈蚀或形成二次钙矾石膨胀破坏所致。7结构物在任意内应力作用下，除瞬间弹性变形外，其变形值随时间的延长而增加的现象称为徐变变形。砼拉徐变时对抗裂有利，一般可以提高钢筋砼极限拉伸值50左右。而砼压徐变很小，一般把收缩变形与徐变变形的计算一并加以考虑。砼收缩经验公式很多，但是，实际工程所处条件变化较多。一般采用如下任意时间砼收缩计算公式。y(t)=3.2410-4(1-e-0.01t)M1.M2Mn式中M1.M2Mn为水泥品种、骨料，水灰比、温度、养护和不同配筋率等修正系数。其中不同配筋率的修正系数见表1。也即限制收缩与自由收缩之比，随配筋率提高而减小。表配筋率（）0.00 0.150.200.250.300.400.50修正系数1.00 0.680.610.550.500.430.40（二）设计问题钢筋砼结构是由砼和钢筋共同承担极限状态的承载力，结构设计师根据地基情况，静、动荷载、环境因素、结构耐久性等控制荷载裂缝。这里不作讨论。从国内外有关规范可知，对结构变形作用引起的裂缝问题，客观上存在两类学派：第一类，设计规范规定很灵活，没有验算裂缝的明确规定，设计方法留给设计人员自由处理。基本上采取“裂了就堵、堵不住就排”的实际处理手法。第二类，设计规范有明确规定，对于荷载裂缝有计算公式并有严格的允许宽度限制。对于变形裂缝没有计算规定，只按规范留伸缩缝，即留缝就不裂的设计原则。大量工程实践证明，留缝与否，并不是决定结构变形开裂与否的唯一条件，留缝不一定不裂，不留缝不一定裂，是否开裂与许多因素有关。我们认为，控制裂缝应该防患于未然，首先尽量预防有害裂缝，重点在防。我国结构工程向长大化、复杂化发展，砼设计强度等级向C40C60发展，设计师多注重结构安全，而对变形裂缝控制考虑不周，这也是结构裂缝发生增多的原因之一。（三）施工管理问题砼配合比设计是否科学合理，水泥与外加剂是否相适应，砂石级配及其含泥量是否符合规范要求，砼坍落度控制是否合理，这些都影响到砼的质量及其收缩变形。砼浇筑震捣不均匀密实，施工缝和细部处理马虎，会带来结构开裂的后患；过震则使浮浆过厚，抹压又不及时，则砼表面出现塑性裂缝，十分难看。边墙拆摸板过早（13d），砼水化热正处于高峰，内外温差最大；砼易“感冒”开裂。砼养护十分重要，但许多施工单位忽视这一环节，尤其是墙体和柱梁的保温保湿养护不到位，容易产生收缩裂缝。某些露天构筑物尽管当地湿度很大，但由于吹风影响，加速了砼水分蒸发速度，亦即增加干缩速度，容易引起早期表面裂缝，风速对水分蒸发速度的影响见表2。这也许是夏季比秋冬季，南方比北方出现结构裂缝较多的原因。从已建工程调查中发现，底板养护较好，出现裂缝概率较低，而底板上外墙裂缝概率很高约占80，这与保温保湿养护不足有很大关系。除上述技术因素外，施工管理不严，赶进度，偷工减料，工人素质差，施工马虎等也是造成结构裂缝的人为因素。（四）对维护缺乏认识我们发现不少结构是在浇筑完36个月，甚至在12年内出现裂缝。除荷载问题外，主要是环境温度和风速引起的收缩变形所致。有些地下室不及时复土；上部结构不及时做好封闭；出入口长期敞开，屋面防水层破坏不及时修补等。这些与施工和业主对结构维护缺乏认识有关。钢筋砼结构与其他物件一样都存在“热胀冷缩”的特征，尤其超长结构更为明显，所以，应重视已浇结构的保温保湿维护工作。三、有害裂缝与无害裂缝裂缝按其形状分为表面的、贯穿的、纵向的和横向的等等。裂缝形状与结构受力状态有直接关系。裂缝分为愈合、闭合、运动、稳定的及不稳定的等。例如宽度0.10.2mm裂缝，开始有些渗漏，水通过裂缝同水泥结合，形成氢氧化钙和C-S-H凝胶，经一段时间裂缝自愈不渗了。有的裂缝在压应力作用下闭合了。有的裂缝在周期性温差和周期性反复荷载作用下产生周期性的扩展和闭合，称为裂缝的运动，但这是稳定的运动。有些裂缝产生不稳定的扩展，视其扩展部位，应考虑加固措施。根据国内外设计规范及有关试验资料，砼最大裂缝宽度的控制标准大致如下：无侵蚀介质无防渗要求，0.30.4mm。轻微侵蚀，无防渗要求，0.20.3mm。严重侵蚀，有防渗要求，0.10.2mm。判断裂缝有害还是无害，首先视它是否有害结构安全和耐久性，其次是否影响使用功能（如防水，防潮）。例如地下和水工工程，小于0.10.2mm裂缝视为无害裂缝，作简单表面封闭即可，再作柔性防水层就更保险了。楼面裂缝0.30.4mm，对结构是安全，视为无害裂缝，可不作处理。对于受力的梁、柱，涉及结构安全，裂缝要妥当处理。既然变形裂缝一般不影响承载力，但它防水问题就值得研究了，根据工程调查，由裂缝引起的各种不利后果中，渗漏水占60。水分子的直径约0.310-6mm，可穿过任何肉眼可见的裂缝，从理论上讲防水结构物是不允许裂缝的，但实际情况不是这样，工程实践表明，裂缝宽0.2mm，开始漏水量5L/h，一年后只有10mL/h，这说明裂缝逐渐自愈。当然，对有渗水裂缝要及时处理，这并不是难题。工程实践表明，结构裂缝的发生的原因很复杂，也是不可避免的。如对建筑物抗裂要求过严，必将付出巨大的经济代价。科学的要求应是将其有害程度控制在允许范围内。这些关于裂缝的预测、预防和处理工作，统称之为“建筑物的裂缝控制”。我国科技界和工程界正在不断探索，有许多成功经验值得借鉴。 泵送混凝土施工裂缝的成因和防治发布日期：2006-2-822:20:44作者：未知出处：不详摘要：泵送混凝土不仅应能改善混凝土的施工性能，对薄壁密筋结构少振捣或不振捣施工，而且应能减少收缩、防止裂缝、提高抗渗性、改善耐久性。但是某些工程表明，泵送混凝土强度不足、凝结异常时有发生，特别是裂缝普遍存在，在一定程度上影响结构的抗渗性和耐久性，值得引起足够的重视，本文重点分析其产生原因，找出防止裂缝的措施。 关键词：泵送 混凝土 施工裂缝 成因 防治泵送混凝土不仅应能改善混凝土的施工性能，对薄壁密筋结构少振捣或不振捣施工，而且应能减少收缩、防止裂缝、提高抗渗性、改善耐久性。但是某些工程表明，泵送混凝土强度不足、凝结异常时有发生，特别是裂缝普遍存在，在一定程度上影响结构的抗渗性和耐久性，值得引起足够的重视，本文重点分析其产生原因，找出防止裂缝的措施。 1泵送混凝土的特点 1.1原材料和配合比 1.1.1水泥用量较多强度等级C20C60范围为350550kg/m3。 1.1.2超细掺合料时有添加为改善混凝土性能，节约水泥和降低造价，混凝土中掺加粉煤灰、矿渣、沸石粉等掺合料。 1.1.3砂率偏高、砂用量多为保证混凝土的流动性、粘聚性和保水性 ，以便于运输、泵送和浇筑，泵送混凝土的砂率要比普通流动性混凝土增大砂率6%以上，约为3845%。 1.1.4石子最大粒径为满足泵送和抗压强度要求，与管道直径比12.5(卵石)、13(碎石)14、15。1.1.5水灰比宜为0.40.6水灰比小于0.4时，混凝土的泵送阻力急剧增大；大于0.6时，混凝土则易泌水、分层、离析，也影响泵送。1.1.6泵送剂 多为高效减水剂复合以缓凝剂、引气剂等，对混凝土拌合物流动性和硬化混凝土的性能有影响，因而对裂缝也有影响。 1.2工艺 a混凝土拌制在搅拌站(楼)进行，原材料计量准确，搅拌均匀，但也偶有失控情况。 b多数搅拌站未设细掺合料、粉状泵送剂、粉状膨胀剂称量和料仑，采用人工或容积法，使计量与分散存在问题，影响混凝土的均匀性。 c当混凝土拌合物过乾、过稀，运输时间过长、停留时间过长且未进行搅拌均匀前入泵时，混凝土拌合物乾稀不匀。 d每个运输车中混凝土的坍落度相差过大，加入泵车内输送时，会浇筑的混凝土均匀性变坏。 e混凝土浇筑后振捣不足、振捣过度，特别是面积系数很大的板材，采用振捣棒密实不均匀。 f大体积混凝土施工，当技术措施不当或不完善时，易产生温度裂缝。g混凝土大面积板材，在浇筑后防风、防晒、养护不足时，易产生干缩裂缝。h混凝土拌合物过乾、人工、无称量的加入高效减水剂或水时，混凝土质量不易保证。2有关裂缝的一些概念 2.1混凝土内部结构决定其产生裂缝混凝土是粗集料、细集料、水泥石、水和气体所组成的非均质堆聚结构。混凝土混合料在不同温湿度条件下凝结硬化，并同时产生体积变形。水泥石的干燥和冷却收缩大，集料的干燥和冷却收缩小，同时水泥石和集料之间相互粘结而约束，由于变形产生微裂缝。 2.2混凝土裂缝的种类 2.2.1按裂缝产生原因分类a由外荷载(静、动荷载)直接应力引起的裂缝和次应力引起的裂缝。b由变形变化引起的裂缝：包括结构因温度湿度变化、收缩、膨胀、不均匀沉陷等原因引起的裂缝。其特征是结构要求变形，当受到约束和限制时产生内应力，应力超过一定数值后产生裂缝，裂缝出现后变形得到满足，内应力松弛。这种裂缝宽度大、内应力小，对荷载的影响小，但对耐久性损害大。据国内外调查资料表明，工程结构产生属于变形变化(温湿度、收缩与膨胀、不均匀沉降)引起的裂缝约占80%；属于荷载引起的裂缝约占20%。 2.2.2按裂缝所处状态分裂缝可分为运动、不稳定、稳定、闭合和愈合等状态。对于处于运动和不稳定扩展状态的裂缝，应考虑加固和补救措施。而对于稳定、闭合、愈合的裂缝则可持久的应用。例如有些防水结构，在0.1MPa水压下，出现0.10.2mm裂缝时，可能开始时有轻微渗漏，但经过一段时间后，裂缝处水化的水泥析出Ca(OH)2，逐渐弥合了裂缝，并与大气中CO2作用，形成CaCO3结晶，封闭和自愈合裂缝，防止了渗漏的产生。这种裂缝是稳定的，不会影响工程结构的使用和耐久性。 2.2.3按裂缝形状分裂缝按形状可分为表面的、深入的、贯穿的、断续的、纵向的、横向的、斜向的、对角线的、上宽下窄、上窄下宽、外宽内窄的、囊核形的等等。 2.3裂缝宽度 2.3.1平均裂缝宽度在整条裂缝上，其宽度是不均匀的，有的位置宽，有的位置窄。平均裂缝宽度是指裂缝长度10%15%范围较宽区段平均裂缝宽度和裂缝长度10%15%范围较窄区段平均裂缝宽度的平均 值即最大与最小平均裂缝的平均值。 2.3.2最大裂缝宽度a无侵蚀介质、无抗渗要求，结构处于正常状态下，最大裂缝宽度不得大于0.3mm。b有轻微侵蚀、无抗渗要求时，最大裂缝宽度不得大于0.2mm。c有最重侵蚀和抗渗要求时，不得大于0.1mm。d混凝土有自防水要求时，不得大于0.1mm。上述标准是从耐久强度考虑的，为设计中和裂缝检测中的控制范围。但在工程实践中，有些结构存在数毫米宽的裂缝仍然正在使用，而且多年后也没有破坏危险。如土木建筑中的各种大型、特种结构和设备基础，一般均存在裂缝，完全没有裂缝是不可能的，科技工作者的主要任务是根据裂缝的部位、所处环境、配筋情况和结构形式，进行具体分析、判断和处理。一些专家和学者根据对结构物裂缝处理的实际经验，认为规范中限制的裂缝宽度应当根据具体条件加以放宽，如像大量的表面裂缝，如果经过周密的研究分析确定是由变形作用引起的，其宽度可不受限制，只须作表面封闭处理即可。 3变形裂缝产生的原因和特征 3.1温度裂缝 3.1.1产生的原因和特征水泥水化过程中产生大量的热量，每克水泥放出502J的热量，如果以水泥用量350550kg/m3来计算，每m3混凝土将放出1750027500KJ的热量，从而使混凝土内部温度升高， 在浇筑温度的基础上，通常升高35左右。如果按着我国施工验收规范规定浇筑温度为28 则可使混凝土内部温度达到65左右。但是，如果没有降温措施或浇筑温度过高，混凝土内部温度高达8090的情况也时有发生，例如XX大厦在浇筑筏板反梁基础的大体积混凝土的内部温度，经实际测定高达95。水泥水化热在13天可放出热量的50%，由于热量的传递、积存，混凝土内部的最高温度大约发生在浇筑后的35天，因为混凝土内部和表面的散热条件不同，所以混凝土中心温度低，形成温度梯度，造成温度变形和温度应力。温度应力和温差成正比，温度越大，温度应力也越大。当这种温度应力超过混凝土的内外约束应力( 包括混凝土抗拉强度)时，就会产生裂缝。这种裂缝的特点是裂缝出现在混凝土浇筑后的35天，初期出现的裂缝很细，随着时间的发展而继续扩大，甚至达到贯穿的情况。 3.1.2影响因素和防治措施 混凝土内部的温度与混凝土厚度及水泥品种、用量有关。混凝土越厚，水泥用量越大，水化热越高的水泥，其内部温度越高，形成温度应力越大，产生裂缝的可能性越大。对于大体积混凝土，其形成的温度应力与其结构尺寸相关，在一定尺寸范围内，混凝土结构尺寸越大，温度应力也越大，因而引起裂缝的危险性也越大，这就是大体积混凝土易产生温度裂缝的主要原因。因此防止大体积混凝土出现裂缝最根本的措施就是控制混凝土内部和表面的温度差。 3.1.2.1混凝土原材料和配合比的选用a水泥品种选择和水泥用量控制大体积钢筋混凝土引起裂缝的主要原因是水泥水化热的大量积聚，使混凝土出现早期升温和后期降温，产生内部和表面的温差。减少温差的措施是选用中热硅酸盐水泥或低热矿渣硅酸盐水泥，在掺加泵送剂或粉煤灰时，也可选用矿渣硅酸盐水泥。再有，可充分利用混凝土后期强度，以减少水泥用量。根据大量试验研究和工程实践表明，每m3混凝土的水泥用量增减10kg，其水化热将使混凝土的温度相应升高或降低1。因此，为更好的控制水化热所造成的温度升高、减少温度应力，可以根据工程结构实际承受荷载的情况，对工程结构的强度和刚度进行复核与验算，并取得设计单位的同意后，可用56天或90天抗压强度代替28天抗压强度作为设计强度。由于过去土木建筑物层数不多、跨度不大，且多为现场搅拌，施工工期短，混凝土标准试验龄期定为28天，但对于具有大体积钢筋混凝土基础的高层建筑，大多数的施工期限很长，少则12年，多则45年，28天不可能向混凝土结构，特别是向大体积钢筋混凝土基础施加设计荷载，因此将试验混凝土标准强度的龄期推迟到56天或90天是合理的，正是基于这点，国内外许多专家均提出这样建议。如果充分利用混凝土的后期强度，则可使每m3混凝土的水泥用量减少4070kg左右，则混凝土温度相应降低47。最后，为减少水泥水化热和降低内外温差的办法是减少水泥用量，将水泥用量尽量控制在450kg/m3以下。如果强度允许，可采用掺加粉煤灰来调整。b掺加掺合料 国内外大量试验研究和工程实践表明，混凝土中掺入一定数量优质的粉煤灰后，不但能代替部分水泥，而且由于粉煤灰颗粒呈球状具有滚珠效应，起到润滑作用，可改善混凝土拌合物的流动性、粘聚性和保水性，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。同时，依照大体积混凝土所具有的强度特点，初期处于较高温度条件下，强度增长较快、较高，但是后期强度增长缓慢。掺加粉煤灰后，其中的活性Al2O3、SiO2与水泥水化析出的CaO作用，形成新的水化产物，填充孔隙、增加密实度，从而改善了混凝土的后期强度。但是应当值得注意的是，掺加粉煤灰混凝土的早期抗拉强度和极限变形略有降低。因此，对早期抗裂要求较高的混凝土，粉煤灰掺量不宜太多，宜在1015%以内。特别重要的效果是掺加原状或磨细粉煤灰之后，可以降低混凝土中水泥水化热，减少绝热条件下的温度升高。掺加粉煤灰的水泥混凝土的温度和水化热，在128d龄期内，大致为：掺入粉煤灰的百分数就是温度和水化热降低的百分数，即掺加20%粉煤灰的水泥混凝土，其温升和水化热约为未掺粉煤灰的水泥混凝土的80%，可见掺加粉煤灰对降低混凝土的水化热和温升的效果是非常显著的。目前许多商品混凝土厂家，由于认识、技术、设备(料仓)等原因，尚未有效、充分地利用粉煤灰。c掺加外加剂 掺加具有减水、增塑、缓凝、引气的泵送剂，可以改善混凝土拌合物的流动性、粘聚性和保水性。由于其减水作用和分散作用，在降低用水量和提高强度的同时，还可以降低水化热，推迟放热峰出现的时间，因而减少温度裂缝。 例如，在泵送混凝土中，掺入占水泥重量0.25%的木质素磺酸钙减水剂，不仅能使混凝土的泵送性能改善，而且可以减少拌合水和水泥用量，从而降低水化热，延迟了水化热释放速度，推迟放热峰。因此，不但减少了温度应力，而且使初凝和终凝时间延缓38h，降低了大体积混凝土施工中出现冷缝的可能性。d选用质量优良的粗细集料粗集料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540mm粒径可比525mm粒径的碎石或卵石混凝土可减少用水量68kg/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。实践证明，采用细度模数2.8的中砂比采用细度模数2.3的中砂，可减少用水量2025kg/m3，可降低水泥用量2835kg/m3，因而降低了水泥水化热、混凝土温升和收缩。泵送混凝土也宜选用合理砂率，其砂率值较低流动性混凝土适当提高是必要的。但是砂率过大，不仅会影响混凝土的工作度和强度，而且能增大收缩和裂缝。 3.1.2.2泵送混凝土施工工艺改进a控制混凝土出机温度和浇筑温度为了降低混凝土的总温升，减少大体积工程结构的内外温差，控制混凝土的出机温度和浇筑温度也是一个重要措施。对于出机温度和浇筑温度的控制，世界各国都非常重视，并有较明确的规定：我国水工混凝土施工规范(SDJ207-82)中规定：高温季节施工时，混凝土最高浇筑温度，不得超过28。为求得统一，混凝土结构工程施工及验收规范(GB50204-92)也规定了这个温度值。日本规范规定，暑期混凝土的搅拌温度为30以下，浇筑时的混凝土温度应低于35；对于大体积混凝土的温度，规定拌制时为25以下，浇筑时要在30以下。前苏联规范规定，暑期施工时，当浇筑表面系数大于3的结构混凝土时，混凝土拌合物从搅拌站运出时的温度应当不超过3035，而对于表面系数小于3的大体积结构，混凝土拌合物温度应尽可能降低，且不超过20。美国规范规定，在炎热的气候条件下，浇筑温度不得超过32。德国规范规定，在炎热气候时，新拌混凝土温度，在卸车时不得超过30。为了降低混凝土的出机温度和浇筑温度。最有效的方法是降低原料温度，混凝土中石子比热较小，但每m3混凝土中石子所占重量最大，所以最有效的办法是降低石子温度。在气温较高时，为了防止太阳直接照射，可以在砂石堆场搭设简易遮阳棚，必要时可向集料喷淋雾状水，或者在使用前用冷水冲洗集料。国外也有的搅拌混凝土时加冰块冷却。除此之外，搅拌运输车罐体、泵送管道保温、冷却也是必要的措施。b改进工艺搅拌工艺 采用二次投料的净浆裹石或砂浆裹石工艺，可以有效地防止水分聚集在水泥砂浆和石子的界面上，使硬化后界面过渡层结构致密、粘结力增大，从而提高混凝土强度10%或节约水泥5%，并进一步减少水化热和裂缝。振动工艺 对已浇筑的混凝土，在终凝前进行二次振动，可排除混凝土因泌水，在石子、水平钢筋下部形成的空隙和水分，提高粘结力和抗拉强度，并减少内部裂缝与气孔，提高抗裂性。养护工艺 为了严格控制大体积混凝土的内外温差，确保混凝土质量，减少裂缝，养护是一个十分重要和关键的工序，必须切实做好。混凝土养护主要是保持适当的温度和湿度条件。保温能减少混凝土表面的热扩散，降低混凝土表层的温差，防止表面裂缝。由于散热时间延长，混凝土强度和松弛作用得到充分发挥，使混凝土总温差产生的拉应力小于混凝土的抗拉强度，防止了贯穿裂缝的产生。浇筑时间不 长的混凝土，仍然处于凝结、硬化过程，水泥水化速度较快，适宜的潮湿条件可防止混凝土表面脱水而产生收缩裂缝。同时在潮湿条件下，可使水泥的水化充分、完全，从而提高混凝土的抗拉强度。 3.2沉陷(塑性)收缩裂缝 3.2.1产生的原因和特征在泵送混凝土现浇的各种钢筋混凝土结构中，特别是板、墙等表面系数大的结构之中，经常出现一种早期裂缝。这种裂缝为断续的水平裂缝，裂缝中部较宽、两端较窄、呈梭状。裂缝经常发生在板结构的钢筋部位、板肋交接处、梁板交接处、梁柱交接处、结构变截面的地方。这种裂缝产生的原因主要是混动性过大和流动性不足以及不均匀，在凝结硬化前没有沉实或者沉实不够，当混凝土沉陷时受到钢筋、模板抑制以及模板移动、基础沉陷所致。裂缝在混凝土浇筑后13小时出现，裂缝的深度通常达到钢筋上表面。3.2.2影响因素和防止措施a要严格控制混凝土单位用水量在170kg/m3以下，水灰比在0.6以下，在满足泵送和浇筑要求时，宜尽可能减少坍落度；b掺加适量、质量良好的泵送剂和掺合料，可改善工作性和减少沉陷；c混凝土搅拌时间要适当，时间过短、过长都会造成拌合物均匀性变坏而增大沉陷；d混凝土浇筑时，下料不宜太快，防止堆积或振捣不充分；e混凝土应振捣密实，时间以1015秒/次为宜，在柱、梁、墙和板的变截面处宜分层浇筑、振捣。在混凝土浇筑11.5小时后，混凝土尚未凝结之前，对混凝土进行两次振捣，表面要压实抹光；f在炎热的夏季和大风天气，为防止水分激烈蒸发，形成内外硬化不均和异常收缩引起裂缝，应采取措施缓凝和复盖。 3.3干缩裂缝 3.3.1产生的原因和特征干燥收缩的主要原因是水分在硬化后较长时间产生的水分蒸发引起的。混凝土的干燥收缩由于集料的干燥收缩很小，因此主要是由于水泥石干燥收缩造成的。水泥石干燥收缩理论有毛细管张力学说、表面吸附学说和夹层水学说等，不论哪种学说，都是水分蒸发引起的。混凝土的水分蒸发、干燥过程是由外向内、由表及里，逐渐发展的。由于混凝土蒸发干燥非常缓慢，产生干燥收缩裂缝多数在一个月以上，有时甚至一年半载，而且裂缝发生在表层很浅的位置，裂缝细微，有时呈平行线状或网状，常常不被人们注视。但是应当特别注意，由于碳化和钢筋锈蚀的作用，干缩裂缝不仅严重损害薄壁结构的抗渗性和耐久性，也会使大体积混凝土的表面裂缝发展成为更严重的裂缝，影响结构的耐久性和承载能力。3.3.2影响因素和防止措施3.3.2.1水泥品种一般来说，水泥的需水量越大，混凝土的干燥收缩越大，不同水泥混凝土的干燥收缩按其大小顺序排列为：矿渣硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、中低热水泥和粉煤灰水泥。所以，从减少收缩的角度出发，宜采用中低热水泥和粉煤灰水泥。 3.3.2.2水泥用量混凝土干燥收缩随着水泥用量的增加而增大，但是增加量不显著。在有可能减少水泥用量时，还是尽可能降低水泥用量，因为泵送混凝土的水泥用量偏高，C20C60混凝土的水泥用量一般约为350600kg/m3。3.3.2.3用水量混凝土的干燥收缩受用水量的影响最大，在同一水泥用量条件下，混凝土的干燥收缩和用水量成正比、为直线关系；当水泥用量较高的条件下，混凝土的干燥收缩随着用水量的增加而急剧增大。综合水泥用量和用水量来说，水灰比越大，干燥收缩越大。沉陷裂缝、干缩裂缝都是由于混凝土单方用水量过大、混凝土过稀、坍落度过大，而且水分蒸发过快、过多造成的。因此严格控制泵送混凝土的用水量是减少裂缝的根本措施。为此，在混凝土配合比设计中应尽可能将单方混凝土用水量控制在170kg/m3以下，对于浇筑墙体和板材的单方混凝土用水量的控制尤为重要。特别值得注意的是，施工混凝土的坍落度(即用水量)绝对不允许大于配合比设计给定的坍落度(即用水量)。为了降低用水量，掺加适当数量、减水率高、分散性能好的外加剂是非常必要的。3.3.2.4砂率 混凝土的干燥收缩随着砂率的增大而增大，但增加的数值不大。泵送混凝土宜加大砂率，但不是笼统的和无限的，也应在最佳砂率范围内，可以通过理论计算和工程实践确定。 3.3.2.5掺合料矿渣、硅藻土、煤矸石、火山灰、赤页岩等粉状掺合料，掺加到混凝土中，一般都会增大混凝土的干燥收缩值。但是质量良好、含有大量球形颗粒的一级粉煤灰，由于内比表面积小、需水量少，故能降低混凝土干燥收缩值。 3.3.2.6化学外加剂 掺加减水剂、泵送剂，特别是同时掺加粉煤灰的双掺技术不会增大干燥收缩，但是对于某些减水剂、泵送剂，尤其是具有引气作用时，有增大混凝土干燥收缩的趋势。因此在选用外加剂时，必须选用干燥收缩小的减水剂或泵送剂。 3.3.2.7膨胀剂 在地下室和防水工程中，混凝土中加掺加膨胀剂，掺加适量的膨胀剂可以起到收缩补偿作用，有利于防止裂缝。但是使用混凝土膨胀剂，一定要严格控制掺量和保证混凝土有足够强度，否则会使混凝土肿胀和开裂。 3.3.2.8养护时间和方法 混凝土浇筑面受到风吹日晒，表面干燥过快，产生较大的收缩，受到内部混凝土的约束，在表面产生拉应力而开裂。如果混凝土终凝之前进行早期保温、保温养护，对减少干燥收缩有一定作用。综上所述，泵送商品混凝土，特别是在高强度、大流动性条件下，由于水泥用量多，单位用水量大，砂率高和掺化学外加剂，使混凝土干燥收缩，产生裂缝的潜在危险大，对此必须引起足够重视。为此要按施工要求选择较低的坍落度，在满足流动性和泵送性的条件下，使单位用水量降低到170kg/m3以下，在满足强度条件下，尽可能降低水泥用量。同时，应选用对混凝土干燥收缩影响小的泵送剂。必要时掺加适量膨胀剂。在施工中采用二次振捣，加强抹面和湿养护也是必不可少的技术措施。基础地下室混凝土施工的几点体会2006-2-8 14:00摘要： 近年来，国内建筑工程中混凝土工程的体量日渐增大，尤以基础地下室为甚。同时，随着我国建筑技术的发展和城市建设、城市环保的需要，预拌商品混凝土以其集约化的生产方式， 稳定优异的产品质量，得到了越来越广泛的应用。 1 前言 预拌混凝土除了必须满足强度、刚度、整体性和耐久性要求外，还应满足现场实际施工的要求。由于预拌混凝土在施工中应满足从预拌站到工地现场的运输和现场泵送浇筑工艺的要求，其需要的坍落度比现场自拌混凝土传统施工工艺大得多，因而在基础大体积混凝土施工和地下室外墙混凝土施工中，如何有效防止和控制混凝土变形裂缝的出现和开展，显得非常重要。 本文结合浙江省妇保医院新病房大楼工程的基础地下室混凝土施工实例，介绍了在施工中通过控制配合比、浇筑、养护等一系列措施，有效地防止基础大体积混凝土和地下室外墙混凝土出现变形裂缝的体会。 2 工程实例 省妇保医院新病房大楼工程位于杭州学士路2号，现省妇保医院院内，周边原有建筑密集，场地狭小。主楼地上15层，裙房地上4层，均设2层地下室。建筑面积26570m，框架剪力墙结构。 2.1 基础底板大体积混凝土施工 工程采用上翻式承台、地梁的筏板基础，底板厚900mm，承台地梁高1800mm。平面形状近似为矩形，长54m宽33m，主楼与裙房间设一条宽800mm后浇带。基础地下室混凝土强度等级C 40，抗渗等级S8，基础底板混凝土约3000m。 由于基础混凝土工程量大，基坑较深，为确保基础结构的整体性和安全性，考虑施工搭接和市区施工的困难，基础底板以后浇带为界分成A、B两段施工：A段为后浇带以西的裙房部分，混凝土量540m；B段为后浇带以东的主楼部分，混凝土量1500m。每段水平向不留施工缝，一次性浇筑；竖向在基础上翻梁以上500mm处设施工缝。 混凝土下料振捣时按“分层、分段、连续不断地薄层浇筑”的原则进行，由于基础为上翻式地梁，因此底板部分先浇筑并注意振捣密实，上翻梁部分在底板部分浇捣后2h再行浇筑，使底板混凝土有一定的沉落时间，混凝土浇筑至设计标高后，用长刮尺刮平，清除残余浮浆后用木蟹铁板打光，混凝土收水后用铁板反复压光，压闭混凝土表面毛细孔，提高混凝土防水性能和表面观感。 2.2 地下室外墙板混凝土施工 地下室外墙墙厚500mm，总延长米为200m，混凝土C40，抗渗等级S8。与基础施工相同，以后浇带为界，分成A、B两段施工。由于设2层地下室，竖向共设4条施工缝，采用钢板止水带止水。 为确保外墙混凝土浇筑的整体性、连贯性，防止出现施工冷缝，在外墙混凝土浇筑前，先将独立柱和内墙板混凝土预先浇完，以便集中力量进行外墙混凝土的连续浇捣。 外墙混凝土浇筑采用2台混凝土泵车，其中1台固定泵停放在基坑北侧，用硬管接入，另一台置于基坑南侧，为汽车移动泵，软管摆布。混凝土浇筑从后浇带开始，按斜面分层法振捣，根据当时的气温和混凝土的初凝时间，每浇筑一段长度，及时调整泵送管，循序循环推进，以避免出现施工冷缝。 为避免外墙混凝土收缩裂缝(一般以竖向裂缝的方式出现)的产生，施工时要求在外墙外侧设水平温度钢筋，间距不大于150mm，且严格控制混凝土的保护层厚度严禁超厚。 根据泵送工艺要求，混凝土坍落度在现场出料时严格控制为122cm，凡超出范围的，一律退场，专人负责此项工作，绝不允许在现场加水。 3 混凝土裂缝产生的原因分析 3.1 基础大体积混凝土裂缝产生的原因 基础大体积混凝土施工，由于混凝土内部与表面散热速率不一样，在其表面形成较大的温度梯度，从而引起较大的表面拉应力。同时，此时混凝土的龄期很短，抗拉强度很低，温差产生的表面拉应力，超过此时的混凝土极限抗拉强度，就会在混凝土表面产生表面裂缝。此种裂