混凝土温度裂缝,由混凝土内、外温度变化产生的裂缝。常发生在散热条件差的水工大体积混凝土中。混凝土刚浇筑时,处于塑性流动状态,水泥在水化反应凝结过程中会产生大量的水化热,使体积自由膨胀,达到最高温度时,混凝土基本固结,其后混凝土开始降温并收缩产生裂缝。在与岩基接触部位,混凝土收缩受到岩基约束产生较大的拉应力,会出现基础贯穿裂缝和深层裂缝;若遇寒潮,内、外温差相对较大,变形受到内部混凝土约束,混凝土会出现表面裂缝。防止混凝土出现裂缝的措施除提高混凝土质量外,主要是混凝土温度控制。
混凝土裂缝产生的原因分析 1 塑性收缩裂缝 塑性裂缝多在新浇注的混凝土构件暴露于空气中的上表面出现,塑性收缩是指混凝土在凝结之前,表面因失水较快而产生的收缩。 塑性裂缝产生的主要原因为:混凝土在终凝前...
1、砼顶板强度没到就拆模了,拆模早。 2、上人过早。 3、打砼过程中,表面没收理好,收缩开裂。 4、砼内的矿粉加多了,前期强度来的太快
对于体积较大的混凝土块体来说,由于硬化初期水泥和水,水化时放热的作用,使混凝土内部处于升温状态,即水化热很高40°c~60°c左右。外层混凝土因比内部混凝土温度低,相对产生了受冷收缩,这种收缩受到内部...
混凝土温度应力是产生混凝土温度裂缝的原因,降低单位混凝土水泥用量减少发热量、预埋冷却水管降低混凝土温度峰值和外部保温蓄热的措施是控制混凝土温度裂缝的关键。
混凝土温度裂缝的分析及预防措施——温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大的地区的混凝土结构中,温度裂缝的走向通常无一定规律,大面积结构裂缝常纵横交错;梁板类长度尺寸较大的结构,裂缝多平行于短边:贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行,裂缝...
温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。混凝土浇筑后,在硬化过程中,水泥水化产生大量的水化热,导致内部温度急剧上升,而混凝土表面散热较快,就形成内外的较大温差,较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同,使混凝土表面产生一定的拉应力,当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时,混凝土表面就会产生裂缝,这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。
温度裂缝的走向通常无一定规律,大面积结构裂缝通常纵横交错;梁板类长度尺寸较大的结构,裂缝多平行于短边。裂缝宽度大小不一,受温度变化影响较为明显,冬季较宽,夏季较窄。
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。
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。因此,在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。
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,从而改善了可泵性。
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。
1.2.2施工工艺改进
a.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。
b.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。
c.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。
裂缝的出现不但会影响结构的整体性和刚度,还会引起钢筋的锈蚀、加速混凝土的碳化、降低混凝土的耐久性和抗疲劳、抗渗能力。因此根据裂缝的性质和具体情况,我们要区别对待、及时处理,以保证建筑物的安全使用。
混凝土裂缝的修补措施主要有以下一些方法:表面修补法,嵌缝法,结构加固法。
2.1表面修补法
表面修补法是一种简单、常见的修补方法,它主要适用于稳定和结构承载能力没有影响的表面裂缝以及深进裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料,在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂,通常可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。
2.2嵌缝法
嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法,它通常是沿裂缝凿槽,在槽中嵌填塑性或刚性止水材料,以达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等等;常用的刚性防水材料为聚合物水泥砂浆。
2.3结构加固法
当裂缝影响到混凝土结构的性能时,就要考虑采用加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中常用的主要有以下几种方法:加大混凝土结构的截面面积,在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。
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混凝土浇筑后,初凝过程中因水化热得不到及时散发,导致混凝土内部温度较高,内外温差较大,使混凝土的形变超过极限引起的裂缝。
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特点
1)温度裂缝在结构中较多见,有表面的、深层的和贯穿的。
2)表层温度裂缝走向无一定规律,常纵横交错呈龟纹状,且多发生在施工期间。
3)深层和贯穿的温度裂缝一般与结构或构件短边方向平行或接近于平行,裂缝沿全长分段出现,多发生在混凝土浇筑后2~3个月或更长的时间,且冬季缝宽,夏季缝窄。
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典型实例
图1:表层温度裂缝
图2:深层(贯穿)温度裂缝
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原因分析
1)表层温度裂缝多数是由于温差较大而引起的。混凝土结构构件,特别是大体积混凝土基础浇筑后,在硬化期间水泥放出大量水化热,内部温度不断上升,使混凝土表面和内部温差较大。当产生非均匀的降温时,将导致混凝土表面急剧的温度变化而产生较大的降温收缩,此时表面受到内部混凝土的约束,将产生很大的拉应力。而混凝土早期抗拉强度很低,因而出现裂缝。但这种温差在表面处较大,离开表面就很快减弱,因此,裂缝只在接近表面较浅的范围内出现,表层以下结构仍保持完整。
2)深层和贯穿的温度裂缝多由于结构温差较大,受到外界的约束而引起。当大体积混凝土基础、墙体浇筑在坚硬地基或厚大的老混凝土垫层上时,没有采取隔离层等放松约束的措施,如果混凝土浇筑时温度很高,加上水泥水化热的温升很大,使混凝土的温度很高,当混凝土降温收缩,全部或部分受到地基、混凝土垫层或其他外部结构的约束,将会在混凝土内部出现很大的拉应力,产生降温收缩裂缝。这类裂缝较深,有时是贯穿性的,将破坏结构的整体性。基础工程长期不回填,受风吹日晒或寒潮袭击等作用,框架结构的梁、墙板、基础梁,由于与刚度较大的柱、基础约束,或预制构件浇筑在台座或台座伸缩缝处,因温度变形受到约束,降温时也常出现这类裂缝。
3)采用蒸汽养护的预制构件,混凝土降温控制不严,降温过速,或养护窑坑急速揭盖,使混凝土表面急速降温,而受到肋部或胎膜的约束,常导致构件表面或肋部出现裂缝。
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预防措施
1)防止表面温度裂缝关键在于控制混凝土内外的温差。混凝土浇筑后要及时覆盖洒水养护,冬季要采取保温措施,不要过早拆模与保温层。拆模时要控制混凝土内外温差在25℃以内。地下结构拆模后要及时回填。
2)防止深层和贯穿裂缝,要尽量选用水化热低的水泥,或掺入适量的粉煤灰。
3)选用级配良好的骨料,控制砂石含泥量和水灰比,充分振捣,提高混凝土的密实度和抗拉强度。
4)降低混凝土浇筑温度,如浇筑时避开炎热天气,用冰水拌合混凝土等。
5)分层、分块间隔浇筑大体积混凝土,间隔时间5~7天,以利于散热和减少约束。
6)每隔30m留一条后浇带,待40天后再浇筑,以减小温度收缩应力。
7)在岩石等坚硬地基上浇筑长、大混凝土基础时,可先用沥青等铺设隔离层,以减轻约束力。
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混凝土工程裂缝及预防:温度裂缝及预防
温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。混凝土浇筑后,在硬化过程中,水泥水化产生大量的水化热,(当水泥用量在350~550kg/m3,每立方米混凝土将释放出17500~27500kJ的热量,从而使混凝土内部温度升达70℃左右甚至更高)。由于混凝土的体积较大,大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发,导致内部温度急剧上升,而混凝土表面散热较快,这样就形成内外的较大温差,较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同,使混凝土表面产生一定的拉应力(实践证明当混凝土本身温差达到25℃~26℃时,混凝土内便会产生大致在10MPa左右的拉应力)。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时,混凝土表面就会产生裂缝,这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。在混凝土的施工中当温差变化较大,或者是混凝土受到寒潮的袭击等,会导致混凝土表面温度急剧下降,而产生收缩,表面收缩的混凝土受内部混凝土的约束,将产生很大的拉应力而产生裂缝,这种裂缝通常只在混凝土表面较浅的范围内产生。
温度裂缝的走向通常无一定规律,大面积结构裂缝常纵横交错;梁板类长度尺寸较大的结构,裂缝多平行于短边;深入和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接近平行,裂缝沿着长边分段出现,中间较密。裂缝宽度大小不一,受温度变化影响较为明显,冬季较宽,夏季较窄。高温膨胀引起的混凝土温度裂缝是通常中间粗两端细,而冷缩裂缝的粗细变化不太明显。此种裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。
主要预防措施:一是尽量选用低热或中热水泥,如矿渣水泥、粉煤灰水泥等。二是减少水泥用量,将水泥用量尽量控制在450kg/m3以下。三是降低水灰比,一般混凝土的水灰比控制在0.6以下。四是改善骨料级配,掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量,降低水化热。五是改善混凝土的搅拌加工工艺,在传统的“三冷技术”的基础上采用“二次风冷”新工艺,降低混凝土的浇筑温度。六是在混凝土中掺加一定量的具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂,改善混凝土拌合物的流动性、保水性,降低水化热,推迟热峰的出现时间。七是高温季节浇筑时可以采用搭设遮阳板等辅助措施控制混凝土的温升,降低浇筑混凝土的温度。八是大体积混凝土的温度应力与结构尺寸相关,混凝土结构尺寸越大,温度应力越大,因此要合理安排施工工序,分层、分块浇筑,以利于散热,减小约束。九是在大体积混凝土内部设置冷却管道,通冷水或者冷气冷却,减小混凝土的内外温差。十是加强混凝土温度的监控,及时采取冷却、保护措施。十一是预留温度收缩缝。十二是减小约束,浇筑混凝土前宜在基岩和老混凝土上铺设5mm左右的砂垫层或使用沥青等材料涂刷。十三是加强混凝土养护,混凝土浇筑后,及时用湿润的草帘、麻片等覆盖,并注意洒水养护,适当延长养护时间,保证混凝土表面缓慢冷却。在寒冷季节,混凝土表面应设置保温措施,以防止寒潮袭击。十四是混凝土中配置少量的钢筋或者掺入纤维材料将混凝土的温度裂缝控制在一定的范围之内。