【文章內(nèi)容簡介】 中的主要部分。混凝土是以水泥為主要膠結材料，以天然砂、石為骨料加水拌合，經(jīng)過澆筑成型、凝結硬化形成的人工石材。在施工中，為保證其和易性，往往加入比水泥水化作用所需的水分多 4～ 5 倍的水。多出的這些水分以游離態(tài)形式存在，并在 硬化過程中逐步蒸發(fā)，從而在混凝土內(nèi)部形成大量毛細孔、空隙甚至孔洞，造成混凝土體積收縮。此外，混凝土硬化過程中水化作用和碳化作用也會引起混凝土體積收縮。根據(jù)有關試驗測定，混凝土最終收縮量約為 ％～ ％?？梢?，收縮是混凝土固有的物理特性，一般來說，水灰比越大、水泥強度越高、骨料越少、環(huán)境溫度越高、表面失水越大，則其收縮值越大，也越易產(chǎn)生收縮裂縫。根據(jù)收縮裂縫的形成機理與形成時間，工程中常見的收縮裂縫主要有塑性收縮裂縫、沉降收縮裂縫和干燥收縮裂縫三類，此外，還有自身收縮（化學減縮）裂縫和碳化收縮裂縫。 （ 1）塑性收縮裂縫 塑性收縮裂縫多產(chǎn)生于新澆混凝土表面，大多產(chǎn)生于混凝土初凝后、終凝前。混凝土表面水分蒸發(fā)速度超過其內(nèi)部初、終凝硬化的速度，致使混凝土表面收縮，但是這種收縮受到結構構件和下層配筋約束而產(chǎn)生的淺層開裂，有時還有收縮與壓縮的疊加。裂縫多呈外寬內(nèi)窄，常見為不規(guī)則的多邊形或與鋼筋方向相互平行，長度從幾厘米到幾米不等，一般自表面開始，但也可發(fā)展成貫穿裂縫。在環(huán)境氣溫高、風速大，氣候干燥的情況下易于出現(xiàn)。高性能混凝土特別容易產(chǎn)生這種裂縫。 主要成因分析：①混凝土澆注后未及時覆蓋，表面水分蒸發(fā)過快，產(chǎn)生 急劇的體積收縮，而此時混凝土強度極低，不能抵抗這種變形應力而導致開裂；②水泥用量過多，或使用過量粉砂，或混凝土水灰比過大；③使用有滲透性的柔性模板、模板、墊層過于干燥，吸水大；④振搗不足。 （ 2）干燥收縮裂縫 這類裂縫一般在混凝土澆注一段時間后出現(xiàn)，裂縫多為表面性的，寬度較細，多在 ～ 。走向縱橫交錯，沒有規(guī)律性。但薄壁混凝土結構中，多沿結構的短方向分布；此外在結構變截面處以及大體積混凝土的平面部位較多見。嚴重時裂縫會由表及里，由小到大逐步向深部發(fā)展，形成貫穿裂縫。 主要成因分析：①混凝土澆注 后養(yǎng)護不當，表面水分散失快，體積收縮大，而內(nèi)部濕度變化小，收縮也小，因而表面收縮變形受內(nèi)部混凝土約束出現(xiàn)拉應力，引起混凝土表面開裂；②混凝土連續(xù)長度較長，整體收縮大；③混凝土級配中砂石含泥量大，收縮大，抗拉強度低；④混凝土過度振搗，表面形成水泥含量較多的砂漿層，收縮增大。 （ 3）自身收縮裂縫 在常溫下混凝土構件與環(huán)境不發(fā)生任何水分交換時所產(chǎn)生的收縮裂縫，自收縮裂縫在高水灰比（ W/C）的混凝土中較少，但當水灰比小于 時則很常見，其收縮量甚至達到總收縮量的 50％。 主要成因分析：這與高粘結材料在水 泥灰漿基體中產(chǎn)生較多細小的收縮孔有關，是由于持續(xù)的水化消耗了毛細孔的水造成自身收縮坍塌所致。 （ 4）碳化收縮裂縫 這類裂縫在結構表面出現(xiàn)，呈花紋狀，無規(guī)律性，裂縫一般較淺，深度為 1～6mm，裂縫寬度為 ～ ，多發(fā)生在混凝土澆注完成后數(shù)月或更長時間。 主要成因分析：混凝土中的氫氧化鈣與空氣中的二氧化碳作用生成碳酸鈣，引起表面體積收縮，受到結構內(nèi)部未碳化混凝土的約束而導致表面發(fā)生龜裂。 溫度裂縫的產(chǎn)生原因分析 溫度裂縫是由于混凝土內(nèi)外溫差或季節(jié)氣溫變化過大而形成的。表面溫度裂縫走向無 一定規(guī)律性，大面積結構溫度裂縫?？v橫交錯。表面溫度裂縫常發(fā)生在施工期間，寬度受溫度變化影響較明顯，冬季較寬，夏季較細。 主要成因分析：表面溫度裂縫多由溫差較大引起。特別是大體積混凝土基礎澆注后，在硬化期間，水泥放出大量水化熱，內(nèi)部溫度不斷上升，使混凝土表面和內(nèi)部溫差較大，當溫度產(chǎn)生非均勻的降溫差時，將導致混凝土表面急劇的溫度變化而產(chǎn)生較大的降溫收縮，此時表面受到內(nèi)部混凝土的約束，將產(chǎn)生較大的拉應力，而混凝土早期抗拉強度很低，因而出現(xiàn)裂縫。 沉陷裂縫的產(chǎn)生原因分析 沉陷裂縫多屬進深或貫穿性裂縫， 走向與基礎沉陷情況有關，可能出現(xiàn)在結構的上部或下部，一般與地面垂直。較大的貫穿性沉陷裂縫往往上下或左右有一定的差距，裂縫寬度受溫度變化影響小，因荷載大小而異，且與不均勻沉降值成 比例。 主要成因分析：①結構、構件下面的地基軟硬不均，或者存在松軟土，未經(jīng)夯實和必要的加固處理，混凝土澆注后，地基局部產(chǎn)生不均勻沉降而引起裂縫；②結構各部荷載懸殊，未作必要的加強處理，混凝土澆注后因地基受力不均，產(chǎn)生不均勻下沉，造成結構應力集中而導致裂縫；③模板剛度不足，模板支撐不牢，支撐間距過大或支撐在松軟土上，以及過早拆模，也常導 致不均勻沉陷裂縫出現(xiàn)；④冬季施工時模板支架支承在凍土層上，若上部結構未達到規(guī)定強度，地層化凍下沉，使結構下垂或產(chǎn)生裂縫。 3 混凝土裂縫的預防措施及處理技術 由于裂縫的產(chǎn)生是由材料的特性導致的，在混凝土結構中普遍存在且危害較大，因此，要對混凝土裂縫進行認真研究、區(qū)別對待，并在施工中采取各種有效的措施來預防裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展。 下面首先闡述混凝土結構中幾種常見裂縫的預防措施。 混凝土結構裂縫的預防措施 干縮及塑性收縮裂縫的預防措施 預防干縮裂縫產(chǎn)生的措施 （ 1）選用干縮較小的水泥品種：普通水泥的干縮要低于礦渣水泥。 （ 2）合理調(diào)整混凝土的配合比：采用低水灰比，低單方水泥用量和低用水量，同時還宜降低砂率，盡量采用中粗砂。 （ 3）適當提高混凝土的抗拉強度。在水泥用量一定的條件下，縮小水灰比可使混凝土抗拉強度增高大于混凝土干縮應力的增加，有減少裂縫的趨勢。使用早強劑可提高混凝土的早期強度，但干縮也隨之加大，因此，應以提高抗裂安全度為目的，綜合考慮后采取措施。 （ 4）施工時應掌握正確的振搗方法，確?；炷恋拿軐?，同時又要避免過振搗。加強濕水養(yǎng)護，確保養(yǎng)護質量， 盡量延遲干縮的發(fā)生。 （ 5）采用合理的設計構造措施：合理設置伸縮縫，減輕約束作用，縮小約束范圍。同時對薄壁構件的配筋采用小直徑，增加布筋密度的方式，可以減少裂縫發(fā)展的趨勢。 干縮變形是混凝土結構產(chǎn)生裂縫的重要原因。由于混凝土的本身特性，要想完全避免干縮變形及干縮裂縫是不現(xiàn)實的，而且普通鋼筋混凝土的裂縫不一定都是質量問題，只要裂縫的寬度符合規(guī)范規(guī)定，都屬正常情況。但我們?nèi)匀粦摬扇〈胧p少混凝土的干縮變形，限制裂縫的寬度。同時對于環(huán)境溫度變化大的構件如屋面板和大體積混凝土更應重視干縮變形，以免溫度收縮應力 和干縮應力疊加過大，增大裂縫出現(xiàn)和發(fā)展的趨勢。 預防 塑性收縮裂縫產(chǎn)生的措施 預防塑性收縮裂縫主要措施：一是選用干縮值較小早期強度較高的硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥。二是嚴格控制水灰比，摻加高效減水劑來增加混凝土的坍落度和和易性，減少水泥及水的用量。三是澆筑混凝土之前，將基層和模板澆水均勻濕透。四是及時覆蓋塑料薄 膜或者潮濕的草墊、麻片等，保持混凝土終凝前表面濕潤，或者在混凝土表面噴灑養(yǎng)護劑等進行養(yǎng)護。五是在高溫和大風天氣要設置遮陽和擋風設施，及時養(yǎng)護。 溫度裂縫的預防措施 主要預防措施：一是盡量 選用低熱或中熱水泥，如礦渣水泥、粉煤灰水泥等。二是減少水泥用量 ,將水泥用量盡量控制在 450kg/m3 以下。三是降低水灰比，一般混凝土的水灰比控制在 以下。四是改善骨料級配，摻加粉煤灰或高效減水劑等來減少水泥用量 ,降低水化熱。五是改善混凝土的攪拌加工工藝，在傳統(tǒng)的三冷技術的基礎上采用二次風冷新工藝，降低混凝土的澆筑溫度。六是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，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(xiàn)時間。七是高溫季節(jié)澆筑時可以采用搭設遮陽板等輔助措施控制混凝土的溫 升，降低澆筑混凝土的溫度。八是大體積混凝土的溫度應力與結構尺寸相關，混凝土結構尺寸越大，溫度應力越大，因此要合理安排施工工序，分層、分塊澆筑，以利于散熱，減小約束。九是在大體積混凝土內(nèi)部設置冷卻管道，通冷水或者冷氣冷卻，減小混凝土的內(nèi)外溫差。十是加強混凝土溫度的監(jiān)控，及時采取冷卻、保護措施。十一是預留溫度收縮縫。十二是減小約束，澆筑混凝土前宜在基巖和老混凝土上鋪設 5mm 左右的砂墊層或使用瀝青等材料涂刷。十三是加強混凝土養(yǎng)護，混凝土澆筑后，及時用濕潤的草簾、麻片等覆蓋，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。在寒冷季節(jié)，混凝土表面應設置保溫措施，以防止寒潮襲擊。十四是混凝土中配置少量的鋼筋或者摻入