混凝土结构裂缝及其防治

　　混凝土收缩裂缝温差应力裂缝防治措施混凝土是一种不密实的非均质体，内部存在着固体、液体和孔隙。本文主要介绍混凝土结构在施工过程中由于收缩、温差应力产生裂缝的机理、影响因素、后果及在设计和施工中应采取的措施。

　　1收缩裂缝1.1收缩裂缝产生的机理收缩裂缝，是指混凝土在空气中凝固硬化过程中因体积缩小而产生的裂缝。由于混凝土中水泥和水反应后生成物的体积小于反应前两者体积之和，以及游离水分的蒸发使胶体失水产生紧缩，使混凝土在凝固硬化过程中体积缩小，当体积收缩受到约束不能自由实现时，即产生裂缝。

　　1.2混凝土收缩的彩响因素试验和实践证明，混凝土的收缩与下列因素有关：水泥的标号越篼，制成的混凝土收缩越大；水灰比越大，水泥浆越稀，收缩越大；混凝土中骨料的含量高，收缩小；在结硬养护过程中周围的湿度大，收缩小；混凝土制作越密实，收缩越小；1.3收缩裂缝案例分析1.3.1案例介绍某电厂废水池工程，为全现浇钢筋混凝土结构，底板长53800mm、宽mm、高3300mm，厚500mm（沿长度方向有3道整体浇筑的钢筋混凝土隔墙）。

　　S6防渗混凝土强度等级C20，约4500m3.于1998年3月25日上午浇筑完毕。4月2日发现池壁裂缝6条，自上而下，*长的2600mm，裂缝宽度约0.5mm.在随后的近2个月时间里裂缝增加到11条，长度均发展到底板，成为贯穿裂缝，裂缝宽度大的达1 1.3.2收缩裂缝产生的原因1.3.2.1设计因素该废水池由美国某公司负责设计。根据我国结构设计规范GB69-84的规定，此种构筑物伸缩缝的*大间距为20 m.对如此大尺寸的水池，原设计中未设置伸缩缝，使混凝土收缩无法实现，是造成结构裂缝的直接原因。

　　1.3.2.2施工因素废水池工程由负责3号机组安装的某电力建设工程公司施工，采用泵送混凝土。配合比设计中，用了较大的坍落度（14~16cm）。在实际施工中，用水量控制不够严格，水泥浆过稀，加大了混凝土在凝固硬化过程中的收缩量，成为池壁混凝土裂缝的一个原因。

　　混凝土浇筑完成后的养护工作做得不好，采用不连续人工浇水，不能保证混凝土始终处于潮湿环境下凝固硬化，养护持续时间短，之后池壁完全暴露在干燥的空气中，加大了混凝土的收缩，是导致裂缝产生的另一个原因。

　　1.4收缩裂缝的预防措施1.4.1伸缩缝间距应合理控制。我国规范对此已有明确要求，若为国外机构设计，也应参照我国规范进行复核。当构筑物体尺寸稍大于规范对伸缩缝的控制间距，且使用要求*好不留设伸缩缝时，应在构造及施工中采取措施，确保不出现收缩裂缝。

　　1.4.2对有防渗要求的构筑物，设计时要尽量选用直径较小的钢筋（含筋率不变，可缩小钢筋间距）。

　　适当增设与可能出现裂缝方向垂直的构造钢筋，以弥补混凝土抗拉应力的不足。对裂缝控制严格的项目，可在混凝土中掺人一定量的钢纤维，由于钢纤维与混凝土间有较好的粘结，能限制裂缝的产生。1.4.3配合比设计中应尽量减少水泥用量，控制水灰比，适当采用减水剂，减少水的用量。另外，有些减水剂（如FS-H减水剂）具有微膨胀性能，可以减少混凝土收缩。

　　1.4.4混凝土施工中，应按配合比严格控制各种材料的数量，不得随意加大用水量。

　　1.4.5分块施工，合理设置施工缝，减少混凝土收缩。

　　1.4.6对具备条件的项目，可采取底板、池壁一次浇筑完成，尽量减少对混凝土收缩的约束。

　　1.4.7对浇筑后的混凝土应加强养护，使其在尽可能潮湿的环境下凝固硬化，以减少混凝土的收缩。

　　1.S收缩裂缝的治理收缩裂缝一般于混凝土浇筑后5 d左右开始出现，随着时间的推移，裂缝条数及裂缝宽度逐渐增加，至3个月龄期时基本稳定。这时可以着手对收缩裂缝进行治理。现对上述废水池裂缝的修补方法作简要介绍。

　　首先沿池壁内外侧及顶部裂缝处，人工凿开一道5cm深的槽，清理干净，用水湿润24h后，用非收缩性灌浆料Masterflow 928灰浆进行灌筑，然后用湿布覆盖，对其进行5d左右的保湿养护，待其具有一定的强度后，移去模板和湿布，立即在外露的灰浆上涂Masterkure（CR）养护复合物进行长期养护。1年后，观察修补情况，效果良好，满足了该废水池的正常使用要求。

　　928灰浆为美国生产的篼强度、无收缩、自然凝结灰浆。可用于二次浇灌精密设备、机械、柱的底板或地脚螺栓。适用于浇灌要求强度低于500 MPa部位。用水混合后灰浆的温度*好在7~32之间，并保持其在达到抗压强度28 MPa前不结冰。灌浆时灰浆的温度在16：或更高点会得到*好的果。

　　将要灌浆的区域打毛并清理干净，使其具有良好的结合面，浇灌前用水浸泡24h，使其达到饱和。

　　浇灌后的灰浆用湿布进行养护，待其具有足够的强度（瓦工刀不能穿透）后，移去模板、湿布，立即用养护复合物Masterkure（CR）或MB-429进行长期养护。

　　2温差应力裂缝2.1温差应力裂缝的产生机理大体积混凝土施工阶段所产生的温差裂缝，是由于混凝土在凝固硬化过程中产生的大量水化热无法及时释放，使混凝土内外形成温差而产生应力，一旦温差应力超过混凝土能承受的抗拉应力时，即从混凝土表面开始出现裂缝。

　　2.2温差应力裂缝的影响因素通过对温差应力裂缝的产生原因分析可以看出，其主要影响因素为：水泥用量大，水化热多，混凝土内部温升高，内外部温差也大。

　　减少用水量，有助于降低水化热。

　　混凝土人模温度越篼，其凝固硬化过程中内部*高温度也相应提高。

　　外界气温越高，混凝土的浇筑温度也越篼；浇后外界温度下降，可带动混凝土表面温度下降，特别是气温骤降，会大大增加内外混凝土的温差。

　　养护过程中可通过提高混凝土的表面温度，达到降低混凝土内外温差的目的。

　　2.3温差应力裂缝案例分析2.3.1案例介绍1987年3月施工的某电厂2号机组汽机机座工程，其8根立柱断面为1900mmx1600mm，高9.5m，采用300号混凝土，某电力建设工程公司施工，采用普通级配混凝土，未对可能出现的温差应力裂缝采取有效的控制措施，拆模后发现混凝土表面出现多条长短不一、宽度较小（约0.03mm左右）的不规则裂缝，经观察确认为表面裂缝，未作处理。但汽机机座长期处于振动荷载作用下，这些裂缝可能对结构的耐久性产生影响。

　　2.3.2温差应力裂缝产生的原因混凝土配合比设计时，对温差应力可能产生裂缝认识不足，没有采取减少水泥用量的措施；为满足泵送要求，又选用了较大的坍落度和水灰比，导致混凝土在凝固硬化过程中水化热过大。

　　施工中未留测温孔，无法知道凝固过程中的混凝土内外温差，错过了采取补救措施的机会。

　　因施工期气温较低，又未采取可靠的保温措施，造成内外混凝土有较大的温差，较大的温差应力将混凝土表面拉裂。

　　2.4温差应力裂缝的防治措施在浇筑初期混凝土的强度和弹性模量都很低，对水化热引起的温升约束不大，相应的温差应力也较小。当达到一定令期时（7 d前后），内部温升至*篼，弹性模量的增高使混凝土间的相互约束力增大，以致产生很大的拉应力，当混凝土的抗拉应力不足以抵抗这种拉应力时，便开始出现温差裂缝。可以针对各个阶段采取相应的预防温差应力裂缝的措施：优化配合比设计，在满足设计标号的前提下把水泥用量降低到*小限度，这样就能减少水泥总的发热量，从而降低混凝土内部的*篼温度。另外，掺人一定量的磨细粉煤灰，可减少水泥用量。

　　控制混凝土的人模温度，通过降低骨料温度和加水搅拌等措施来降低混凝土的入模温度。对混凝土拌和温度影响*大的是石子的温度。因此，降低石子的温度是*有效的办法。如减少或避免骨料直接日照或对骨料喷淋冷水等方法。

　　采取保温养护法，可提篼混凝土的表面温度，缩小内外温差。如在混凝土表面或模板外侧覆盖草袋或塑料膜、混凝土表面蓄水等方法。降温法即通过在混凝土内部设置冷却水管等方法来降低内部温度，同样起到缩小温差的效果。

　　做好测'温工作，及时掌握混凝土内部温度变化及内外部温差情况，核算应力，对照当时混凝土的抗拉应力值，若有出现裂缝的可能，必须及时采取措施，降低温差。如加强保温、蒸汽养护等。

　　m以下土建工程，于1997年年初开工，下半年竣工，共施工大体积混凝土约30 000m3，采取了上述预防混凝土温差应力裂缝的措施，取得了良好的效果，混凝土内实外光，未出现一条裂缝。各个单位工程均被评为优良。

　　2.S温差应力裂缝的治理工程实践表明，大体积混凝土常见的裂缝，大多数是在不同深度的表面裂缝，而这些裂缝又较多发生在早期。主要因为早期混凝土内部温升篼，外表温度梯度较大，产生较大的拉应力，而早期混凝土的抗拉应力很低，容易产生裂缝。

　　对于温差应力裂缝，应区别不同情况，进行合理整治。对那些在干燥环境下工作，深度较浅的表面裂缝可不作处理。处在较潮湿环境下工作的构筑物出现的表面裂缝，可采用沥青油裔对其进行防水处理，隔断外部介质对钢筋的浸蚀，保证结构的耐久性。对深度较深或长期处于振动荷载作用下的结构裂缝，可采用环氧树脂压力灌浆的方法处理。避免裂缝扩展，保证结构安全。

　　3结语除了上述的混凝土收缩裂缝和温差应力产生的裂缝外，还应注意避免地基处理不当，造成结构不均匀沉降产生裂缝；避免某些结构应力突变处（如预留孔洞截面突变处）因应力集中而产生裂缝以及其他原因产生的裂缝。

　　对于结构混凝土裂缝的防治应区别不同的情况作具体分析。通常混凝土收缩和温差应力是同时作用的，但对不同的构筑物两者之间存在主次之分。

　　应在实践中注意分析，采取正确、完整的预防措施、避免裂缝的产生。

　　（上接第30页）3.2对于300MW机组，南方地区发电厂可设置1台启动锅炉，容量为20t/h；北方地区发电厂可设置1台启动锅炉，容量为40 t/h，或设置2台启动锅炉，容量各为20t/h. 3.3对于600MW机组，南方地区发电厂可设置1台启动锅炉，容量为35t/h；北方地区发电厂可设置1台启动锅炉，容量为70 t/h，或设置2台启动锅炉，容量各为35t/h. 3.4严寒地区发电厂的启动锅炉可与施工采暖用汽结合考虑，宜采用燃煤链条炉。其他地区发电厂的启动锅炉，宜采用燃油快装炉或散装炉。

　　3.S启动锅炉出口蒸汽参数宜为：压力1.27