大体积混凝土裂缝分析处理

摘要：随着建筑规模的逐渐增大，大体积混凝土施工变得更为多见。由于受施工材料、施工技术、外部环境等多方面的影响，混凝土裂缝较易出现，直接影响建筑物的使用性能。因此，施工队伍必须不断提高施工预控技术，减少裂缝出现，对于已经出现的裂缝应当及时察觉，并采取处理措施，从而保障建筑质量。本文分析了大体积混凝土裂缝的出现原因，并介绍了预防、检查和处理裂缝的技术。

关键词：大体积混凝土；裂缝；成因；预控;处理

Abstract: with the construction scale is gradually increased, the mass concrete construction become more rare. Due to construction materials, construction technology, the influence of external environment and other aspects, the concrete crack appears more easily and directly influence on the performance of the building use. Precontrol construction team, therefore, must constantly improve the construction technology, reduce the cracks appeared, to have cracks shall timely notice, and take measures, to ensure construction quality. This article analyzed the reasons of the cracking of mass concrete, and introduces prevention technology, check and deal with the crack.

Key words: mass concrete; Fracture; Genesis; Preview; To deal with

中图分类号：TU755文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)

前言

任何现浇混凝土，其尺寸到达必须解决水化热及随之引起的体积变形问题，即最大限度减少开裂影响的，或建筑物的基础最小边尺寸在1～3m范围内就属于大体积混凝土。裂缝是大体积混凝土结构的严重病害。混凝土早期表面裂缝在气温骤降形成的温度应力和外力的作用下，会发展成为具有破坏性的贯穿逢和深层裂缝。贯穿裂缝和深层裂缝会破坏结构的整体性，改变混凝土的受力条件，有使局部甚至整体结构发生破坏的可能，严重影响构造物的质量和运行安全性。而大体积混凝土往往运用在一些重要的结构上，一旦出现裂缝，可能造成的损失会更加严重，因此必须做好大体积混凝土的预控施工。

一、大体积混凝土裂缝成因

混凝土裂缝产生的原因有很多种，主要因素是温度和湿度的变化、结构不合理、混凝土的脆性和不均匀性、不合格的原材料及添加剂、模板变形和基础不均匀沉降等。

1、温度因素

混凝土在硬化期间水泥产生大量水化热，内部温度不断上升，在混凝土表面引起拉应力。后期在降温过程中，由于受到基础或老混凝土的约束，又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力，当混凝土的内部拉应力超出混凝土的抗裂能力时，即会出现裂缝。

2、水分因素

配制混凝土时主要是水泥、砂石等原材料与水分之间的搭配。在混凝土的拌和用水中，只需要消耗约20％的水分，而剩余的水分全部会被蒸发。水分蒸发也是引起裂缝出现的一大因素，这些收缩变形引起的裂缝较为多见，对于混凝土使用性能的影响也是比较大的

3、浇注因素

混凝土在浇注过程中会受到温度的变化影响，很容易在内部形成膨胀变形现象，膨胀造成地基内部的应力增大，致使混凝土结构变形问题更加严重，导致混凝土内部承载过大而引起裂缝。

二、大体积混凝土裂缝的预防措施

（一）降低水泥水化热和变形

选用低水化热或中水化热的水泥品种配置混凝土，如矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰水泥、复合水泥等。充分利用混凝土的后期强度，减少每立方米混凝土中水泥用量。根据试验每增减10kg水泥，其水化热将使混凝土的温度相应升降1℃。使用粗骨料，尽量选用粒径较大、级配良好的粗骨料；控制砂石含泥量；掺加粉煤灰等掺合料和相应的减水剂、缓凝剂，改善和易性、降低水灰比，以达到减少水泥用量、降低水花热的目的。在基础内部预埋冷却水管，通入循环冷却水，强制降低混凝土水化热温度。在厚大无筋或少筋的大体积混凝土中，掺加总量不超过20%的大石块，减少混凝土的用量，以达到节省水泥和降低水化热的目的。在拌合混凝土时，还可掺入适量的微膨胀剂或膨胀水泥，使混凝土得到补偿收缩，减少混凝土的温度应力。改善配筋。为了保证每个浇筑层上下均有温度筋，可建议设计人员将分布筋做适当的调整。温度筋分布细密，一般用φ8钢筋，双向配筋，间距15cm.这样可以增强抵抗温度应力的能力.上层钢筋的绑扎，应在浇筑完下层混凝土之后进行。

（二）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。这种自然流淌形成斜坡混凝土的方法，能较好地适应泵送工艺，避免混凝土输送管道经常拆除、冲洗和接长，从而提高泵送效率，简化混凝土的泌水处理，保证上下层混凝土浇筑间隔不超过初凝时间。根据混凝土泵送时自然形成一个坡度的实际情况，在每个浇筑带的前后布置两道振动器，第一道布置在混凝土出料口，主要解决上部混凝土的振实；由于底层钢筋间距较密，第二道布置在混凝土坡脚处，以确保下部混凝土密实。随着浇筑的推进，振动器也相应跟上，以确保整个高度上混凝土的质量。由于大体积泵送混凝土表面水泥浆较厚，故浇筑结束后须在初凝前用铁滚筒碾压数遍，打磨压实，以闭合混凝土的收水裂缝。

（三）做好养护工作

1、养护方法分为保湿法和保温法两种。保湿法是常见的养护方法，浇水次数应能保持混凝土具有足够的湿润状态为准，养护初期，水泥水化作用进行较快。

2、养护时间。为了确保新浇筑的混凝土有适宜的硬化条件，防止在早期由于干缩而产生裂缝，大体积混凝土浇筑完毕后，应在12h内加以覆盖和浇 水。普通硅酸盐水泥拌制的混凝土养护时间不得少于14d；矿渣水泥、火山灰水泥等拌制的混凝土养护时间不得少于21d。对于有抗渗要求的大体积混凝土，其 养护时间应提高一个档次，普通硅酸盐水泥拌制的混凝土养护时间不得少于21d；矿渣水泥、火山灰水泥等拌制的混凝土养护时间不得少于28d。

三、大体积混凝土裂缝的检查

裂缝检查的目的是为裂缝的分类和裂缝的补强处理做准备的。检查项目包括缝长、缝宽、缝深、裂缝方向、所在部位、数量以及缝面渗水、溶出物状况等，检查方法有普通常规检查、重点检查和仪器检查等方法。

（一）普通常规检查

1、主要检查裂缝的表面特征，包括裂缝所在的部位、走向、表面缝长、缝宽、形态变化等，检查方法以人工目测为主，所用工具比较简单，有米尺、读数放大镜、塞尺等工具。超过0.1mm以上的裂缝均可用肉眼看到，小于0.1mm的裂缝，可在仓面上先洒水再用风吹干或晒干，就可看到。

2、发现裂缝后，立即查明表面特征，逢长可用米尺丈量，缝宽用塞尺插入裂缝或读数放大镜读出，其他特征凭直观估测；对于发现的裂缝，都要认真做好记录并绘制裂缝图，准确地记录裂缝所在的位置、高程、形状、走向、缝长、缝宽以及裂缝所在部位的结构特征等。

（二）重点检查

对于结构重要部位的裂缝、发现的深层裂缝和贯穿裂缝以及影响建筑物安全运行的裂缝等，要在常规检查的基础上进行重点检查。检查的方法有凿槽观测和钻孔压水法。

1、凿槽观测

具体方法是用风镐、风钻、手工凿等工具沿缝下凿，直至看不到裂缝为止，下凿的深度作为缝深。由于凿槽时的岩粉、灰渣容易掩盖缝面，检测缝深的误差较大，而且当裂缝较深时，凿槽比较困难。因此，凿槽观测法只限于浅层裂缝或无其他检测工具时的临时缝深检测。

2、钻孔压水法：检查时先在裂缝一侧或两侧打斜孔穿过缝面，然后在孔口安装压水设备和阻塞器，进行压水。孔斜一般为30°、45°、60°。此种方法适用于深缝检查。

3、超声波深度探测法：检查时在裂缝两侧对称钻垂直孔并注入清水，利用“岩石声波测定仪”测出混凝土表面到深层的波速分布，以此对裂缝的深度进行判断。此种方法较方便，是一种常用的检测方法。

4、孔内电视和录像法：采用该方法检查时先骑缝钻φ>50mm的钻孔，冲洗干净后将电视摄像探头插入钻孔，逐渐下移，从电视屏幕上可以观看孔内图像，全面了解裂缝形态变化，对记录重要裂缝可以通过摄像装置将资料存入档案。此法是目前最先进的检查方法。

四、大体积混凝土裂缝的处理

由于大体积混凝土自身结构的特殊性，在裂缝问题的处理上与常规混凝土存在较大的差异。施工人员在判断裂缝成因之后，要根据具体的混凝土施工技术制定处理方案，这样才能从根本上解决混凝土裂缝问题。在裂缝处理的施工过程中，必须要结合先进的工程材料，这样可以收到更好的处理效果。

1、表面处理法：包括表面涂抹和表面贴补法。涂抹适用范围是浆材难以灌入的细而浅的裂缝，深度未达到钢筋表面的发丝裂缝，不漏水的缝，不伸缩的裂缝以及不再活 动的裂缝。表面贴补（土工膜或其它防水片）法适用于大面积漏水（蜂窝麻面等或不易确定具体漏水位置、变形缝）的防渗堵漏

2、注浆技术。注浆技术运用于裂缝处理，主要是由于环氧树脂类高分子材料在建筑施工中的广泛应用。早期建筑行业选择的注浆技术，是通过人工操作的方法将树脂浆液注入到裂缝内，但这种处理技术仅限于小型裂缝。现代注浆技术则是借助于橡胶管的弹性收缩压力自行注浆，能够有效地分散混凝土内部变形压力，填补裂缝的不足。

3、加固技术。当大体积混凝土结构产生裂缝之后，往往会对结构的稳定性造成不利影响，因结构内部松散而引起的建筑坍塌事故较为常见。混凝土加固技术的运用能够避免裂缝扩大，维持钢筋结构的牢固性，使钢板在粘结剂的作用下与建筑结构融为一体，可以增强混凝土的承载力和抗拉强度，促进混凝土使用性能的提高

4、电化学技术

电化学防腐是利用施加电场在介质中的电化学作用，改变混凝土或钢筋混凝土所处的环境状态，钝化钢筋，以达到防腐的目的。阴极防护法、氯盐提取法、碱性复原法是化学防护法中常用而有效的三种方法。这种方法的优点是防护方法受环境因素的影响较小，适用钢筋、混凝土的长期防腐，既可用于已裂结构也可用于新建结构。

5、仿生自愈技术

仿生自愈合法是一种新的裂缝处理方法，它模仿生物组织对受创伤部位自动分泌某种物质，而使创伤部位得到愈合的机能，在混凝土的传统组分中加入某些特殊组分(如含粘结剂的液芯纤维或胶囊)，在混凝土内部形成智能型仿生自愈合神经网络系统，当混凝土出现裂缝时分泌出部分液芯纤维可使裂缝重新愈合。

参考文献

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