山西科技ＳＨＡＮＸＩ ＳＣＩＥＮＣＥ ＡＮＤ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ２０１０年第２５卷第２期 ●应用技术 浅谈混凝土裂缝的成因及控制措施 甄铁 （中冶天工西北分公司，山西太原，０３０００８） 摘要：泵送混凝土因本身的工艺特点及施工工艺等因素造成裂缝普遍存在，在很大程度上影 响结构的抗渗和耐久性能，应该引起足够重视。文章根据工程应用实践及国家现行施工 规范要求，对泵送混凝土裂缝的产生原因及预防措施进行分析。 关键词：泵送；混凝土；裂缝；防治 中图分类号：ＴＵ５２８．０６４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００４—６４２９（２０１０）０２－０１２４－０２ 泵送混凝土指用混凝土泵沿管道输送和浇筑混凝土拌合物， 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 是随着现代施工技术进步而发展起来的，我国泵送混凝土施工技 矿渣硅酸盐水泥。此外，可充分利用混凝土后期强度，以减少水 术始于１９７９年上海宝山钢铁厂工程，它的广泛使用加快了施工 泥用量。因此，为更好地控制水化热所造成的温度升高、减少温 进度，提高了工效，占用场地小，也减少了对环境的污染。集中搅拌 度应力，可以根据工程结构实际承受荷载的情况，对工程结构的 混凝土不仅能改善混凝土的施工性能、施工质量，提高文明施工程 强度和刚度进行复核与验算，并取得设计单位的同意后，可用 度，而且也能减少收缩、防止开裂，提高抗渗性、改善耐久性。 ５６ ｄ或９０ ｄ抗压强度代替２８ ｄ抗压强度作为设计强度。由于过 １ 温度裂缝的成因及控制 去土木建筑物层数不多、跨度不大，且多为现场搅拌，施工工期 １．１ 温度裂缝产生的原因 短，混凝土标准试验龄期定为２８ ｄ，但对于具有大体积钢筋混凝 水泥水化是一个放热的化学反应过程，其间产生一定的水化 土基础的高层建筑，大多数的施工期限很长，少则１—２年，多则 热。每克水泥放出５０２ Ｊ的热量，如果以水泥用量３００，－５５０ ｋ咖，来 ４～５年，２８ ｄ不可能向混凝土结构，特别是向大体积钢筋混凝土 计算，每１ ｍ 混凝土将放出１５ ５００—２７ ５００ ｋＪ的热量，且大部分 基础施加设计荷载，因此将试验混凝土标准强度的龄期推迟到 水泥水化热在３ ｄ内释放出来。混凝土是热的不良导体，特别是大 ５６ ｄ或９０ ｄ是合理的，正是基于这点，国内外许多专家均提出这 体积混凝土，产生的大量水化热不容易散发，内部温度不断上升， 样的建议。如果充分利用混凝土的后期强度，可使每１ ｍ，混凝土 而混凝土表面散热决，使混凝土内外截面产生温度梯度，特别是昼 的水泥用量减少４０—７０ ｋｇ左右，则混凝土温度相应降低４ ｏＣ～ 夜温差大时，内外温度差别更大，内部混凝土热胀变形产生压力， ７℃。另一方面，应当严格控制混凝土的出机温度和浇筑温度。对 外部混凝土冷缩变形产生拉力，此时混凝土拉抗强度较低，当混凝 于出机温度和浇筑温度的控制，《混凝土质量控制标准》 土内部拉应力超过其抗拉强度时，混凝土便产生裂缝。这种裂缝的 （ＧＢ５０１６４－－９２）中明确规定：高温季节施工时，混凝土最高浇筑 特点是裂缝出现在混凝土浇筑后的３—５ ｄ，初期出现的裂缝很细， 温度不宜超过３５℃。为了降低混凝土的出机温度和浇筑温度， 随着时间的推移而继续扩大，甚至达到贯穿的情况。 可以采取下面的办法：①降低原料温度，每ｌｍ，混凝土中集料所 １．２温度裂缝的控制措施 占重量最大，所以最有效的办法是降低集料温度。在气温较高 混凝土内部的温度与混凝土厚度、水泥品种、水泥用量有 时，为了防止太阳直接照射，可以在砂石堆场搭设简易遮阳棚， 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 必要时可向集料喷淋雾状水，或者在使用前用冷水冲洗集料；② 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 在搅拌混凝土时加冰块冷却；③生产砼时避开当天高温时段；④ 混凝土，其形成的温度应力与结构尺寸相关，在一定尺寸范围 对搅拌运输车罐体、泵送管道采取保温、冷却措施。 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 ２干缩裂缝的成因及控制 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。 ２．１ 干缩裂缝产生的原因 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 混凝土浇注后仍处于塑性状态时，由于表面水分蒸发过快 土内部和表面的温度差。减少温差的措施是选用中热硅酸盐水 而产生的裂缝。这类裂缝多在表面出现，形状不规则，长短不一， 呈龟裂状，深度一般不超过５０ ｍｍ，但时薄板结构，如果混凝土 收稿日期：２０１０—０２—２３ 中掺有含泥量大的粉砂则可能穿透。产生此类裂缝的主要原因 作者简介：甄铁，男，１９７３年出生，２００２年毕业于西安建筑 是混凝土浇注后３ ４ ｈ左右表面没有被覆盖，特别是平板结 科技大学，工程师，０３０００８，山西省太原市 构，在炎热或大风干燥天气条件下，混凝土表面水分蒸发过快， ・１２４・ 甄铁：浅谈混凝土裂缝的成因及控制措施 ２０１０年第２５卷第２期 或者是基础、模板吸水过快，以及混凝土本身的高水化热等原因 造成混凝土产生急剧收缩，而此时混凝土强度几乎为零，不能抵 抗这种变形力而导致开裂，从混凝土中蒸发和被吸收水分的速 度越快，干缩裂缝越易产生。而预拌混凝土公司为了满足施工现 场的可泵性、流动性，出机混凝土坍落度和砂率较大，加之夏季 灰比越大，干燥收缩越大。④最佳砂率的确定。混凝土的干燥收 缩随着砂率的增大而增大，但增加的数值不大。泵送混凝土宜加 大砂率，但不是笼统和无限的，也应在最佳砂率范围内，可以通 过理论计算和工程实践确定。⑤化学外加剂的选用。掺加减水 剂、泵送剂，特别是同时掺加粉煤灰的双掺技术不会增大干燥收 缩，但是对于某些减水剂、泵送剂，尤其是具有引气作用时，有增 大混凝土干燥收缩的趋势。因此，在选用外加剂时，必须选用干 高温中为降低坍落度损失，以及大体积混凝土中均掺缓凝剂，早 期强度较低，所以水分特别容易散失，表面容易形成裂缝。 ２．２干缩裂缝的控制措施 燥收缩小的减水剂或泵送剂。⑥正确选择养护时间和方法。混凝 土浇筑面受到风吹日晒，表面干燥过快，产生较大的收缩，受到 防止干缩裂缝的措施主要包括以下几点：①合理选择水泥品 种。一般来说，水泥的需水量越大，混凝土的干燥收缩越大。不同 内部混凝土的约束，在表面产生拉应力而开裂。如果混凝土终凝 水泥混凝土的干燥收缩按其大小顺序排列为：矿渣硅酸盐水泥、 之前进行早期保温保湿养护，对减少干燥收缩有一定作用。 普通硅酸盐水泥、中低热水泥和粉煤灰水泥。所以，从减少收缩 ３小结 的角度出发，宜采用中低热水泥和粉煤灰水泥。②控制水泥用 泵送混凝土梁出现的裂缝常常是非荷载因素造成的，由于 量。混凝土干燥收缩随着水泥用量的增加而增大，但是增加量不 混凝土的收缩而造成裂缝形成是其中最主要的一个原因。要有 显著。在有可能减少水泥用量时，还是尽可能降低水泥用量，因 效地提高混凝土构件的抗裂性能，在施工中应优化混凝土配合 为泵送混凝土的水泥用量偏高，Ｃ２０～Ｃ６０混凝土的水泥用量一 比，加强对原材料质量的控制，选用水化热小和收缩小的水泥及 般约为２５０～５００ ｋｇ／ｍ 。③用水量的把握。混凝土的干燥收缩受 严格控制砂、石子的含热量，加强对混凝土浇筑和养护的管理， 用水量的影响最大，在同一水泥用量条件下，混凝土的干燥收缩 加强振捣，提高混凝土的密实性和抗拉强度。设计中应重视构造 和用水量成正比，当水泥用量较高的条件下，混凝土的干燥收缩 钢筋的作用，对泵送混凝土梁应加强梁的腰筋，从构造上约束和 随着用水量的增加而急剧增大。综合水泥用量和用水量来说，水 限制混凝土的收缩。 Ｃａｕｓｅｓ ｏｆ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｃｒａｃｋｓ ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ Ｍｅａｓｕｒｅｓ ＺＨＥＮＧ Ｔｉｅ ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ｃｒａｃｋｓ ｉｎ ｐｕｍｐｉｎ ｇ ｃｏｎｃｒｅｔｅ，ｖｅｒｙ ｃｏｍｍｏｎ ｄｕｅ ｔｏ ｉｔｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｉｒｓｔｉｃｓ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ， ｇｒｅａｔｌｙ ａｆｆｅｃｔ ｔｈｅ ｉｍｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ａｎｄ ｎｅｅｄ ｇｒｅａｔ ａｔｔｅｎｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ，ｂａｓｅｄ ｏｎ ａｃｔｕａｌ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｔ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｓｔａｎｄａｒｄｓ，ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｃａｕｓｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｒａｃｋｓ ａｎｄ ｐｒｅｖｅｎｔｉｖｅ ｍｅａｓｕｒｅｓ． ＫＥＹＷＯＲＤＳ：ｐｕｍｐｉｎｇ；ｃｏｎｃｒｅｔｅ；ｃｒａｃｋ；ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ 术术）ｌｃ术车术术术术术 术丰举 水术术术术水术术术半术术术术爿（术术术术木术术水术术术牛车爿ｃ术术术爿（ （上接第１２１页） Ａ——回旋线的参数。 ４结束语 由（４）式得： ｒ＝Ａ ２，２ 曲线路段是产生行车危险的高危路段，超高是曲线路段设 若某点的曲线半径ｒ大于不设超高的圆曲线半径Ｒ不设，则 计的关键部分，做好超高设计是保证行车安全、减少行车事故、减 由回旋线原点到该点之间的区段内，曲线半径皆大于Ｒ 设，因 少行车危险的主要手段。因此，缓和曲线和平曲线超高的设置， 此，这一区段内不需设置超高。该区段长为： 对于平纵面线形产生的影响，在设计中应该引起重视，特别是高 ｌ ｛殳＝ＡＹＲ 不ｌｊ殳 等级公路，应格外重视路容的美观和协调。 因此，超高过渡的区段为【ｚＨ＋Ｚ 设，ＨＹ］和［ＹＨ，Ｈｚ—ｆ 设］。若 参考文献 超高在［ＺＨ＋Ｉ 设，ＨＹ］和［ＹＨ，ＨＺ—ｌ 设】区段内过渡时，超高渐变率 ［１］张雨化．道路勘测设计［Ｍ］．北京：人民交通出版社，１９９７． 仍小于１／３３０，则应按大于１／３３０至所需的超高渐变率算出的超 ［２］孙家驷．道路设计资料集［Ｍ］．北京：人民交通出版社，２００１． 高缓和段值 ，这时，超高过渡段区段为［ＨＹ—Ｌｃ，ＨＹ１和 Ｈ， ＹＨ＋Ｌｃ］。 ’ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｌｏｐｅｓ ｉｎ Ｈｉｇｈｗａｙ Ｄｅｓｉｇｎ ＣＨＥＮ Ｗｅｎｓｈｅｎｇ ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｓｌｏｐｅ ｄｅｓｉｇｎ ｉｓ ｔｈｅ ｍａｊｏｒ ｍｅａｓｕｒｅ ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｔｈｅ ｄｒｉｖｉｎｇ ｃｏｍｆｏｒｔ ａｎｄ ｌａｔｅｒａｌ ｓｔｂａｉｌｉｔｙ ｏｆ ｓｈｏｒｔ ｃｕｒｖｅｓ．Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ，ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ｓｌｏｐｅｓ ｉｎ ｈｉｇｈｗａｙ ｄｅｓｉｇｎ，ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｓｌｏｐｅ ｖａｌｕｅｓ ａｎｄ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｓａｆｅｔｙ ｏｆ ｈｉｇｈｗａｙ ｄｒｉｖｉｎｇ． ＫＥＹＷｏＩ Ｓ：ｈｉｇｈｗａｙ；ｓｌｏｐｅ；ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ ｃｕｒｖｅ；ｄｅｓｉｇｎ ・ｌ２５・