混凝土的早期裂縫控制1混凝土出現(xiàn)宏觀裂縫（0.05mm以上）是普遍現(xiàn)象多數(shù)情況下無明顯危害，查明原因后可以接受2但開裂又常是：設計有誤、原材料選擇不當、配比不良，施工質量低劣的綜合反映可能隱含抗?jié)B性差、強度不足、材料嚴重不勻、結構有薄弱環(huán)節(jié)或混凝土、鋼筋材料已遭受腐蝕和損傷甚至是面臨破壞的前兆所以，出現(xiàn)裂縫必須尋求原因，采取相應對策3混凝土開裂多發(fā)在早期（施工階段）——原因綜合、多樣后期使用過程中的開裂，許多也源于施工階段——如采用劣質水泥、活性骨料、CaCl2摻合料4

早期裂縫類型硬化前的裂縫——塑性裂縫硬化后的裂縫——收縮裂縫（溫降收縮、干燥收縮、自生收縮）收縮裂縫通常不會對結構的承載能力造成損害引起滲漏和超過允許寬度的收縮裂縫要堵縫修補小于0.15mm裂縫在濕潤環(huán)境下能自愈合但要排除可能隱患，如水泥質量低劣、骨料含泥量過大、拌料工任意加水、養(yǎng)護不良等導致混凝土強度和耐久性不足5

后期裂縫類型荷載裂縫干縮裂縫沉降等變形裂縫溫度變化裂縫混凝土腐蝕裂縫和鋼筋銹蝕裂縫

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硬化前的塑性裂縫塑性干縮裂縫塑性沉降裂縫其它塑性裂縫8塑性干縮裂縫（新拌混凝土）表面失水（蒸發(fā)﹥泌水）→干縮→開裂蒸發(fā)與大氣相對濕度RH%、大氣濕度t、混凝土澆筑溫度th、風速u有關

為防止開裂，蒸發(fā)速度應小于：1kg/m2·hr（傳統(tǒng)的高水灰比混凝土）0.3－0.5kg/m2·hr（低水灰比混凝土）

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RH↓，t↑，th↑，u↑，蒸發(fā)量增加

水泥用量↑水泥細度↑粉煤灰↑用水量↑緩劑↑塑性干裂可能性增加

風速影響很大，RH=100%，t=4℃，th=27℃，三級風（16km/hr）→蒸發(fā)速度1kg/m2·hr

10防止塑性開開裂措施混凝土入模模后預防外外露表面失失水盡快用塑料料膜覆蓋工工作作面保持最最小降低混凝土土的入模溫溫度噴霧濕潤上上方空氣設置遮蔽棚棚，防止陽陽光直射澆筑前潤濕濕模板和底底板降低混凝土土粉料總量量降低用水量量外加引氣劑劑（混凝土土含氣量4.5±1.5%））通過抹面、、壓光消除除早期塑性性裂縫11塑性沉降裂裂縫—骨料下沉引引起12其他塑性裂裂縫模板松動支架下沉振搗不充分分拖動振搗棒棒13硬化混凝土土早期收縮縮裂縫干燥收縮（（失水）溫度收縮（（水化熱降降溫）自生收縮（（主要在低低水膠比混混凝土）塑性裂縫基基礎上擴展展的收縮裂裂縫混凝土不均均勻引起的的裂縫加水、拖動動振搗棒、、摻和料分分布不勻、、振搗不勻勻低水膠比混混凝土的干干燥收縮小小于高水膠膠比混凝土土，加上自生收收縮后則大大于高水膠膠比混凝土土14影響混凝土土開裂的主主要因素⑴混凝土收收縮程度；；⑵所受約束束程度；⑶混凝土彈彈性模量；；⑷徐變或松松弛能力；；⑸抗拉變形形能力或抗抗拉強度15外部約束內部約束16干縮裂縫控控制配置低收縮縮混凝土減少拌和水水量，減少少漿體體積積，加大粗粗骨量的最最大粒徑和和骨料含量量降低拌料入入模溫度，，選擇低含含堿量水泥泥，控制骨骨料含泥量量降低混凝土土干燥速率率，延緩表表層水分損損失設置構造鋼鋼筋采用補償收收縮混凝土土，或外摻摻減縮劑設置伸縮縫縫和后澆帶帶施工提高混凝土土抗裂能力力17溫度收縮裂裂縫控制收縮是以混混凝土最初初變硬時的的長度作為為基準這時的混凝凝土因水化化熱而處于于高溫或較較高的溫度度下減少因水化化熱和環(huán)境境溫度引起起的溫升減少混凝土土內外溫差差控制降溫速速度，防止止溫度驟然然變化選擇熱膨脹脹系數(shù)低的的混凝土限制早期（（12或24hr）強度18干縮的過程程很長，早早期干縮開開裂多由于于表面失水水過快，在在局部約束束下引起開開裂僅當構件較較薄時才引引起貫穿裂裂縫溫度收縮裂裂縫在外部部約束下常常引起貫穿穿裂縫，同同時也受內內部約束1920溫度控制對對防裂的重重要性混凝土溫度度增加，使使：拌和用水增增加，影響響強度的密密實性早期強度快快速發(fā)展，，削弱后期期強度和密密實性塑性開裂可可能性增加加溫度收縮開開裂可能性性增加澆筑溫度愈愈高，水化化速度加快快，進一步步增加溫升升限制散裝水水泥溫度，，選擇低水水化熱水泥泥，不用高高細度早強強水泥骨料遮陰堆堆放冷冷卻卻新拌混凝凝土2122裂縫和鋼筋筋銹蝕橫向裂縫不不會導致鋼鋼筋連續(xù)銹銹蝕，裂寬寬大小影響響不大縱向裂縫（（順筋開裂裂）有嚴重重危害防止鋼筋銹銹蝕主要依依靠混凝土土抗?jié)B性和和加大保護護層厚度23混凝土裂縫縫控制的設設計方面考考慮2425一、混凝土體積積變形引起起的拉應力力水化熱降溫溫收縮干燥引起的的收縮相相當于于溫降總收縮261、外部約約束下構件件拉應力二端端固固定定約約束束下下―――――――拉拉應應力力當，，或或，，混混凝凝土土開開裂裂，，如如不不配配筋筋，，斷為為二二段段，，約約束束全全部部消消除除底面面連連續(xù)續(xù)約約束束下下―――――――拉拉應應力力R為約約束束度度，，且且R1當，，裂裂縫縫首首先先在在中中間間截截面面底底部部出出現(xiàn)現(xiàn)并并向向上上發(fā)發(fā)展展，，約約束束未未全全部部消消除除2728將地地基基看看作作是是半半無無限限的的連連續(xù)續(xù)介介質質，，用用有有限限元元分分析析用Sap93有限限元元程程序序分分析析結結果果：：a)當、、及及確確定定后后，，構構件件中中的的應應力力大大小小及及其其分分布布僅僅與與長長高高比比L/H有關關，，而而與與構構件件L或H的絕絕對對尺尺寸寸大大小小無無關關b)構件件所所受受的的約約束束度度隨隨地地基基剛剛度度降降低低而而減減少少L/H=10的構構件件L/H較大大的的構構件件，，當當比比值值不不甚甚小小時時，，中中間間截截面面拉拉應應力力接接近近均均布布，，但但當當比比值值甚甚小小時時，，上上部部拉拉應應力力低低于于下下部部愈愈多多。。29H=6mL/H=10Ef/Ec=1變形形圖圖H=6mL/H=2Ef/Ec=1第一一主主應應力力3031ACI方法法王鐵鐵夢夢方方法法將地地基基的的作作用用簡簡化化為為水水平平彈彈簧簧，，類類如如Winkler地基基方方法法構件件中中的的拉拉應應力力不不僅僅取取決決于于比比值值Ｌ/H，而且且尚尚與與Ｌ或H的尺尺寸寸大大小小有有關關32有限限元元方方法法與與王王鐵鐵夢夢方方法法比比較較332、、內內部部約約束束下下構構件件拉拉應應力力內部部約約束束下下拉拉應應力力是是在在同同一一時時刻刻下下由由于于構構件件內內部部存存在在不同同溫溫差差所所引引起起外部部約約束束下下拉拉應應力力是是由由于于齡齡期期發(fā)發(fā)展展的的溫溫降降所所引引起起某一一時時刻刻下下由由于于體體積積收收縮縮變變形形引引起起的的拉拉應應力力是是這這二二部部分的的疊疊加加343、、彈彈性性分分析析的的缺缺陷陷及及改改進進a)考慮慮應應力力松松弛弛，，按按彈彈性性分分析析的的拉拉應應力力可可乘乘以以小小于于1的的松松弛弛系系數(shù)數(shù)當用用混混凝凝土土拉拉應應變變值值作作為為開開裂裂判判據據時時，，系數(shù)數(shù)S’一般般可可取取1.5～～2.0b)考慮慮不不同同時時間間內內的的參參數(shù)數(shù)變變化化彈性性模模量量、、抗抗拉拉強強度度、、極極限限拉拉應應變變、、應應力力松松弛弛都都是是時時間間的的函函數(shù)數(shù)溫差差Te也隨隨齡齡期期變變化化，，分分每每一一時時間間段段Δt計算算進進行行疊疊加加要進進行行可可靠靠的的溫溫度度場場和和應應力力場場分分析析，，需要要有有一一個個實實用用的的計計算算機機仿仿真真程程序序35二、、防裂裂混混凝凝土土1、、普普通通混混凝凝土土混凝凝土土的的密密實實性性和和均均勻勻性性是是結結構構防防裂裂與與防防水水的的首首要要保保證證防水水結結構構和和隧隧道道混混凝凝土土的的強強度度等等級級應應不不低低于于C35或C40，水灰灰比比不不大大于于0.45抗?jié)B滲標標號號對對多多數(shù)數(shù)地地下下工工程程來來說說并并沒沒有有實實際際意意義義混凝凝土土發(fā)發(fā)生生滲滲漏漏，，往往往往是是施施工工原原因因造造成成的的質質量量不不均均勻勻和和裂裂縫縫選用用低低水水化化熱熱的的水水泥泥對對地地下下結結構構混混凝凝土土防防裂裂有有重重要要作作用用，，不不同同水泥混凝土的的裂縫寬度有有很大差別3637a）強度等級：一一般應不低于于C30或提出雙重控控制指標，同同時滿足28天強度不低低于C25和60天強度度標準值不低低于30MPab）水灰比：應不不高于0.5，最好在0.45左右右c）限制最大水泥泥用量d）礦物摻合料：：一般應外摻摻水泥重量20~30%的粉煤灰；；熱天施工的的粉煤灰摻量量上限可放寬寬至35%e）提出對粗骨料料最大孔隙率率限值的要求求f）限制使用R型早強水泥，，尤其是熱天天不應用早強強水泥382、補償收縮縮混凝土補償收縮混凝凝土是一種適適度膨脹的混混凝土，或稱稱膨脹混凝土土膨脹劑防裂技技術的成功應應用，必須具具有專門的知知識和技術許多膨脹劑產產品缺乏對其其性能和適用用性的深入系系統(tǒng)研究要使膨脹劑起起作用，混凝凝土必須處于于約束下的限限制膨脹和限限制收縮狀態(tài)態(tài)。自由或過過大的膨脹將將導致混凝土土強度的嚴重重削弱甚至開開裂。膨脹劑劑用量過大或或過小都會對對防裂效果和和混凝土強度度產生不利影影響。39早期限制膨脹脹的作用a）使早期混凝土土處于受壓或或低受拉的應應力狀態(tài)，避避免早期開裂裂b）延遲混凝土的的收縮時間，，此時的抗拉拉能力有較大大增長一般認為，應應用補償收縮縮混凝土時，，應導入0.3～0.7MPa的初始膨脹壓應應力。但是計算方法法的適用性尚尚缺乏充分驗驗證，實際應應用時存在的的問題：a）實際結構的限限制膨脹程度度難以用標準準小試件的配配筋率模擬b）尺寸影響不清清，實際結構構構件與泡水水標準小試件件的膨脹不同同c）溫度影響不清清。水化熱加加速膨脹劑的的水化，早期期膨脹將消耗耗在無效的塑塑性和徐變變變形下，嚴重重削弱膨脹劑劑的效果。不不同的膨脹劑劑對于溫度、、養(yǎng)護條件、、水泥品種、、減水劑、摻摻合料品種的的適應性均有有所不同。40高溫60～70℃下可能能不膨脹UEA膨脹混凝土養(yǎng)養(yǎng)護時需有充充分的水補給給，早期干燥燥缺水，反而而加速開裂，，復合膨脹劑劑水化所需的的水分只及UEA的1/2摻入粉煤灰有有可能減少限限制膨脹率膨脹劑會使坍坍落度經時損損失明顯增加加緩凝劑會降低低限制膨脹率率并增加限制制收縮值減水劑能加快快鈣礬石生成成，因而降低低限制膨脹率率有的膨脹劑含含堿量較大。。膨脹劑拌合不不勻，產生過過量膨脹，也也引起開裂1）施工單位必須須具有應用此此類膨脹劑的的經驗，有嚴嚴格的工法和和操作條例2）施工前必須對對所用膨脹混混凝土的性能能進行專門的的檢驗－測定其自由由膨脹率、限限制膨脹率和和限制收縮率率413、纖維混凝凝土聚丙烯纖維42三、防裂混凝土施工縫控制縫變形縫－－伸伸縮縫、抗震震縫和沉降縫縫后澆帶431、施工縫施工縫應不損損害結構的整整體性，置于于受力較小部部位，構件鋼鋼筋應全部穿穿過施工縫為確保水密性性，宜在施工工縫的位置上上內埋止水帶帶精心操作的水水平施工縫易易達到水密性性要求，但豎豎向施工縫宜宜設置止水帶帶合理規(guī)劃施工工縫的位置與與施工間隔，，應作為防裂裂的重要手段段墻體沿縱向分分段澆筑或間間隔跳槽澆筑筑，每段混凝凝土L/H值均較小，不不易開裂，墻墻體分層澆筑筑，容易散熱熱施工縫的縱向向間距取決于于多種因素，，一次澆筑長長度一般不宜宜超過12m44452、控制縫控制縫又稱稱收縮縫或誘誘導縫人為造成薄弱弱連接面或削削弱這一部位位上的構件截截面，控制開開裂位置，防防止其它部位位繼續(xù)發(fā)生無無序開裂控制縫二側的的鋼筋可以部部分（不大于于50%）穿穿過接縫，也也可以全部斷斷開；控制縫處的構構件截面厚度度縮減，在表表面處做出槽槽溝并用防水水材料嵌填密密封防水結構的控控制縫間距與與混凝土的收收縮特性、溫溫差大小、結結構所受的約約束程度、構構件尺寸、配配筋率和結構構功能要求等等多種因素有有關，可從幾幾米到25m，通常與構件配配筋率相聯(lián)系系有人主張寧可可放大控制縫縫間距，或者者不設控制縫縫而只有施工工縫并增加抗抗收縮鋼筋的的數(shù)量國外一些資料料對有水密要要求的貯水結結構，控制縫縫間距不超過過7～10m46473、伸縮縫伸縮縫又稱膨膨脹縫，允許許在縫間發(fā)生生伸縮，縫寬寬一般為20～30mm地下結構在使使用期間的溫溫度變化較小小，除非結合合抗震或沉降降的需要，常常無專門為混混凝土體積變變形而設置膨膨脹縫的必要要48494、后澆帶又稱收縮帶，，是一種特殊殊類型的施工縫，近近年來廣泛用用于取代伸縮縫后澆帶通常寬寬0.7～1m，后澆帶間距與構件所所受的約束程程度有關。工程實踐踐表明，間距距為30～50m的后澆帶能起起到很好的防裂作用。。在二側混凝凝土澆筑后的2～4周內構筑，，國內多要求6周以后后505、無縫混凝土僅有施工縫而而取消控制縫縫和伸縮縫的的大體積混凝凝土主要采取限制制水泥用量、、使用低熱水水泥、降低澆澆筑溫度和內內外溫差、增增加施工縫和和后澆帶施工工、采取保溫溫養(yǎng)護使表面面溫度緩慢下下降、同時進進行施工溫度度監(jiān)控6、滑動層和緩沖沖層巖石地基上高高H=1m和L/H=10的混凝土構件件，設置10cm厚砂墊層后，，構件受到的的最大約束度度從0.71降低到0.2451四、構造鋼筋配置構造鋼筋筋可以控制裂裂縫寬度并限限制其發(fā)展，，實質是減少少裂縫間距，，使裂寬能控控制在可接受受的范圍內我國習慣采用用的控制收縮縮的配筋率在在0.2%左左右；美國ACI規(guī)范為0.25%；這種種構造配筋率率在多數(shù)情況況下對地下結結構不適用根據經濟和適適用性的折衷衷考慮，0.4%的配配筋率（相應應的鋼筋屈服服強度標準值值為420MPa）可能比較適當當控制寬裂縫的的最小配筋率率fct——混凝土早期（（3天）抗拉拉強度fy——鋼筋標準強度度構件厚度大于于50cm時，按一側厚厚度為25cm計算配筋率52五、混凝土施工的的溫度控制與與潮濕養(yǎng)護單純依靠現(xiàn)行行混凝土結構構施工與驗收收規(guī)范的要求求進行施工，，遠不能保證證的大型地下下工程能夠防防止混凝土施施工時的開裂裂。531、溫度控制設計和施工單單位應結合混混凝土配比、、結構尺寸、、環(huán)境氣溫、模模板和復蓋層層熱學特性以以及混凝土攪攪拌、運輸、澆澆筑、養(yǎng)護的的具體條件，，對構件中的的混凝土水化熱熱溫升、降溫溫過程以及內內部溫差進行行估計，在溫度度計算的基礎礎上，對溫度度應力進行估估計，并結合經經驗提出具體體溫度控制指指標。54溫度控制指標標a、澆筑溫度在不高的氣溫溫下，澆筑溫溫度最好規(guī)定定不高于25℃。熱天施施工時如需適適當放寬限制制，也不宜高高于32℃，，并應同時調調整混凝土的的配合比，降降低混凝土的的水泥用量以以減少水化熱熱。混凝土澆筑溫溫度愈高，水水化反應愈快快，釋放熱量量愈多，升溫溫愈高，又進進一步加速水水化反應。同同樣配比混凝凝土當入模溫溫度為10℃℃時，24小小時后升到30℃，當入入模溫度為20℃時，20小時后升升到55℃，，即入模溫度度相差10℃℃可使最高溫溫升差到25℃。b、最高溫度混凝土澆筑后后的最高溫度度一般不超過過65℃，最最好控制在60℃以下c、最大溫差混凝土內部和和表面的溫差差一般不應超超過20℃。。混凝土表面面無復蓋層時時，表面溫度度與大氣溫度度的差別也不不應超過20℃，混凝土土表面與養(yǎng)護護水溫度不超超過15℃。。d、降溫速速度3-3.5℃/d(建筑工工程),1.5℃℃/d(水壩),大氣中中混凝土土表面<3℃/h552、養(yǎng)護養(yǎng)護包括括濕度和