溷凝土的裂缝是建筑工程中较普遍存在的问题.docx
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溷凝土的裂缝是建筑工程中较普遍存在的问题
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14—28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。
大体积混凝土底板冬季施工裂缝控制
王书君李金生张永春
北京市西单北大街西侧商业区8号地住宅及交通广场工程，由于工程工期紧，底板混凝土要求在严冬季节施工，给施工带来极大的不便。
常规的方法是掺加防冻剂，用热水搅拌，热水可加速水化反应，使混凝土早期强度增长快，但热水同时会导致混凝土裂缝的产生，破坏混凝土的微观结构。
降低混凝土基础温度，延缓水化热峰值的出现，对于控制大体积混凝土裂缝十分重要。
因此，北京中铁建筑工程公司决定施工中不掺加防冻剂，不使用热水，而是通过合理地组织施工，采用蓄热“自我养护”的方法，解决混凝土防冻又防裂的问题。
1．配合比及原材料选择。
为降低水泥用量减小水化热对混凝土温度的影响，选用普通水泥，掺和料采用电厂的磨细煤灰；中、粗砂含泥量控制在2%以内，碎石为5～40毫米，含泥量控制在1%以内；掺加FS混凝土防水剂。
2．混凝土搅拌、运输。
混凝土由搅拌站集中搅拌，采用电脑控制上料，自动测定骨料含水率，适时调整加水量，严格控制水灰比，保证配合比准确、统一。
考虑到大体积混凝土施工，水泥产生的水化热足够保证混凝土不受冻，将混凝土入模温度控制在15℃～20℃之间。
3．混凝土浇筑、振捣。
配备2台地泵、3台汽车泵（其中1台备用），40辆混凝土罐车保证混凝土供应。
采用斜面分层浇筑。
在坡顶、坡脚处采用振动棒振捣，以保证底板整体混凝土密实。
4．抹面、养护。
混凝土初凝前用刮尺赶平，用木抹子第一次抹面。
初凝后到终凝前用铁抹子碾压表面数遍，将混凝土表面不均匀、不规则的裂缝闭合。
最后用木抹子第二次抹面，闭合收水裂缝，随后立即在混凝土的表面覆盖塑料薄膜，使混凝土内蒸发的游离水积在混凝土表面进行保温养护，薄膜上再盖一层草帘子。
利用大体积自身产生的水化热，对混凝土实行蓄热、自身养护，实践证明既能保证混凝土不产生裂缝，保证施工质量，又可节省费用。
一、大体积混凝土裂缝的可能原因
大体积混凝土墩台身或基础等结构裂缝的发生是由多种因素引起的。
各类裂缝产生的主要影响因素如下：
1、收缩裂缝。
混凝土的收缩引起收缩裂缝。
收缩的主要影响因素是混凝土中的用水量和水泥用量，用水量和水泥用量越高，混凝土的收缩就越大。
选用水泥品种的不同，干缩、收缩的量也不同。
混凝土逐渐散热和硬化过程引起的收缩，会产生很大的收缩应力。
如果产生的收缩应力超过当时的混凝土极限抗拉强度，就会在混凝土中产生收缩裂缝。
在大体积混凝土里，即使水灰比并不低，自身收缩量值也不大，但是它与温度收缩叠加到一起，就要使应力增大，所以在水工大坝施工时早就将自身收缩作为一项性能指标进行测定和考虑。
2、温差裂缝。
混凝土内外部温差过大会产生裂缝。
主要影响因素是水泥水化热引起的混凝土内部和混凝土表面的温差过大。
特别是大体积混凝土更易发生此类裂缝。
大体积混凝土结构一般要求一次性整体浇筑。
浇筑后，水泥因水化引起水化热，由于混凝土体积大，聚集在内部的水泥水化热不易散发，混凝土内部温度将显著升高，而其表面则散热较快，形成了较大的温度差，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力。
此时，混凝龄期短，抗拉强度很低。
当温差产生的表面抗拉应力超过混凝土极限抗拉强度，则会在混凝土表面产生裂缝。
3、安定性裂缝。
安定性裂缝表现为龟裂，主要是因水泥安定性不合格而引起的。
二、裂缝的防治措施
1、设计措施
1） 精心设计混凝土配合比。
在保证混凝土具有良好工作性的情况下，应尽可能地降低混凝土的单位用水量，采用“三低（低砂率、低坍落度、低水胶比）二掺（掺高效减水剂和高性能引气剂）一高（高粉煤灰掺量）”的设计准则，生产出高强、高韧性、中弹、低热和高极拉值的抗裂混凝土。
2）增配构造筋提高抗裂性能。
配筋应采用小直径、小间距。
全截面的配筋率应在0.3-0.5%之间。
3）避免结构突变产生应力集中，在易产生应力集中的薄弱环节采取加强措施。
4）在易裂的边缘部位设置暗梁，提高该部位的配筋率，提高混凝土的极限拉伸。
5）在结构设计中应充分考虑施工时的气候特征，合理设置后浇缝，保留时间一般不小于60天。
如不能预测施工时的具体条件，也可临时根据具体情况作设计变更。
2、施工措施
1）严格控制混凝土原材料质量和技术标准，选用低水化热水泥，粗细骨料的含泥量应尽量减少（1-1.5%以下）。
优选混凝土各种原材料。
在条件许可情况下，应优先选用收缩性小的或具有微膨胀性的水泥。
骨料在大体积混凝土中所占比例一般为混凝土绝对体积的80%-83%，应选择线膨胀系数小、岩石弹模较低、表面清洁无弱包裹层、级配良好的骨料。
砂除满足骨料规范要求外，应适当放宽石粉或细粉含量，砂子中石粉比例一般在15%-18%之间为宜。
粉煤灰只要细度与水泥颗粒相当，烧失量小，含硫量和含碱量低，需水量比小，均可掺用在混凝土中使用。
高效减水剂和引气剂复合使用对减少大体积混凝土单位用水量和胶凝材料用量，改善新拌混凝土的工作度，提高硬化混凝土的力学、热学、变形、耐久性等性能起着极为重要的作用，也是混凝土向高性能化发展不可或缺的重要组分。
2）细致分析混凝土集料的配比，控制混凝土的水灰比，减少混凝土的坍落度，合理掺加塑化剂和减少剂。
3）采用综合措施，控制混凝土初始温度。
4）根据工程特点，充分利用混凝土后期强度，可以减少用水量，减少水化热和收缩。
5）加强混凝土的浇灌振捣，提高密实度。
6）混凝土尽可能晚拆模，拆模后混凝土表面温度不应下降15℃以上，混凝土的现场试块强度不低于C5。
7）采用两次振捣技术，改善混凝土强度，提高抗裂性。
8）根据具体工程特点，采用UEA补偿收缩混凝土技术。
9）对于高强混凝土，应尽量使用中热微膨胀水泥，掺超细矿粉和膨胀剂，使用高效减水剂。
通过试验掺入粉煤灰，掺量15%-50%。
粉煤灰混凝土在台电现场应用的实例
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摘要：
国华台电一期工程位于广东沿海地区常年气温较高、地材级配不好，如何改善混凝土的和易性、提高抗压强度（尤其是后期强度）、提高抗渗性、提高抗硫酸盐侵蚀性、抑制碱-骨料反应、降低水化热等，是我们所面临的一系列问题。
通过一段时间的实践，第一建筑试验室摸索出了相应的解决方法，截止到目前为止本工程已浇筑的混凝土除在质量上达标外，在外观上也达到清水的混凝土的施工工艺的标准。
同时由于大量采用粉煤灰，仅材料节约一项就十分可观。
关键词：
混凝土、大体积混凝土、粉煤灰、外加剂、海砂
工程概述：
国华台山发电厂规划装机容量为8台600MW等级烧煤发电机组，是广东省主力电厂之一。
一期工程拟先建2台600MW国产燃煤机组，国华台山发电厂为于珠江口以西60公里的铜古湾口西侧海岸边，该地区多年平均气温22.6℃，多年平均降水量2184.4mm。
作为天津电力建设公司在南方市场的第一个大工程，公司的经营宗旨是将台电建造成精品工程，但是由于我公司是第一次进入南方市场，缺乏在南方的施工经验，特别是土建工程中的重点-如何生产出优质的混凝土将是一大难题，主要是由于该地区地材品质不好，为此试验室人员通过大量的试配试验工作，使我公司混凝土的生产水平得以保证。
1.原材料情况
本工程所用混凝土均为泵送混凝土，设计依据《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2000，在通过大量对比试验工作后，经过综合分析材料的优缺点确定使用材料如下：
1.1砂
本工程采用业主指定的海砂，经检验符合《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》JGJ52-92。
其中细度模数uf=3.0为中砂，Cl-含量经检验平均值为0.02%满足普通混凝土施工要求。
但是泵送混凝土要求通过0.315mm筛孔的砂不应少于15%，所用海砂仅为6%左右，不宜用在泵送混凝土中。
1.1.1本工程用海砂的显著特点及解决方法：
优点：
海砂质地纯净，含泥量及泥块含量较低，本砂在进行混凝土生产中由于缺少较细颗粒，每方混凝土需水量较少，故同等水灰比下水泥用量较少。
缺点：
由于砂级配不好，其中缺少近9%较细颗粒，故而在同等水泥用量情况下，混凝土流动性、粘聚性、保水性极差，造成混凝土达不到泵送要求，并且泌水现象严重，给施工带来了很大困难。
解决方法：
一方面要求外加剂厂从外加剂的组分上增加保塑剂，提高混凝土的和易性。
另一方面使用粉煤灰在节约水泥的同时起到补充砂中所缺细颗粒的作用，改善混凝土的和易性。
1.1.2石
本工程采用当地所产碎石，依据《普通混凝土用碎石或卵石的质量标准及检验方法》JGJ53-92，测得最大粒径31.5mm，但级配不好及不属于单粒级也不属于连续粒级，压碎指标为12.9%。
1.1.3水泥
本工程采用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥（本地区无矿渣水泥），水化热较高不宜用于大体积混凝土。
为了加强水泥的利用率减少水泥用量达到减少水泥水化热的目的，我们通过试验得到了工程中所使用的金羊牌P.O32.5R及银羊牌P.Ⅱ32.5R、P.Ⅱ42.5R水泥的富余系数。
如下表所示：
序号
水泥品种
水泥标号
富余系数
备注
1
银羊牌P.Ⅱ
32.5R
1.2
/
2
银羊牌P.Ⅱ
42.5R
1.2
/
3
金羊牌P.O
32.5R
1.2
/
1.1.4粉煤灰
采用上海黄浦电厂生产的Ⅱ级粉煤灰，细度12%，烧失量5%，需水量比99%，产品性能比较稳定。
1.1.5外加剂
采用广东柯杰外加剂科技有限公司生产的新型泵送剂（聚羟酸系）。
2.存在的问题与解决方案
2.1泌水
泌水是混凝土的通病之一，只能通过优化配合比减少泌水量，特别是在大体积混凝土施工中如何尽量减少泌水是工作的难点。
引起混凝土泌水的主要原因有坍落度过大、水泥用量少、外加剂适应性差、砂石保水性差等因素有关。
在满足现场施工的前提下，采用尽量控制混凝土的坍落度，利用外加剂增加混凝土的和易性，掺用粉煤灰降低混凝土的泌水率，来达到降低混凝土泌水量的目的。
2.2凝结时间
在大体积混凝土中由于施工截面过大，易产生凝结施工缝，为避免这种情况发生，要求适当延长混凝土出凝时间。
采用模拟试验的方法，测出缓凝剂掺量不同时，对凝结时间的影响，施工时再根据浇筑时的气温、钢筋、模板等的温度，充分考虑现场与试验室的温度和环境的差异，选取合理的缓凝剂掺量。
2.3控温防裂
大体积混凝土浇筑完成后，由于混凝土内部水泥水化过程中产生的热量在内部积累，而不能及时扩散造成混凝土内部与外部的温差极大，因而产生温度应力造成裂缝。
为了防止温度裂缝的出现，一方面在混凝土配合比设计中采用掺加粉煤灰减少水泥用量降低水化热，另一方面掺用缓凝剂延长水化时间，达到降低水化热的目的。
施工中混凝土内部布冷却水管，表面覆盖养护，尽量减小内外温差达到防止温度裂缝出现的目的。
3.台电现场混凝土配合比的具体情况（见附表）
4.对施工的工艺要求
针对上述配合比为使其达到预期的效果我们对现场的浇筑提出了以下要求：
4.1要求使用大模板
为了使混凝土浇筑的外观工艺达到清水混凝土的施工工艺，我们要求使用大模板施工这样可以减少模板缝美化外观。
同时对于模板与模板间的接缝用双面海棉粘结防止漏浆的发生。
除此以外，在模板内壁涂脱模剂，浇筑前及时清理柱脚、预埋件、预留孔洞的垃圾以保证浇筑成型的混凝土表面光滑。
4.2混凝土搅拌时间要求
粉煤灰混凝土拌合物一定要搅拌均匀，搅拌时间宜比基准混凝土拌和物延长10-30s，泵送粉煤灰混凝土拌和物运到现场时坍落度不得小于80mm，并严禁在装入泵车时加水。
4.3浇筑、振捣、成型、养护要求
由于本工程地处广东气温较高，夏季现场日间气温能达到30度以上，为了避免因温度过高造成混凝土坍落度损失过快不利于施工。
一方面通过在混凝土中增大外加剂的用量，使坍落度的损失尽量减小，另一方面尽量合理安排组织施工，是混凝土浇筑等待时间尽量缩到最短。
混凝土施工要求连续运输，浇筑及间歇的全部时间不得超过混凝土的出凝时间，振捣要求充分不得漏振或过振。
粉煤灰混凝土成型后，为防止表面因失水而产生微小裂纹，必须进行二次以上压面。
混凝土施工完毕后，应加强养护表面宜加遮盖，并保持湿润，暴露面的潮湿养护时间不的少于14天，干燥或炎热气候条件下的养护时间不得少于21天。
5.达到的技术指标
5.1混凝土工作性能：
在最低水泥用量300kg/m3的情况下，混凝土坍落度能够达到泵送要求，泌水率也得到较好的控制。
5.2外观指标：
平整度良好，达到清水混凝土的标准。
5.3质量指标：
混凝土28天抗压强度合格率为100%。
5.4经济指标：
截止到2002年6月底完成混凝土浇筑方量2.78万方，供计节约混凝土材料成本48万元（台电项目部给定的单方混凝土成本目标值比定额给定值要低4元左右）。
结束语
本工程混凝土施工得以顺利进行，除了第一建筑试验室全体人员的共同努力外，还要感谢项目部领导的支持和现场各施工部门的积极协助和配合。
但在混凝土的整个生产过程中还有许多的问题需要改进和解决，我们将不遗余力的继续努力，提供最经济、合理的混凝土配合比，为天津电力建设公司创精品工程贡献一份力量。
附参考书目
1.冯浩、朱清江《混凝土外加剂工程应用手册》1999年中国建筑工业出版社。
2.陈尧启、陈煜《主体工程施工技术及质量通病防治》1998年同济大学出版社。
3.重庆建筑大学、云南工业大学等《建筑材料》1994年重庆大学出版社。
4.李立权《混凝土配合比设计手册》2001年华南理工大学出版社。
5.《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002。
6.《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2000。
7.《粉煤灰混凝土应用技术规范》GBJ-146-90。
8.《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》JGJ52-92。
9.《普通混凝土用碎石及卵石质量标准及检验方法》JGJ53-92。
3.1普通混凝土配合比附表一
序号
砼强度等级
水泥品种
配合比
强度（MPa）
坍落度（mm）
水泥
砂
石
水
粉煤灰
外加剂
3d
7d
28d
新拌砼
30min
60min
1
C25
金羊42.5RP.O
271
744
1091
170
81广州
4.21
15.1
22.2
32.9
130
110
/
2
C25
银羊32.5RP.O
271
744
1091
163
81黄浦
4.21
20.8
24.6
34.9
160
110
/
3
C25
银羊42.5RP.Ⅱ
238
790
1086
165
71黄浦
3.9
27.6
31.8
33.3
130
105
/
4
C30
银羊42.5RP.O
269
748
1122
181
81黄浦
4.36
21.5
29.0
33.4
150
105
60
5
C30
银羊42.5RP.Ⅱ
269
765
1122
163
81黄浦
4.36
30.1
34.7
40.5
170
115
50
6
C35
金羊32.5RP.O
330
736
1056
180
98广州
5.2
21.1
29.4
45.0
175
115
7
C35
金羊42.5RP.O
300
751
1083
176
90广州
4.68
24.1
30.9
42.6
170
50min
80mm
8
C35
银羊42.5RP.Ⅱ
300
754
1086
170
90黄浦
5.46
32.9
42.5
49.1
180
150
120
3.2大体积混凝土
3.2.1配合比附表二
编号
砼强度等级
水泥品种
配合比
坍落度（mm）
水泥
砂
石
水
黄浦粉煤灰
外加剂
新拌砼
30min
60min
1
C35
银羊42.5RP.Ⅱ
300
754
1086
170
90
1.4%KJ-PL
5.46
180
150
120
2
C35
银羊42.5RP.Ⅱ
300
754
1086
170
90
1.4%KJ-PL0.01%KJ-R
5.50
180
155
120
3
C35
银羊42.5RP.Ⅱ
300
754
1086
170
90
1.4%KJ-PL0.02%KJ-R
5.54
185
160
130
3.2.2混凝土其它各项技术指标附表三
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