各专业完整优秀毕业论文设计图纸
[摘要]:混凝土作为一种复合型材料，本身具有不连续性，导致混凝土结构出现裂缝。对结构的质量产生影响，降低了结构的适用性和耐久性，更严重的甚至会使结构倒塌破坏。为此，本文拟针对实际工程，着手分析混凝土结构裂缝的产生原因，研究预防混凝土结构裂缝、把裂缝控制在无害的范围内的新技术，探讨混凝土裂缝控制新技术在工程措施中的应用，并在此基础上对混凝土结构裂缝后的安全性作出鉴定。
关键词：混凝土 裂缝 成因 控制 新技术 应用
Abstract:Concrete as a composite material, it has no continuity leads to the expansion of the crack. the cracks will affect the quality of the structure, the applicability and durability, more serious even can make the structure collapse destroyed. For this, in view of the practical engineering, this article is to analyze the reason of the cracking of the concrete structure, the prevention of concrete structure crack, the crack control in harmless in the scope of new technology, discussing the concrete crack control of new technology application in the engineering measures, and to make an identification on this basis to the safety of concrete structure crack.
Keywords: Concrete, crack, cause of formation，control ，new technique，apply
I
混凝土裂缝控制与成因分析
目 录
第一章 绪论 ....................................... 错误！未定义书签。 引言 .............................................. 错误！未定义书签。 1研究现状
1.1国外研究现状 ................................................... 2 1.2国内研究现状 ................................................... 3 2本文的研究内容与方法 ............................................. 3 3本课题所要达到的目的 ............................................. 4 第二章 混凝土裂缝的分类 ............................................ 5 2.1塑性收缩裂缝 ................................................... 5 2.2温度裂缝 ....................................................... 5 2.3沉陷裂缝 .................................................... 6 2.4 干缩裂缝 .................................................... 6 2.5施工操作不当引起的裂缝 ...................................... 7 2.5.1使用离析混凝土 ............................................... 7 2.5.2抢工期拆模早 ................................................. 7 2.5.3砖类成笼上吊成笼堆放 .................................. 7 第三章混凝土裂缝的成因与危害
3.1裂缝的形成原因 ................................................ 8 3.1.1材料因素 ...................................................... 9 3.1.2施工因素 .................................................... 12 3.1.3混凝土养护不当 ............................................... 12 3.1.4施工过程中温度控制不准 ....................................... 13 3.1.5设计原因 .................................................... 14 3.2裂缝影响及其危害 ............................................... 15 3.2.1 混凝土开裂，结构承载能力下降 ............................. 15 3.2.2 混凝土开裂，结构耐久性能劣化 ............................. 15 3.3 混凝土开裂的深层原因 .......................................... 16 第四章 混凝土裂缝控制新技术
4.1 水分蒸发抑制技术 ........................................ 18 4.2 减缩抗裂技术 ........................................... 20 4.3 水泥水化放热过程的调控 ................................. 22 4.4 遥爪聚合型增韧技术 ....................................... 23
II
混凝土裂缝控制与成因分析
第五章混凝土裂缝控制新技术在工程实例中的应用
5.1 工程概况 ..................................................... 27 5.2 转换层结构设计特征 ............................................ 27 5.3 混凝土配合比设计与原则 ........................................ 27 5.3.1 水泥 .................................................... 28 5.3.2 骨料 ..................................................... 28 5.3.3 掺合料 .................................................. 28 5.3.4 膨胀剂 ................................................... 29 5.3.5 外加剂 .................................................. 29 5.4 温度计算及表面裂缝控制 ........................................ 29 5.4.1 混凝土浇筑温度 ............................................... 29 5.4.2 混凝土内部最高绝热温升值 ..................................... 30 5.4.3 混凝土表面最高温度估算 ...................................... 31 5.5 大体积混凝土的施工及养护
5.5.1 混凝土的浇筑 ............................................. 32 5.5.2 混凝土养护保温、保湿及补偿措施 ........................... 32 5.6 混凝土的温控及实际效果
5.6.1 温度测试 ................................................. 33 5.6.2 混凝土的温控及实际效果 ................................... 34 5.7 混凝土力学性能及抗渗性能检验结果 .............................. 34 第六章 结束语 ..................................................... 36 展望 .............................................................. 37 参考文献 .......................................................... 38 致 谢 ............................................................. 40
III
混凝土裂缝控制与成因分析
第一章 绪论
引言
随着当前我国建筑业快速发展，混凝土在高层及超高层建筑中的使用越来越广泛。
例如：在建筑中上海高性能混凝土研究领域中取得一大批可喜的成果，其中具有代表性的成果有：中华第一高楼——88层金茂大厦的混凝土C40一次泵送382.5m；在上海教育电视台综合楼的大体积基础混凝土中，水泥用量只占胶凝材料总量的46%，配制的混凝土浆量饱满，混凝土工作性、粘聚性和抗离析性能都十分优异，强度达到C40的高性能混凝土。
在交通上：隧道、桥梁、高速公路、城市高架公路、地铁大都采用混凝土结构。如1994年建成的上海内环线浦西段高架公路，以及与之相连的南浦大桥、杨浦大桥的塔架，延安东路隧道、英吉利海峡隧道以及1995年建成的地铁一号线等。
在水利上：大坝、拦海闸墩、渡槽、港口等多用混凝土结构。瑞士大狄克桑期坝，1962年建，高285m，世界上最高的混凝土重力坝，及我国的三峡大坝。
但是由于混凝土本身的特性以及施工条件，原材料等的影响，混凝土的裂缝就成了我们必须直接面对的一个问题，并且近年来日趋增多，它已极大地影响到混凝土的耐久性，并困扰着大批工程技术人员和管理人员，是迫切需要解决的技术难题。众所周知，20世纪80年代，继石油危机之后，出现了世界性的混凝土耐久性危机----许多结构物，例如桥梁、隧道等，服务不到二十年就出现了破坏。
根据报导，世界各经济发达国家也逐渐把建设的重点转移到桥梁、隧道、建筑物的维修、改造、加固。在美国，新建筑业开始萧条，而维修、改造兴旺发展，据美国劳工部统计，旧房屋维修改造是最受欢迎的九类行业之一，混凝土基建工程总价值达6万亿美元，由于耐久性不好，重建与维修费用高达数千亿美元，价值1万亿美元的公路系中，有25万座桥梁遭受破坏，重建与维修的费用需要4500亿美元。英国在1975年一1980年新建工程数量和费用减少，建筑维修、改造的项目却逐年增加，1978年用于投资改造的费用是1965年的3．76倍，1980年建筑物维修、改造工程占英国建筑工程总量的三分之二，英国的路桥维修和重建费用也高达6亿英镑／年。1987年美国利料顾问委员会提交的一篇报告引起了轰动：约253万座桥梁的混凝土桥面板，其中部分使用不到20年就已遭到不同程度的破坏，并且每年还将新增35万座。在混凝土技术一向领先的美国，由于混凝土桥面板开裂现象普遍，开始转向使用高强混凝土，但是目前看来仍然是无济于事。根据美国国家公路合作研究计划1995年检查的结果表明：有l0万座混凝土桥面板是在混凝土浇筑后一个月内，就出现了间隔1～3米的贯穿性裂缝[1]。
1
混凝土裂缝控制与成因分析
在我国，许多重大混凝土工程在不到十年内破坏所造成的损失也十分的惊人。从桥梁、路面等交通设施到沿海的海港工程结构，从民用建筑、商业建筑到一些化工、冶金工业建筑，开裂问题的影响极其广泛。据了解，“一五”期间，更新改造资金只相当于同期基本建设投资的4.2％，“三五”期间已达27％，“四五”期间为31.7％，“七五”期间已达54％。辽河油阳近几年内，将投资2.4亿元对400栋，近2万户住宅工程进行加固、维修。不少施工单位人员反映：“现在简直是无房不裂”，高层建筑基础底板、地下连续墙和楼板甚至大梁开裂问题频频发生[2]。因此，对混凝土裂缝的研究与控制有利于提高混凝土的质量及耐久性，能够更好的满足人们对于建筑物各方面的需求。 1.研究现状 1.1 国外研究现状
土木工程学术界和工程界一直研究的一个重要课题是混凝土结构的裂缝。关于混凝土结构产生裂缝的原因及其处理办法，国内外的专家学者进行了大量的研究，并且发表了许多文献。自修复技术是近年来国外专家提出的修补混凝土裂缝的新方法。通过一些方法使混凝土内部或者外部受到作用后，其自身释放出或者生成某种新的物质，这些物质填充了裂缝部分，达到了使裂缝自行修复和愈合的技术称为混凝土裂缝的自修复技术。具体的做法包括：固化聚合物、利用温度进行愈合、结晶渗透、结晶沉淀等方法。
关于裂缝分析，国外专家提出了很多种模型。弥散裂缝模型是Rashid在1968年提出的，这个模型是从混凝土结构中取出一个单元体为研究对象，当单元体的最大主应力大于混凝土抗拉强度时，在垂直于最大主应力的方向会产生无数条平行的微裂缝。还有著名的尺寸效应模型是Bazant于1983年提出的；Shah在1985年提出了以2为参数的断裂模型(TPFM)；1987年Swartz提出了等效裂缝长度模型(ECM)[4-5]，之后在1990年Karihaloo也给出了这个模型。专家们通过这些模型模拟混凝土结构开裂的过程，从而分析结构开裂的原因和控制结构开裂。1990年美国ACI207大体积混凝土委员会对长墙裂缝进行了调查，调查结果证明长墙或板是服从“一再从中间开裂的机理”。轴约束试验于1942年在美国发明，它的研究对象是混凝土条形试件，通过限制试件的轴向变形并且测量试件在不同条件下的的应力，由此能够得到试件在不同条件下的开裂破坏行为。通过得到的混凝土内部应力可以分析出它的开裂程度，这样混凝土的抗裂性能就能够更好地被预测出来。德国慕尼黑技术大学的Springenschmid教授在1969年改进了原有的开裂试验架装置，随后又开发了新的开裂试验架装置。1998年，Springenschmid出版了《避免混凝土早期热裂缝》。“混凝土早期热裂缝”TC119技术委员会是由RILEM在1989年创建的，这个委员会的主席就是Springenschmid教授。这些专家学者所作的研究有效的评价和改善了混凝土结构的开裂。 1.2 国内研究现状
2
[3]
混凝土裂缝控制与成因分析
对于混凝土结构的开裂问题，国内也进行了大量的研究，进行了许多试验并且就相关问题制定了相应的规程。专家们分析了室内试验和室外试验的结果，将其与实际问题的数据进行比较，希望从中得到一些定量关系[6-7]，从而能够丰富和完善结构设计依据，验证改善结构开裂的技术方法。很多专家系统总结了控制混凝土裂缝的研究成果。其中比较有代表性的是王铁梦教授的《工程结构裂缝控制》[2]这一著作，书中重点介绍了控制各种工业结构产生裂缝的方法，也列举了很多已经成功实施的控制工程裂缝的方法，并且他的著作《建筑工程裂缝控制》具有很高的学术水平；中国建筑科学研究院主编的《建筑工程裂缝防治指南》以及韩素芳研究员等所著的《钢筋混凝土结构裂缝控制指南》总结了裂缝控制方面的研究成果及工程经验，系统地介绍了有关的技术措施。这些都是处理和解决混凝土结构裂缝问题的经典之作。近年来，一些高校深入的研究了温度对于裂缝的影响和怎样有效的控制温度裂缝。他们通过对实际工程的分析，研究施工裂缝。顾祥林老师进行了现浇混凝土板中的控制缝的研究[8]，目的在于研究板中设置不同形式的控制缝对裂缝控制的影响。关于钢筋混凝土结构裂缝问题的工程分析实例也有很多，如上海光源工程超长混凝土环形墙体裂缝控制[9]、预应力框架结构工程地下室顶板裂缝分析[10]、台州市椒江振兴大厦混凝土开裂原因分析
[11]
、上海金茂大厦基础工程C50混凝土结构裂缝控制技术、深圳市会议展览中心工程、
宁波北仑体艺中心工程实例等。 2.本课题的研究内容及方法 研究内容：
（1）通过阅读大量参考资料分析国内外混凝土裂缝现状。
（2）在分析混凝土开裂的危害和产生原因的基础上，提出裂缝控制新技术：
①采用水分蒸发抑制技术，减少混凝土早期的水分蒸发，抑制混凝土早期因失水太快而产生的塑性收缩裂缝。
②采用减水与减缩共同作用，控制混凝土壳体及薄壁结构的早期开裂。 ③采用调控水泥水化过程中的放热量，提高大体积混凝土的温控能力。 ④采用遥爪聚合型增韧剂，增加混凝土的韧性，减少混凝土的脆性开裂。 （3）结合工程实例，运用水分蒸发抑制技术，减少结构裂缝。
混凝土裂缝控制的主要方法：在结构设计中遵循“抗与放”的设计原则；处理好约束内力和结构刚度的关系；降低混凝土的收缩及水化热；减少混凝土的徐变；提高混凝土的抗拉强度及极限拉伸能力
裂缝控制设计原则：合理选择结构形式，降低结构约束程度，对于水平结构件梁、板、墙等采用中低强度集混凝土，加强构造配筋，如板低顶部的受压区连续配筋，板的阳角及阴角配置放射筋，如增加梁的腰筋间距200mm. 优选有利于抗拉性能的混凝土级配，尽力减小水灰比，减少塌落度，降低含泥量及杂质含量。选用影响收缩和水化热较小的外加剂和掺合料等。
3
混凝土裂缝控制与成因分析
3本课题所要达到的目的
（1）通过分析混凝土裂缝的形成，比较各种影响因素，进而按照建筑工程设计和施工的原则尽量减少及避免混凝土裂缝的产生。
（2）通过新技术的研究，实验，论证，应用，探索出更多的减少混凝土裂缝生成的方法，从而为生产，生活提供指导。
（3）是为了保证结构的耐久性。从结构耐久性的角度看，保证混凝土的质量、密实性和必要的保护层厚度，要比控制结构表面的裂缝宽度重要得多。采用高性能混凝土和施加预应力有利于改善构件的抗裂性能。
（4）减少建筑物观瞻、对人的心理感受和使用者不安全程度的影响。
4
混凝土裂缝控制与成因分析
第二章 混凝土裂缝的分类
混凝土虽然有着大的抗压强度，但由于混凝土比较脆的特性，在完全凝固以后，它的抗拉强度只有抗压强度的十分之一甚至更低，外界拉力或者自身产生变形的作用大于自身所能承受拉力的极限时就会产生裂缝。与此同时，混凝土的胶凝性又为裂缝的产生提供了条件。
混凝土在凝固的过程中，其强度和拉力是一个不断变化的过程。比如施工的过程中，混凝土的强度逐渐变强，最终达到设计的要求，而拉力超过极限值就会产生裂缝。 混凝土裂缝的产生受外界各种因素综合作用的影响，以及施工过程中材料的复杂性给裂缝的控制带来了困难。下面我们介绍混凝土产生的几种的裂缝： 2.1 塑性收缩裂缝:
裂缝产生原因是由于混凝土在塑性状态时，刚开始终凝，而由于天气炎热，阳光直射，刮大风，使混凝土表面水分蒸发过快，混凝土表面产生急剧的体积收缩，此时混凝土尚未有强度，而致使混凝土表面出现龟裂。裂缝形态如图2.1示：
图2.1 塑性收缩裂缝
2.2 沉陷裂缝:
该裂缝一般多沿主筋通长方向，在混凝土表面出现，常在浇灌后发生，硬化后停止。裂缝产生原因是混凝土浇捣后骨料颗粒沉落，水泥浆上浮，受到钢筋或大骨料的阻挡，而使混凝土互相分离。主要是由于设计不当或使用中超载荷所产生。裂缝形态如图2.2示：
图2.2 沉陷裂缝
5
混凝土裂缝控制与成因分析
2.3 温度裂缝:
多由于温差较大引起的,混凝土结构构件浇筑后，在硬化期间水泥放出大量的水化热，内部温度不断上升，使混凝土表面和内部温差较大。当温度产生非均匀的降温时，将导致混凝土表面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（内部降温慢，受自约束而产生压应力），而混凝土早期抗拉强度低，因而出现裂缝。裂缝形态如图2.3示：
图2.3 温度裂缝
2.4干缩裂缝:
混凝土的干燥收缩是从施工阶段撤除养护时开始的，早期的收缩裂缝比较细微。混凝土硬化后，表面的游离水会由表及里逐渐蒸发，导致混凝土由表及里逐渐产生干燥，混凝土表面收缩大内部收缩小，表面收缩变形导致的收缩应力大于混凝土的抗拉强度时，混凝土就会出现由表及里的干燥收缩裂缝，，收缩变形主要发生在水泥及掺和料构成的浆体和砂浆上，往往不为人们所注意。随着时间的推移，混凝土的蒸发量和干燥收缩量逐渐增大，裂缝也逐渐明显起来。裂缝形态如图2.4示：
2.4 干缩裂缝
2.5 施工操作不当引起的裂缝: 2.5.1使用离析混凝土 ：
预拌混凝土在运输过程中造成成分离析,上部为水泥砂浆,石子很少,甚至于没有.胶结物过多,水也超量,水灰比过大,随时间变化强度增长很慢,或不增长.按常规混凝土强度增长规律拆模时,梁不能承受自重及板重荷载而产生结构破坏。 2.5.2 抢工期拆模早：
6
混凝土裂缝控制与成因分析
抢工期拆模早，混凝土强度未达到设计要求,甚至于承受不了自重荷载,即使可承受自重,但不能承受上一层大梁或者楼板施工时传下的梁及板重和一层支撑重.拆模时造成垂直裂缝和端部斜裂缝,这些裂缝基本上是贯通缝,分布很有规律.梁的端部出现裂缝宽度较大的斜裂缝,中间为垂直裂缝。而板的裂缝开裂基本是无规则的龟裂.
另一个特征是施工荷载造成的裂缝，施工过程的荷载是不可避免的,正常情况下对梁板并无危害.但处理不当,极易造成楼板开裂,堆积在刚浇筑不久的梁板上的荷载,只要成堆放置,超过施工中梁板混凝土强度,便可产生早期裂缝. 2.5.3 砖类成笼上吊成笼堆放
这是造成砖混结构早期梁尤其是板开裂的主要原因.在经济效益好的趋使下,抢工期赶进度,经常是上午浇筑完混凝土板,下午就放线,开始砌筑作业.吊上来的砖均大量的成笼堆放在预砌的砖墙周围.
综上所述：在认识以上裂缝的特点情况下，我们均应对此引起高度重视在施工中，找出其成因，合理避免裂缝的出现。
7
混凝土裂缝控制与成因分析
3.1 裂缝的形成原因
第三章 裂缝成因分析及危害
裂缝是混凝土工程中最常见的一种损伤。混凝土作为一种复合型的建筑材料，本身就具有不连续性，从近代科学关于混凝土工作的研究及大量的混凝土工程实践证明，混凝土结构裂缝是不可避免的，所以裂缝是人们可以接受的一种材料特性。 目前，我们所研究的裂缝通常是指那些用肉眼能够看到的裂缝，称为宏观裂缝，其宽度不应该小于0.05mm。根据研究发现，由于很多原因可以使混凝土表面或者内部出现这种裂缝，但是最常见原因是混凝土本身不能自由地膨胀或收缩，限制了其自身的变化，还可能是因为当混凝土受力的作用时，在其内部产生了大的拉应变或者拉应力，导致“撕裂”混凝土产生裂缝。
混凝土中还存在肉眼看不到的裂缝，即微裂缝，是一般混凝土所固有的。水泥遇水硬化后形成水泥石，水泥石与骨料砂和石按一定配合比混合搅拌后形成混凝土，但是组成混凝土的各种材料之间的物理力学性质不同，这就导致在混凝土形成过程中在各种材料的粘结面上出现了肉眼不可见的裂缝。换言之，即使混凝土本身膨胀或收缩时没有受到限制，或者混凝土没有受到外力的作用时，微裂缝也已经存在于混凝土中，但是这些微裂缝基本上是比较稳定的，除非混凝土受到比较大的外力作用或者变形较大时，这些裂缝就会沿着各种材料之间的粘结面扩展；当混凝土受到的作用达到一定极限值时，微裂缝一直扩展，直到发展成可见裂缝。
下面我将介绍两个事例来分析：
事例1.西北地区某高层综合办公楼，主楼为钢筋混凝土框－筒结构，地下 1 层，地上18层，总高度 76.8m，总建筑面积36482m2.该建筑基础为灌注群桩， 地下室外墙采用300mm厚的C30自防水混凝土。标高13.6m以上，地上混凝土标号均为 C40，楼板厚度 120mm.该工程于1998年6月开工，1998年9月中旬施工地下室外墙，1999年1月19日施工到结构6层梁板。该层梁板在施工的同时即发现板面出现少量不规则细微裂缝，到2月24日该层梁板底摸拆除时，发现板底出现裂缝。从渗漏水线和现场钻芯取样分析，裂缝均为贯通性裂缝。之后又对全楼己施工完毕的混凝土工程进行了详察， 在地下室外墙外侧上部发现数条长度不等的竖向裂缝（其中有两条为贯通性裂缝）。在 5、6两层核心筒的电梯井洞口上部连梁上的同一部位亦发现两条裂缝。而在其他的柱、墙、梁、板上则未发现裂缝。
此裂缝出现原因主要在施工过程中，地下室在1998年9月中旬施工结束后，由于现场缺土，一直未予以回填（裂缝处理过后，才购土回填），而外墙在 1999 年1月以前是没有裂缝的。地下室外墙周长176m，长期暴露在外，受环境变化的影响较大，特别是温度变化的影响。在浇灌 6 层梁板混凝土的过程中，即发现在核心筒四角的板面上出现裂缝，但由于裂缝细小而未引起施工单位的重视。由于裂缝的出现给工程的使用带来诸多不便，也使工程的成本大大增加，这是承包单位所不乐见的。
8
混凝土裂缝控制与成因分析
事例2.新疆某学校教学楼工程,建筑面积6101m2,5层框架结构,层高3．9m，东西方长71.57m,南北方向长22.14m,从东往西延长56.24m处设置90ram宽伸缩缝,基础形式为钢筋混凝独立基础,抗震设防裂度为Ⅵ度。框架结构,楼板被梁分隔成6m×1.5m的单向连续板,结构布置如图3.1所示.板厚为120mm,受力钢筋为Ø8@150.分布钢筋为Ø8@200，均为I级(HPB235)钢。X向框架梁截面为250mm-550mm，受力钢筋为6Ø20,Y向框架截面为250mmx700mm，受力钢筋为6Ø20，均为Ⅱ级(HRB335)钢.梁、板均采用C25商品混凝土,其实测抗拉强度为2.42MPa。工程完工后两个月发现,在多层楼板中,纵向中间部位出现贯通裂缝,且上下宽度相同,裂缝的走向与楼梯板长向垂直，裂缝宽度超过0.3mm,板角也出现了45。斜裂缝,裂缝的形态如图3.2所示。
图3.1 结构布置图
图3.2 裂缝形态图
结合工程经验和以上2个事例分析出:裂缝产生的普遍原因是由设计有误、材料选择不当、温度变化，施工因素，养护不到位等因素产生的，而且这几类因素往往是共同作用的，一旦设计人员所采用的构造措施考虑不够周全，将直接导致大体积构件的混凝土因承担不了过大的拉应力而开裂。如果混凝土构件裂缝得不到有效的预防和控制，裂缝将由表及里不断发展，并最终形成贯穿裂缝，对主体结构的整体安全性和使用寿命将会带来非常不利的影响。从技术的角度分析，混凝土结构产生裂缝的原因主要有以下几点:
⑪水泥。水泥是一种水硬性的胶凝材料，其品种很多，在我国主要有硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥等，他们都是由水泥熟料加上各种不同的添加材料生成的。水泥熟料一般为硅酸三钙、硅酸四钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙组成。不同品种水泥的收缩值取决于C3A、SO3、石膏的含量及水泥细度等。一般说，C3A含量大，细度较细的水泥收缩较大。石膏含量不足的水泥，具有较大的收缩，而SO3的含量对混凝土收缩的影响显著。而有些水泥熟料中含有的少量MgO在混凝土硬化后期缓慢水化产生的微膨胀作用，可以起到补偿降温阶段的体积收缩，减少或避免混凝土裂缝。从《混凝土结构设计原理》[12]中我们可以参照表3.3了解水泥的性能参数。
9
混凝土裂缝控制与成因分析
表3.3 水泥的性能参数
比表面积 标准稠度 初凝时间 终凝时间 安定性 （kg/m2） （%） 314
由表可知，在水泥比面积和标准稠度一定的的条件下抗压强度和抗折随着天数的延长而增大。
（2）混合材料。其种类、掺量和比表面积的大小是影响水泥干缩性的主要因素。粉煤灰的比表面积最小，混凝土干燥收缩随粉煤灰掺量的增加而减小。实验证明，掺与不掺粉煤灰对混凝土的裂缝影响不大。但在实际施工中若不能严格控制混合比，也会导致裂缝。
（3）骨料。混凝土收缩随骨料含量的增加而减小，随骨料弹性模量的增加而减小，同时，又随骨料中粘土含量的增加而增大。
（4）混凝土配合比。通过查阅大量文献资料发现，一般作为建筑的大体积混凝土自身强度都不高。为了了解混凝土具体强度，我们采用配制C20、C30、C40等较低强度等级的普通混凝土进行试验，其配合比如表3.4所示。
表3.4混凝土配合比
组号 水胶比 水泥 石粉 C20 C30 0.53 0.49 220 280 80 50 粉煤灰 50 30 603 629 631 631 634 单方材料用量（kg/m3） 砂 小石子 大石子 ） 634 185 175 0.72 0.70 水 外加剂 28.4 180min 240min 抗压强度 抗折强度 （MPa） 28d 5.8 8.8 3d 28d 3d 未见裂纹 30.55.未见翘曲 9 7 （饼法） （MPa） （5-10mm） （10-20mm 10
混凝土裂缝控制与成因分析
C40 0.38 330 30 30 607 638 638 160 2.34 试验所选用混凝土试件为100×100×100的非标准尺寸试件其抗压强度如下表3.6所示。
表3.6混凝土实际强度
组号 C20 C30 C40
在原料一定的条件下，混凝土配合比对收缩有很大的影响，包括单位用水量、单位水泥用量、水灰比、砂率及灰浆比等参数。混凝土收缩主要取决于单位用水量和水泥用量，而用水量的影响比水泥用量大。在用水量一定的条件下，混凝土收缩随水泥用量的增大而加大，但增大的幅度较小；在水灰比一定的条件下，混凝土收缩随水灰比的增加而明显增大；在配合比相同条件下，混凝土干缩随砂率增大而加大，但增大的幅度较小。
（5）外加剂的种类和掺量。
试验中共安排了五种外加剂：三种减缩剂和两种减水剂(一种为普通萘系 减水剂，另外一种为有部分缓凝效果的高效减水剂)，试验中保持水灰比为0．26 不变。时间结果见下表3.7(1为不掺外加剂的对比试样)：
表3.7 外加剂对胶凝体系开裂时间的影响 编号 开裂时间（h） 可见： （1）减缩剂的加入总体上都推迟了胶凝体系的开裂时间，尤其编号为2的减 缩剂大大提高了体系的抗裂性能。
（2）减水剂对胶凝体系的开裂时间是有影响的，不同减水剂的作用情况不同。 掺用化学外加剂会使混凝土收缩有不同程度的增大。掺减水剂用于改善混凝土和易性，增大坍落度。掺减水剂的混凝土收缩值略大于不掺减水剂的混凝土。掺减水剂
11
3d 14.5 21.5 29.0 7d 21.0 30.5 39.0 28d 27.0 37.0 46.5 1 5.7 2 34 3 10 4 14 5 2.8 6 9 混凝土裂缝控制与成因分析
用于减水，提高强度或节约水泥，混凝土掺减水剂后收缩接近或小于不掺的收缩值。掺氯化钙早强剂的混凝土收缩比不掺的明显增大，随氯化钙掺量的增大而成倍增长。而掺三乙醇胺与氯化钠复合剂混凝土收缩比不掺的大，但增大的幅度比掺氯化钙早强剂的要小。 3.1.2施工因素：
（1）混凝土的制备与浇筑。①泵送混凝土为了满足泵送条件，需要增加水泥和水的用量，水灰比比较大，易产生局部粗骨料少、砂浆多的现象，混凝土脱水干缩时，就会产生表面裂缝。②外加剂拌合不均匀导致外加剂损失较大，不能充分发挥作用。③混凝土搅拌时间不足，骨料分布不合理，收缩不均匀。④骨料及拌合水温度偏高，使得浇筑温度过高。⑤搅拌和运输时间过长，使混凝土拌合物出现离析、泌水和沉陷。⑥浇筑不连贯，顺序不合理，出现施工“冷缝”或施工缝处理不当。⑦浇筑速度过快，捣固不足或过度振捣使混凝土产生离析和泌水，在表面形成水泥含量较多的砂浆层。⑧混凝土终凝前钢筋被扰动。⑨混凝土浇筑过程中，未能很好地保护楼板负筋，使截面有效高度减小。⑩混凝土保护层过薄或保护层处集料过少。
（2）模板施工。①梁板支撑刚度差异或模板挠度过大，造成模板支撑下沉变形过大。②施工期间过度震动和其他人为因素使支撑刚度变异部位出现多次瞬间相对位移。③拆模过早，混凝土硬化前过早承载或受到振动。④模板缝隙不严实造成漏浆、渗水。
（3）混凝土浇捣后抹干压光。过度的抹平压光会使混凝土的细骨料过多地浮到表面，形成含水量很大的水泥浆层，水泥浆中的氢氧化钙与空气中二氧化碳作用生成碳酸钙，引起表面体积碳水化收缩，导致混凝土板表面龟裂。 3.1.3混凝土养护不当 主要有：
（1）过早养护会影响混凝土的胶结能力。
（2）过迟养护，由于受风吹日晒,混凝土板表面游离水分蒸发过快,水泥缺乏必要的水化水,而产生急剧的体积收缩,此时混凝土早期强度低,不能抵抗这种应力而产生开裂。特别是夏、冬两季，因昼夜温差大，养护不当最易产生温差裂缝。 （3）后期养护不够，使混凝土碳化加剧，造成碳化收缩。 （4）混凝土养护初期受冻产生裂缝。
（5）混凝土终凝初期，施工机具和材料集中，或过早进行下道工序施工，造成较大施工荷载和震动，使其产生裂缝。
现场养护不当是造成混凝土收缩开裂最主要的原因。混凝土浇筑后，若表面不及时覆盖、浇水养护，表面水分迅速蒸发，很容易产生收缩裂缝。特别是在气温高、相对湿度低、风速大的情况下，干缩更容易发生。有资料表明，当风速为16m/ s时，
12
混凝土裂缝控制与成因分析
混凝土中的水分蒸发速度为无风时的四倍。一些高层建筑的楼面为什么更容易产生裂缝，就是因为高空中的风速比地面大。
目前，许多施工工地在浇筑混凝土时，都不能做到及时覆盖保温养护。一般总要等到最后一遍抹光结束后才覆盖，还有好多工地根本不盖。曾经某毛纺厂的一大型车间二层楼面的泵送施工。楼面面积达1万m2左右，混凝土强度等级为C30 ，并掺加了膨胀剂。时值盛夏，气温很高，混凝土的水分蒸发很快，施工人手不够多，浇筑好的混凝土在烈日下曝晒。结果混凝土是前浇后裂。同样的情况还在泰兴某商城三层楼面上见到过。新浇的混凝土在似火骄阳下晒了两天，一点遮盖都没有，表面就出现了裂缝，而施工方只是派人隔几小时上去浇一次水。试想混凝土表面被太阳晒得高达四、五十度，冰冷的自来水浇上去无疑是雪上加霜。冷缩促使裂缝更快扩展。正确的做法是在第一次抹平后，立即用塑料薄膜覆盖，不让水分跑掉，依靠混凝土自身的水分进行保湿养护。需进行第二次抹光时，揭开薄膜，抹完了仍要盖好。
对于高性能混凝土，由于水灰比小，胶凝材料用量大，混凝土密实性好，泌水少，若保养不好，干缩情况更严重。因此，有学者认为，当混凝土拌合物表面的水分蒸发速率超过0．5kg/m2·h 时，将引起混凝土的干缩。对于保湿养护的时间，肯定是时间越长越好。养护14 天的收缩比只养护3 天的收缩降低约20 % 。因此，国家验收规范规定混凝土浇筑后的保温养护时间不得少于14 天。但在这一点上绝大多数施工人员都做不到，所以混凝土出现干缩裂缝就在所难免了。 3.1.4施工过程中温度控制不准
空气的相对湿度和温度都会对混凝土收缩产生影响。长期风吹日晒会使混凝土收缩增大。混凝土内外温差也会引起温度裂缝。例如寒潮侵袭、阳光暴晒后突然下雨、气温昼夜温差大等，都会使混凝土内部与表层产生很大温差，内部温度对表层起约束作用，就会导致裂缝。
事例4.呼家楼站是北京地铁10号线的中间站，车站位于东三环与朝阳北路的交叉路口，呈南北走向，为分离岛式暗挖车站。车站为全埋地下车站，采用暗挖法施工，车站为双层结构，边墙混凝土厚60cm，底板厚120cm，属大体积混凝土结构。 大体积混凝土在施工过程中，混凝土内部由于水化热的原因，混凝土内部的温度比表面的温度高出很多，大量水化热得不到散发，在降温过程中由于温差比较大内外收缩不同步，外部的收缩超过了混凝土的抗拉强度，造成混凝土开裂。呼家楼车站属于地下工程，混凝土结构较厚，采取撒水养生，对温差引起的裂缝较难控制。由于开始施工时每板分块较长，现场裂缝部位大多出现在板间，随后通过调整每板浇筑长度，有效地控制了温差裂缝。
温差应力产生裂缝。对于温差收缩裂缝，施工单位往往只注重名义上的大体积混凝土，而忽视其他结构；只重视混凝土内外的温差，忽视环境温差。对于大体积混凝土，美国混凝土协会给出了这样的定义：任意体量的混凝土，其尺寸大到足以必须采
13
混凝土裂缝控制与成因分析
取措施减小由于体积变形引起的裂缝，统称为大体积混凝土。在实际工程中，真正的大体积混凝土，如厚大的地下室底板，由于其厚度大，抗拉力大，即使内部温度很高，也很少出现裂缝。如常州市椿庭大楼地下室底板和常州市医院病房大楼地下室底板，混凝土设计强度等级均为C50 ，底板厚度均达2m。当时由于原材料供应的限制，只能采用525#R普水泥拌制。测温显示，内部最高温度曾接近90℃，但最终均未发生温差收缩裂缝。相反，在常州金源大厦地下室墙板工程上，浇筑顶板前，墙板完好，等到顶板浇筑后没几天，墙板外侧即出现许多裂缝。经分析，一致认为是温差湿差双重因素造成的。因为当时正值冬季，墙板浇筑后又没有及时回填土，顶板一浇，地下室里面由于地温地湿而保持着较好的温湿度，外墙则处在凛冽的寒风中，温湿度都很低，墙板内外两侧由于环境因素造成了温湿度差而产生裂缝。因此，对于像地下室墙板这样的虽非大体积却存在环境温湿度差的混凝土结构，更要注意防止温差裂缝的发生。
[13]
3.1.5设计原因 再看两个实例：
（1） 常州新区电信局综合楼，地上七层，每层十间，地下为一半地下室。地上的一半除东西边上两间外，其余每间都开有一个气窗。间与间之间有一根大梁横跨南北，大梁由与地下室外墙连在一起的边柱支撑着，中间无柱。工程竣工后两个月，每个气窗的下角处都出现了“八”字形的裂缝。而边上两间由于没留窗洞，就没有出现开裂。后经分析，认为是基础不均匀沉降引起的。因为气窗下面的地基只需承受不足两米高的墙体的重量，而气窗两侧的地基则要承受七层楼的份量，沉降自然不一样。裂缝即从最薄弱的窗角处开始。
（2） 常州市机关房产大楼地下室墙板，在边柱与墙板之间的阴角处出现有规律的裂缝。经专家们会诊，一致认为主要是墙板配筋问题。因此对地下室墙体，构造筋必须增强，配筋率要提高，宜不低于0．5 % ，同时宜采取直径较小、间距不大于150mm的配筋，以提高钢筋混凝土的极限拉伸变形值和分散收缩应力。边柱与墙的配筋率不同，收缩落差不同。它们的连接处容易发生竖向裂缝。所以，此处应插入长1m～15m 的水平增强筋。对于混凝土楼板宜采用细而密的双层构造配筋，以抑制裂缝发生。有试验证明，楼板配筋率如果由0.63 %增大到1.0% ，那么0.2mm 以上宽度的裂缝均能抑制。把楼板加厚也是抑制裂缝的办法之一。超长楼板也可采用部分预应力的补偿收缩混凝土浇筑。楼板混凝土强度则不宜过高，以不超过C30 为宜。混凝土结构的开口部位和突出部位容易开裂，应增强构造钢筋，也可在混凝土中掺入钢纤维或尼龙纤维。 3.2裂缝影响及其危害
混凝土在未开裂前是一个不透水，但存在不连续微裂缝且多孔的结构。虽然随着龄期的增长，水泥水化强度增大，但水泥水化产物大多是自然界中原先不存在的，因而必然会受到环境介质对它的侵蚀作用，并导致其损伤劣化。其中，最常见的现象是
14
混凝土裂缝控制与成因分析
混凝土开裂、表面剥落，甚至整体服役性能的丧失。 3.2.1 混凝土开裂，结构承载能力下降
（1）混凝土开裂将改变结构的受力条件，导致结构局部甚至整体发生破坏（见图3.1[14]）。
（2）裂缝随着环境载荷作用的不断变化将削弱混凝土建筑物的刚度（见图3.2）。 （3）混凝土开裂会降低结构的抗震能力，威胁结构的整体稳定性和安全性。
图3.1 带裂缝试件的受力状态
876应力/Mpa5432100.20.40.6位移/mm0.81.0
图3.2裂缝对混凝土荷载--位移曲线的影响
3.2.2 混凝土开裂，结构耐久性能劣化
混凝土劣化过程大致可分为3个阶段（见图3.3[15]）。
（1）阶段I：混凝土的损伤及开裂增大了渗透性，降低了结构保护层的有效厚度； （2）阶段II：渗透性的增加加速了环境中侵蚀性介质、空气及水分在混凝土结构中
15
混凝土裂缝控制与成因分析
的传输；
（3）阶段III：混凝土性能劣化，内部钢筋锈蚀，结构服役寿命缩短。
图3.3 钢筋混凝土的劣化过程
3.3 混凝土开裂的深层原因
导致混凝土开裂的因素很多，从受力角度分析，主要来自如下3个方面：a. 直接应力的作用；b. 间接应力的作用；c. 混凝土早期变形产生的应力作用。混凝土的早期开裂大多是由混凝土的变形引起的。混凝土的早期变形主要来自于其胶凝材料水化过程中的体积变形，包括膨胀和收缩。钢筋混凝土产生的膨胀和收缩为限制膨胀和限制收缩。早期限制膨胀对混凝土不仅无害反而有益，它可使混凝土产生一定的预压应力，提高其抗裂能力。而混凝土的限制收缩则是一种背向变形，当收缩应力大于混凝土的抗拉强度时，混凝土便会开裂。
（1）塑性收缩。混凝土处于塑性状态时，由于水分蒸发过快，泌水率小于表面水蒸发率，引起表面水分蒸发过快，表面变干之后，进一步水分蒸发将产生弯液面，引起孔隙负压并产生收缩，其开裂机理如图3.4[16]所示，图中△p 为收缩应力；R为半径；γ为液体表面张力；ζ为液体和水泥基材料间的化学接触角。
图3.4 水泥基材料塑性收缩开裂机理
（2）自收缩。自收缩是指浇筑成型以后的混凝土在密封条件下表观体积的减小。
16
混凝土裂缝控制与成因分析
自收缩的根本原因是水泥在水化过程中，体系总体积减小。混凝土自收缩的发展大体可以分为以下3个阶段（见图3.5[17]）：a. 第Ⅰ阶段：自收缩等于化学收缩，且与水化程度成线性关系；b. 第Ⅱ阶段：混凝土的骨架初步形成（凝结），自收缩受到限制，自收缩小于化学收缩；c. 第Ⅲ阶段：混凝土硬化，自收缩与化学收缩相比越来越小。
0收缩应变（x10-4)a-自收缩b-化学收缩初凝-8000b24681012141618时间/h-120000终凝-4000a
图3.5混凝土化学收缩和自收缩
混凝土强度等级小于C30时，混凝土的自收缩很小，随着混凝土强度等级的提高，混凝土自收缩增大，占混凝土总收缩量的比例也随之增大。
（3）温度收缩。温度收缩是由混凝土中热量的散失或温度下降引起的。水泥等水化时将会产生放热反应，水泥的水化放热量越大、放热速率越快，混凝土的内外温差越大，产生的收缩量也越大。温度收缩是混凝土开裂的主要诱因之一。
（4）沉降收缩。沉降收缩指的是混凝土成型后，颗粒沉降产生的体积收缩。这种收缩在骨料级配较差、加水量过多、混凝土结构厚度较大、硬化较慢以及振捣不足的情况下容易产生。
（5）碳化收缩。由混凝土碳化引起的收缩仅限于表层，易导致混凝土表层开裂。
17
混凝土裂缝控制与成因分析
第四章 混凝土裂缝控制的新技术
随着社会经济的发展，国内建筑工程中混凝土工程的体量不断增大．混凝土成为当前最广泛使用的建筑结构材料之一。然而．混凝土裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象．它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力．影响建筑物的使用功能．而且会引起钢筋的锈蚀、混凝土的碳化。降低材料的耐久性，影响建筑物的承载能力。在混凝土施工当中, 难以避免地会产生大量裂缝。施工单位无法做到完全消除裂缝, 只能够尽量控制裂缝的数量,这不光是混凝土施工的缺陷所在,也是混凝土本身的物理性质所带来的影响。因此，要在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展，保证建筑物和构件的安全。
在传统的混凝土裂缝控制技术中，水灰比，设计方面的安全度、耐久问题，混凝土的材料、配合比、性能选择，混凝土养护，施工操作，混凝土浇筑工艺，使用膨胀剂，适量使用纤维等方面已经有个比较丰富的理论基础和实践经验，并在大量的工程实践中得到了广泛的应用。但是，在实际工程中，还暴露出一些问题亟待解决，需要继续深入进行试验和理论探讨，下面就简单介绍四种新型混凝土裂缝控制技术。 4.1 水分蒸发抑制技术
以抑制混凝土水分蒸发为目的的养护措施是降低混凝土早期开裂风险并实现其设计性能的关键工序。按照混凝土力学性能的发展，养护可以划分为塑性阶段养护和硬化阶段养护。在塑性阶段，混凝土强度较低，传统的养护方法（洒水、覆膜等）会对混凝土表层造成负面影响[18]，而普通养护剂则不能在存在泌水的混凝土表面成膜。针对上述问题，通过引入双亲性分子结构，在高盐、高碱的混凝土表面泌水层上实现自组装，并形成稳定单分子膜（见图4.1）。所形成的单分子膜在温度为40 ℃、湿度为30 %、风速为5 m/s 的条件下，可抑制水泥基材料水分蒸发达75 %（见图4.2）。
图4.1 双亲性单分子膜作用机理
18
混凝土裂缝控制与成因分析
3025a-基准b-单分子膜蒸发量/g20151050ab102030405060708090100时间/min
图4.2 双亲性单分子膜对混凝土水分蒸发的影响
塑性阶段水分蒸发速率的降低大大推迟了该阶段收缩驱动力（孔隙负压）的出现时间，如图4.3 所示，可以推迟1 倍时间以上，并降低横向塑性收缩一半左右（见图4.4）。此外，由于该技术基于单分子膜技术，因此并不会对塑性阶段较为脆弱的水泥基材料表面造成负面影响，可有效减少混凝土表面起皮和结壳等现象（见图4.5）。
60a-基准b-单分子膜空隙负压/Kpa50403020100ab0.51.0时间/h1.52.0
图4.3 双亲性单分子膜对孔隙负压的影响
1400a-基准b-单分子膜横向收缩（x10-6)120010008006004002000图4.4 双亲性单分
a子膜对混凝土塑性收缩的影响
b
2040608010012014016018019 时间/min 混凝土裂缝控制与成因分析
图4.5 双亲性单分子膜对混凝土表面形貌的影响
4.2 减缩抗裂技术
掺加减缩剂以降低混凝土的收缩是抑制混凝土壳体、薄壁结构等大面积暴露结构的重要技术措施，但传统缩聚型减缩剂存在成本高且降低混凝土强度等缺点。利用分子裁剪技术将具有减缩功能和提供空间位阻效应的烷基聚醚接枝到共聚物主链中，结构示意图如图4.6所示，由此实现了减缩与减水功能的统一。
图4.6 减缩型减水剂结构示意图
减缩型减水剂对早期收缩及后期收缩的影响如图4.7和图4.8所示。试验研究表明，相对于掺萘系减水剂，掺加减缩型减水剂的试件，早期凝缩降低了43 %；1 d 前自收缩降低了52 %；28 d 干燥收缩降低了42 %；28 d 的自收缩则降低了53 %。此外，减缩型减水剂的减缩效果接近传统萘系减水剂加减缩剂体系的减缩效果。减缩型减水剂对混凝土塑性开裂及干燥开裂的影响如表4.1 和表4.2 所示。结果表明，掺加减缩型减水剂混凝土的塑性开裂面积仅为掺萘系减水剂混凝土的13 %，而混凝土干燥开裂的裂缝宽度相比掺萘系减水剂混凝土则降低了45 %以上。
120010008006004002000123caba-FDNb-SRPCAc-FDN+SRA沉降收缩/（x10-6)56874时间/h(a)凝缩：加水后30min作为0点
20
混凝土裂缝控制与成因分析
300250a自收缩（x10-6）2001501005005a-FDNb-SRPCAc-FDN+SRAbc101520时间/h（b）自收缩：初凝作为0点25
FDN—萘系减水剂；SRPCA—减缩型减水剂；FDN+SRA—萘系减水 剂和传统减缩剂复合体系（减缩剂掺量均为胶凝材料的2 %）
图4.7减缩型减水剂对早期收缩的影响
干燥收缩（x10-6）500400abca-FDNb-SRPCAc-FDN+SRA3002001000
102030405060708090100时间/d（a)干燥收缩
18016014012010080604020自收缩（x10-6）abca-FDNb-SRPCAc-FDN+SRA0102030405060708090100时间/d（b)自收缩
图4.8减缩型减水剂对后期收缩的影响 （注：图中以1d作为0点）
21
混凝土裂缝控制与成因分析
表4.1 减缩型减水剂对塑性开裂的影响（平板法）
外加剂 SRPCA FDN FDN+SRA 表4.2 减缩型减水剂对干燥开裂的影响（圆环法）
开裂时间/d 6.5 4.5 7.0 0d 0.397 0.989 0.693 1d 0.535 1.261 0.767 裂缝宽度/mm 3d 0.744 1.75 0.846 7d 0.936 1.824 0.933 14d 1.093 2.022 1.106 28d 1.134 2.033 1.155 开裂时间/min 380 190 280 最大裂缝宽度/mm 0.27 1.0 0.6 裂缝面积/mm2 100.15 763.32 293.05 减水剂 SRPCA FDN FDN+SRA
4.3 水泥水化放热过程的调控
混凝土温度开裂原因除了由于其尺寸较大、温控较难等因素外，现代混凝土材料自身的特点也是不可忽视的重要因素。现代水泥的细度越来越高，造成水泥早期水化速率越来越快，水泥水化放热过程越来越集中，使得混凝土的温控问题变得更为突出。水泥早期快速放热过程主要是由水泥中铝酸三钙（C3A）和硅酸三钙（C3S）快速水化所引起。针对该问题，在外加剂分子中引入含多羟基的功能材料，一方面通过分子中羟基的钙离子螯合作用抑制Ca（OH）2结晶，以此调节水泥基材料的凝结时间；另一方面，通过羟基在水泥颗粒表面的吸附作用，降低水分向水泥颗粒表面的迁移速率，以此抑制C3A相和C3S 相快速水化过程，降低水泥加速期的水化速率，调控水泥的水化放热进程。
水化热调控材料对水泥放热进程的影响如图4.9所示。从图中可以看出，水化热调控材料可以降低水化速率峰值50%以上，且随着掺量的增加，诱导期显著延长，有效实现了放热速率和凝结过程的双重调控。
22
混凝土裂缝控制与成因分析
4.03.53.02.52.01.51.00.50放热速率/(mW/g)abc2a-基准b-掺量1c-掺量2放热量/(J/g)
481012146时间/d（a)放热速率
40035030025020015010050abc24a-基准b-掺量1c-掺量2068101214时间/d(b)积累放热量
图4.9 水化热调控材料对水泥放热进程的影响
水泥早期放热速率的降低显著降低了水泥早期的放热总量，有效优化了水泥的放热历程，可以使混凝土结构充分利用结构的散热条件（自身散热、外部冷却设施等）为结构散热赢得时间，实现放热过程和散热过程的协调统一，进而达到大幅度缓解水化集中放热程度、削弱温峰和温降过程的目的。如图4.10 模拟结果所示（图中所选取的混凝土单元的厚度为6 m，且在混凝土内部埋设有间距为1m的冷却水管），采取水化热调控材料可以降低结构温升9.6 %～15.6 %，大大提高大体积混凝土的温控效能。
23
混凝土裂缝控制与成因分析
70656055504540353025200a温度/℃bca-基准b-掺量1c-掺量25101520时间/d2530
图4.10 水化热调控材料对大体积混凝土温升性能影响的模拟结果 4.4 遥爪聚合型增韧技术
现代工程对作为承重结构的混凝土性能要求越来越高。然而，在追求高强度的同时，由于混凝土脆性所导致的开裂破坏也越发突出。传统的如掺加聚合物乳液和添加纤维的技术，由于材料成本高，且掺入材料与混凝土自身属性差异较大，虽然改善了韧性，但也会损害混凝土的其他性能，如工作性和强度等。已有的增韧技术多基于毫米层次，不能从根本上改善水泥基材料的韧性。从微纳米层次出发，设计新型遥爪聚合型增韧材料，可通过改善C—S—H凝胶韧性来改善混凝土的韧性。
遥爪聚合型增韧材料分子设计思路如图4.11所示。分子中部的嵌段结构吸收变形过程中的能量，并提供强度及韧性，分子两端则是为含有强电荷极性的遥爪官能团。增韧材料加入水泥基材料内，遥爪官能团中的Si—O键和C—S—H凝胶Si—O键反应形成有机和无机杂化结构，并以此提高C—S—H的韧性。掺加增韧材料的混凝土断裂能试验结果（按DL/T 5332—2005[19]中的楔入劈拉法进行）如图4.12和表4.3所示。
图4.11 遥爪聚合型增韧材料分子结构
24
混凝土裂缝控制与成因分析
2.5P/KN2.01.51.00.5cbaa-0.5%b-1.0%c-0%00.20.40.60.81.01.21.4CMOD/mm(a)7d
3.0a2.5P/KN2.01.51.00.50ca-0.5%b-1.0%c-0%
b0.20.40.60.81.01.2CMOD/mm(b)28d P—荷载；CMOD—裂缝口张开位移 图4.12 P—CMOD 曲线
表4.3 断裂韧度测试结果
龄期/d 7 掺量/% 0 0.5 1
Ph,max/kN 3.26 3.96 3.82 25
Kic/(MPa.m½) 0.81 0.98 0.94 Gf/(N.m-1) 96 179 213 混凝土裂缝控制与成因分析
0 28 0.5 1 4.04 4.70 5.22 1.00 1.16 1.29 115 231 213 实验结果表明，增韧材料掺量为0.5 %时，混凝土7 d 和28 d 的断裂能分别提高86 %与101 %，而掺量为1.0 %时，混凝土7 d 和28 d 的断裂能则分别提高了122 %和85 %。因此，遥爪聚合型增韧材料在较低掺量下即对混凝土韧性有明显的提升作用。增韧材料对塑性开裂及冲击性能的影响如表4.4和表4.5所示。
表4.4 塑性开裂试验结果
序号 1 2 最大裂纹宽度/mm 平均裂纹宽度/mm 3.83 0.88 表4.5 抗冲击实验结果（28 d）
编号 基准 增韧（0.5%） 纤维（0.9kg/m3）
结果表明，增韧材料的掺加减小了砂浆最大裂缝宽度、平均裂纹宽度以及总裂纹面积，增强了材料的抗塑性开裂性能。此外，增韧材料对砂浆抗冲击性能的提高较为显著，可以达到聚丙烯纤维的效果。
26
总裂纹面积/mm2 450 67.4 2.08 0.29 冲击次数/次 16 43 33 抗冲击耗能/J 352 946 726 混凝土裂缝控制与成因分析
第五章 混凝土裂缝控制新技术在工程实例中的应用
在现实工程中无处不在的裂缝不但会影响工程外观，更重要的是会影响到施 工工程的整体性和刚度。而且由于裂缝的存在会加速混凝土的碳化、降低混凝土 的耐久性和抗疲劳以及抗渗能力，由此还可能会导致混凝土无法对钢筋起到有效 的保护作用，从而引起钢筋的锈蚀膨胀，进一步破坏工程的结构。因此必须及时和尽可能完善的处理好裂缝。根据裂缝的性质和具体情况，我们应该区别对待，运用不同的处理方法解决各种各样的难题，以保证建筑物的安全使用。下面就一个例子结合上面提到的水分蒸发抑制技术来说明控制混凝土裂缝的措施。 5.1 工程概况
海泉大厦位于山东省淄博张店区柳泉路168 号, 该大厦是双子座造型, A、B 座都是地下2 层, 地上30 层, 占地面积6000 m2, 总建筑面积71117m2。工程总体南北长76.2 m, 东西长108.2 m,建筑高度:98.35 m, 是集商业、办公、住宅为一体的综合性建筑。工程结构设计选用了转换层形式, 混凝土设计强度等级C40, 抗渗等级P8, 混凝土总工程量2 840 m3, 为典型的大体积混凝土结构施工。 5.2 转换层结构设计特征
转换层结构形式: 即第5 层顶板为一块实心混凝土整板, 将上部25 层结构荷载过渡转换到板下框架体系。转换层标高15.1~17.2 m, 板厚2.1 m, 柱顶局部板厚2.5 m, 转换层面积1370 m, 板内上下各两层设纵横双向Ø32、@250×250 钢筋网片; 中间又有两层Ø25、@250×250 钢筋网片; 网片间@600×600设Ø25 立筋, 混凝土总量3 570 m3, 混凝土采用C40 的预拌混凝土。板下框架柱网尺寸: 8.5 m×9.0 m~`8.5 m×13 m 不等。
5.3 混凝土配合比设计与原则
该工程转换层混凝土的施工在六月中旬, 日平均温度在18 ℃左右, 混凝土最高温度的峰值一般出现在混凝土浇筑后的第3—5 天, 对混凝土浇筑后的内部最高温度与气温温差要控制在25 ℃内, 以免因温差和混凝土的收缩产生裂缝。我们对混凝土质量控制指标提出如下要求: 控制温差裂缝的主要措施有:( 1) 采用低水化热矿渣水泥;( 2) 掺入适量的I 级粉煤灰;( 3) 超掺混合材( 超细矿粉) , 减少水泥用量, 充分利用混凝土的后期强度, 降低混凝土的绝热温升;( 4) 掺加缓凝型高效减水剂, 推迟混凝土水化热峰值时间;( 5) 混凝土在满足泵送要求的坍落度的前提下, 最大限度控制水灰比;( 6) 根据温度计算结果选择合适的养护措施, 对混凝土表面进行覆盖, 并进行测温跟踪, 保证混凝土内外温差不大于25 ℃。
由于使用的是预拌混凝土, 厂家采用散装硅酸盐水泥, 而且淄博没有I 级粉煤灰, 因此, 只能满足以上( 3)、( 4) 、( 5) 、( 6) 条要求。这样对解决混凝土早期温度应力和后期收缩应力问题并控制混凝土裂缝的产生提出了更高的技术要求。对
27
2
混凝土裂缝控制与成因分析
此采取了以下混凝土裂缝控制措施。为有效控制裂缝, 降低混凝土内部水化热, 减小温差, 采用四掺技术, 原材料按如下原则选用: 5.3.1 水泥
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。根据大量试验研究和工程实践表明: 每立方米混凝土的水泥用量增减10 kg, 其水化热将使混凝土的温度相应升高或降低1 ℃。因此, 为更好的控制水化热所造成的温度升高、减少温度应力,可以根据工程结构实际承受荷载的情况, 对工程结构的强度和刚度进行复核与验算, 并取得设计单位的同意后, 在保证强度的前提下尽量减少水泥用量, 海泉大厦采用山东铝业有限公司的山铝牌P.O 32.5R级水泥, 其物理力学性能及水化热情况见表5.1。
表5.1 水泥物理力学性能检验及水泥水化热
水泥水化热 标准项目 细度/% 安定性 稠度需水量/% 1d 3d 7d 初凝 终凝 7d 28d 7d 28d 凝结时间/min 抗压强度/MPa 抗折强度/MPa P.O 32.5R 5.3.2 骨料
2.5 合格 27.2 139.2 227.2 246.2 159 258 25.7 27.9 6.7 8.2 砂子选用细度模数3.1, 表现密度ds=2.62 g/cm3, 松散密度γs=1 510 kg/m3; 吸水率2%, 含泥量1.0%, 泥块含量0, 产地山东莱芜; 石子选用5~25 mm 连续级配, 含泥量0.3%, 泥块含量0,针片状含量4.7%, 压碎指标值4.5%, 产地山东淄博。 5.3.3 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、黏聚性和保水性, 并且能够补充泵送混凝土中粒径在0.315 mm 以下的细集料达到占15%的要求, 从而改善了可泵性。同时, 依照大体积混凝土所具有的强度特点, 初期处于较高温度条件下, 强度增长较快、较高, 但是后期
28
混凝土裂缝控制与成因分析
强度增长缓慢。掺合料对水泥的替代率越大, 降低混凝土温升的效果越好。采用莱芜钢厂的S95 超细矿粉, 比表面积475 m2/kg, 活性指数高。粉煤灰选用莱芜城发电厂II 级分选粉煤灰, 掺量为27.8%。充分利用掺合料的形态效应、火山灰效应、微集料效应, 从而大大降低混凝土的水化热, 改善混凝土的和易性, 增强混凝土的耐久性和后期强度, 其化学成分见表5.2。
表5.2 粉煤灰化学成分
成分种类 SiO2 Al2O3 CaO MgO SO3 K2O Na2O 烧失量 粉煤灰 60.34 21.06 4.28 2.17 0.69 2.05 0.73 2.3 5.3.4 膨胀剂
选用UEA 高效膨胀剂, 掺量8%等量代替水泥, 即可以减低水泥用量降低水化热, 又可以补偿混凝土收缩产生自应力, 抵消结构由于干缩、冷缩、化学收缩产生的拉应力, 从而防止或减少收缩裂缝的出现, 使混凝土更加致密, 提高混凝土的抗渗性。 5.3.5 外加剂
为推迟混凝土水化热峰值、利于散热, 选用山东宝山瑞奥外加剂厂生产的BS-B2 泵送剂。该外加剂外观呈黄褐色粉末, 减水率26%, 塑化效果好, 引气量低, 坍落度损失小, 增强效果明显, 掺量为2.08%。具有良好的保塑性作用, 保证大体积混凝土分层连续浇筑时不出现冷缝。
应用以上原材料, 进行了大量配合比试验, 综合考虑各种因素, 最终确定施工配合比见表5.3, 试验结果见表5.4。
表5.3 C40P8 混凝土配合比
材料名称 用量（kg/m3水泥 矿粉 粉煤灰 砂 石 膨松剂 外加剂 水 300 85 85 695 1087 30 6.24 151 ）
29
混凝土裂缝控制与成因分析
表5.4 C40P8 混凝土试验结果
混凝土性能 结果
5.4 温度计算及表面裂缝控制
根据确定配合比计算混凝土的温升情况与内外温差。 5.4.1 混凝土浇筑温度
Tj=Tc+( Tp+Tc)×(A1+A2+A3+⋯⋯+An)
式中: Tc——混凝土拌和温度(它与各种材料比热及初温度有关),按多次测量资料,
有日照时混凝土拌和温度比当时温度高5~7℃, 无日照时混凝土拌和温度比当时温度高2~3℃,我们按3℃计。
Tp———混凝土浇筑时的室外温度(六月中旬, 室外平均温度以18℃计) 。 A1+A2+A3+⋯⋯+An———温度损失系数,查《大体积混凝土施工》P33表3-4得:
A1———混凝土装卸, 每次A=0.032( 装车、出料二次数) ;
A2———混凝土运输时, A=Q×t。Q为 6m3滚动式搅拌车其温升0.0043,混凝土泵送不
计。t为运输时间(以分钟计算),从预拌混凝土公司到工地约40min; A3———浇筑过程中 A=0.003×60=0.18。 Tj=TC+(TP+TC)×(A1+A2+A3+⋯⋯+An) =21+(18+21)×(0.064-0.172+0.18) =21+(39)×0.116 =23.8℃
5.4.2 混凝土内部最高绝热温升值
常用的最高温升的计算公式有两种, 下面分别以文献【20】和文献【21】的公式讨论混凝土内部的最高温升值的预测。
文献
[20]
坍落度/mm 初始 210 30min 205 60min 200 凝结时间/h 初凝 9.62 终凝 11.52 7d 抗压强度/MPa 28d 49.4 56d 58.8 34.5 的计算公式为:
式中 Tmax———混凝土内部最高温度,℃; Tj———混凝土浇筑温度,℃;
Tτ———τ龄期时混凝土的绝热温升,℃;
30
混凝土裂缝控制与成因分析
ξ———不同浇筑块厚度的降温系数,δ=0.75; W———每立方米混凝土中水泥用量, kg/m3;
Q———每千克水泥水化热量,查《大体积混凝土施工》P14表2-1,取490 kJ/kg;
C———混凝土的比热, 取 0.97 kJ(/ kg·℃) ; ρ———混凝土的密度, 取 2 410 kg/m3; m———随水泥品种、比表面及浇筑温度而异; τ———龄期, d。
则混凝土内部中心温度: Tmax=Tj+Tτξ=23.8+63.9×0.75=71.7 ℃ 文献[21]的计算公式为:
式中: Tmax———混凝土内部最高温度,℃; Tj———混凝土浇筑温度,℃;
W———每立方米混凝土中水泥用量, kg/m3;
ε———系数, 随混凝土等级、最小尺寸而异, 此处取 12。 按上式计算, 估算结果为Tmax=48.8 ℃。
混凝土内部实测最高温度为Tmax=59.4 ℃。与两个估算结果进行比较可知, 文献[21]的估算结果与实测值十分相近。文献[20]参照一般大坝施工的有关资料, 并按照热传导公式对混凝土内部最高温度进行估算[21]。但是转换层与大坝有较大差异, 主要是转换层混凝土多为高强混凝土, 大坝混凝土相比强度较低; 转换层四面悬空支承在支座上或施工期间支承在临时锚固上, 而大坝与地基相连, 两者的边界条件不同。而文献[21]的计算公式是经过对上建工程中大体积钢筋混凝土实测资料统计整理后得出的, 因而, 其计算结果与混凝土内部实测量高温升相近。 5.4.3 混凝土表面最高温度估算
混凝土表面最高温度采用的计算公式为[21]: Tbmax=Tq+4×(H-h’)×h’×ΔT/H2 H=h+2×h’ h’=K×λ/β
式中: Tbmax———混凝土表面最高温度,℃;
Tq———大气的平均温度,℃; H———混凝土的计算厚度; h′———混凝土的虚厚度; h———混凝土的实际厚度;
ΔT———混凝土中心温度与外界气温之差的最大值; λ———混凝土的导热系数, 此处可取 2.33 W(/ m·K) ;
31
混凝土裂缝控制与成因分析
K———计算折减系数, 根据试验资料可取 0.666; β———混凝土模板及保温层的传热系数, W(/ m2·K) 。
1/(i/i1/q) , i为各种保温层的导热系数, 草袋导热系数
为0.14; )i 为各种保温层的厚度, 草袋厚度0.01m; q 为空气层的传热系数, 取23W/ ( m2·K) 。
为了保证内外温差不超过25 ℃, 降温速率控制在2.1 ℃/d 左右, 计划采用1 层草袋, 1 层塑料薄膜保温养护, 外界气温18 ℃。
查手册计算得
1/(i/i1/q)8.7W/ ( m2·K)
带入以上各式计算得h′=0.178 m H=2.456 m ΔT=Tmax- Tq=48.8- 18=30.8 ℃ 混凝土的表面温度Tb=26.3 ℃
所以混凝土中心与混凝土表面温差为Tmax- Tb=22.3 ℃<25 ℃
计算结果表明: 采用以上保温措施, 混凝土内表温差控制在规定值范围内, 不会产生表面裂缝。此保温措施切实可行。 5.5 大体积混凝土的施工及养护 5.5.1 混凝土的浇筑
自6月17日下午混凝土开始浇筑, 6月19日全部完毕。浇筑期间环境温度14-22℃, 现场入泵坍落度控制在160-200 mm,入模温度21-27℃。经征得设计单位及设备厂家的同意, 转换板按施工组织设计浇筑每层厚0.6 m,以减少结构尺寸,减轻内外约束,利于散热, 降低最高温升。该结构符合有关规定:“结构断面最小尺寸在1.0m厚以上、水化热引起混凝土内的最高温度与外界气温之差预计超过25℃的混凝土, 称为大体积混凝土”。由于浇筑期间环境温度白天高达22℃, 晚间为14℃,通过预拌混凝土公司调整, 将混凝土入模坍落度白天气温较高时控制到180-200mm, 以保证混凝土有足够的流淌面将上一层混凝土在初凝前及时覆盖, 夜间气温较低时, 将混凝土入模坍落度控制到160-180mm, 以避免因混凝土流淌面太大, 而导致作业面过宽, 振捣步充分。混凝土泵管上覆盖草包, 经常喷水保持湿润, 以减少混凝土拌合物因运输而造成的温度升高。采用两台泵同时输送,采用“分段定点下料, 自然流淌, 循序渐进, 一次到顶”施工方法, 振捣时布置三道振动棒, 第一道至混凝土底墙柱, 第二道在混凝土转换板中间, 第三道在混凝土顶端。三道相互配合,保证覆盖整个板面,确保不漏振,随着混凝土浇筑工作的向前推进, 振动棒也相应跟上, 以确保整个高度混凝土的质量。混凝土进行两次浇筑,分层度控制在40cm, 每台泵配置4台插入式振动器, 严格控制振捣时间, 振点间距和插入深度。
浇筑时, 在混凝土初凝前, 对已浇筑的混凝土进行第二次振捣, 增强混凝土密实度和均匀性, 提高其抗裂性。然后用木抹子抹平、压实, 进行二次抹差, 以闭合表
32
混凝土裂缝控制与成因分析
面收缩裂缝。新浇筑的混凝土板边缘接近侧模时,改变混凝土的浇筑方向, 由侧边模板处往回浇筑。两侧模板下口预留出水口,以排出混凝土振捣时在板底部出现的泌水。 5.5.2 混凝土养护保温、保湿及补偿措施
根据气象预报, 拟浇筑3d后的平均气温为18 ℃。为防止因混凝土内外温差超过25 ℃而开裂, 经研究、比较,在不可能降低水泥用量、掺粉煤灰及选用矿渣水泥的条件下, 采取下列保温、保湿等保养措施。
( 1) 底模: 除因模板支撑结构需要, 满铺50 mm×100 mm×1 000 mm 木板外, 在木模板上满铺一层塑料薄膜, 再盖一层草袋子, 然后上面再盖一层塑料薄膜, 再铺一层竹胶板。在浇筑前3d, 浇水湿透。
( 2) 在四层与转换板之间,凡无剪力墙部位,四周用塑料编织布作围护, 使板下形成温棚, 以减少空气流动,达到保温作用。
( 3) 在浇筑混凝土表面12 h后, 加塑料薄膜一层覆盖。
( 4) 设温度测试点, 在有代表性的位置设测温点, 随时了解混凝土浇筑后( 特别是第二天) 开始升、降温情况, 随时准备增、减覆盖物。
( 5) 加强对混凝土的保养,不断观察混凝土保湿状况, 定时浇水保湿。浇筑完毕,及时在混凝土上表面覆盖一层塑料薄膜,再盖一层草袋子,然后上面再盖一层塑料薄膜, 侧面同上, 进行保温保湿养护。 5.6 混凝土的温控及实际效果 5.6.1 温度测试
本工程采用山东建筑科学研究中心生产的建筑电子测温仪测温。两次浇筑分别设了10 个和7个测温断面, 每个测温断面分别在上、中、下及覆盖层下埋设测温传感器, 用混凝土温度测定记录仪进行施工全过程的跟踪和检测。混凝土水化热温升在浇筑3~5 d 达到最高温度, 然后呈缓慢降温, 本转换层板断面温升实测情况见表5.5、5 .6实测结果。
表5.5 混凝土最高温升参数
水泥用水泥强量3） P.O 32.5R
33
粉煤灰掺量（kg/m3） 85 最高绝热温升/℃ 48.8 实际最高温升/℃ 59.4 到最高温升时间/h 120 到最高温升位置 板中心位置 板表面温度/℃ 36.1 板底面温/℃ 47.1 度度等级 （kg/m300 混凝土裂缝控制与成因分析
表5.6 混凝土温度变化 ℃
天数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 从表5.5、5。6 可以看出, 最高温升与结构所处的环境有关, 即散热条件与养护、通水条件。本转换层板虽然一次性连续推进浇筑混凝土, 块体厚( 2.1 m) , 体积大( 2 840 m3) 。但转换层板实测最高温度和淄博广电大厦基础筏板( 入模温度低、温升高) ,比较相对偏低。这说明在水泥中掺入缓凝减水剂及采用较大比例的粉煤灰, 最大限度的降低水泥用量可以有效地降低总体水化热量, 从而有效地控制混凝土结构的温升。 5.6.2 混凝土的温控及实际效果
测温自混凝土入模后1 h 开始, 在混凝土浇筑后的5 d 内每2 h 测一次, 以后每4 h 测一次, 测得大量数据, 各测点最高温度, 表最大温差为23.1 ℃, 与计算值基本相符, 没有超出预期目标, 基础施工完毕已经半年多未发现裂缝。
保温与测温持续20 d, 混凝土内部- 1 m 深度温度最高点仍达到32.4 ℃, 与表
34
气温 21.7 18.2 22.5 16.1 17.1 18.7 16.2 17.9 18.2 17.7 17.2 17.7 19.5 17.2 21.2 16.2 17.9 18.2 20.7 21.9 覆盖物下 混凝土表面 混凝土中心 混凝土底表 36.2 34.0 31.9 34.7 32.2 36.3 34.6 34.8 33.7 35.1 33.7 34.8 32.2 31.7 31.1 30.7 31.4 30.3 31.2 30.2 31.1 33.5 34.2 34.7 36.1 33.8 33.2 33.1 32.7 32.4 31.5 31.1 30.5 30.2 30.1 29.5 29.4 28.4 27.5 26.5 44.1 46.2 49.3 54.3 59.4 56.1 53.2 52.2 51.4 50.5 49.4 47.2 46.2 45.8 42.5 40.4 38.2 34.5 33.9 32.4 31.2 38.2 43.2 46.5 47.1 45.2 44.5 43.2 42.1 41.2 40.1 39.4 38.5 37.1 36.5 35.4 34.4 32.9 31.5 30.4 混凝土裂缝控制与成因分析
面温度差为10.5 ℃。
5.7 混凝土力学性能及抗渗性能检验结果
该转换板工程混凝土施工。共留置混凝土28 d 抗压强度试件25 组, 平均抗压强度52.1 MPa, δ=1.86, 达到设计强度的130.2%, 60 d 抗压强度试件5 组, 平均抗压强度62.2 MPa, 达到设计强度的155.5%, 抗渗试验按照GBJ 82—85 标准进行, 加压至1.0 MPa 时试件均无渗水, 根据试验结果, 混凝土力学性能和抗渗性能指标均满足设计要求。
第六章 35
总结
混凝土裂缝控制与成因分析
6.1结论
通过以上试验和理论研究，并结合相关具体的工程案例分析可得以下结论： （1）双亲性单分子膜水分蒸发抑制技术可减少水分蒸发达75%，降低塑性收缩达50%，显著提高混凝土抗塑性开裂能力；
（2）新一代接枝共聚物可进行分子结构设计，实现减水和减缩功能的统一，控制混凝土壳体及薄壁结构的早期开裂；
（3）水化热调控型外加剂可显著降低水泥加速期的水化速率，调控水化放热历程，提高大体积混凝土的温控能力；
（4）混凝土抗压强度提高，拉压强度比下降，可采用原位增韧技术，提高混凝土的断裂能，降低开裂风险。
综上所述，不难看出，消除现浇混凝土楼板裂缝质量通病，是一项系统性很强的工作，必须高水平的设计、高质量的施工、高要求的监理作保证。在我国条例、法规等所规定的，谁设计谁负责，谁施工谁负责，谁监理谁负责及谁建设谁负责的原则下，建立完善的质量保证体系，并坚信只要在施工中施工人员能够掌握好施工过程中各个阶段的质量控制的要点，控制好每一个环节的关键问题，混凝土的施工质量就能够得到保证，从而提高建筑的整体水平。同时，着手研究新型混凝土裂缝控制技术从而减少现浇混凝土裂缝的产生。 6.2 对未来混凝土的展望
国内外虽然在混凝土裂缝修补材料方面开展了大量的研究工作,并取得了许多成果,但有些仍处于研制开发阶段,已投入使用的裂缝修补材料也存在许多不足之处,比如对裂缝界面状态要求苛刻、易老化、造价高、合成工艺复杂,不利于推广、难以满足混凝土裂缝修补的要求等。基于以上考虑,开发粘结强度高、流动性好、力学性能优良、渗透性强、耐疲劳、耐腐蚀、施工工艺简单、适用范围广的新型混凝土裂缝修补材料不仅十分必要,而且非常迫切。同时,对于满足建筑使用要求的水泥混凝土裂缝修补材料应从提高稳定性、耐久性出发,一方面某些聚合物的掺入可以改善材料的性能,另一方面使用改性后的有机高分子树脂类修补材料已经在高层建筑的修补中显示出了特有的优势,应加以继续发展。
参考文献：
36
混凝土裂缝控制与成因分析
[1]P K.M ehta.DurabiIity一Crcal Issues fo r the Future Conc rete Inte rnational Y 1997 [2]王铁梦,工程结构裂缝控制,中国建筑工业出版社,1997
[3]RASHID Y R. Analysis of prestressed concrete pressure vessels [J] .Nuclear Engineering
and Design, 1968, 7: 334- 344
[4]徐世锒,混凝土双K断裂参数计算理论及规范化测试方法[J],三峡大学学报, 2002(1) : 2- 7
[5]唐春安,混凝土损伤与断裂—数值试验[M].北京:科学出版社,2003
[6]肖涛,左正兴.虚拟裂纹闭合法在结构断裂分析中的应用.计算力学学报,2008,25:16-19
[7]李长安.基于虚拟裂纹闭合法的裂纹扩展与疲劳寿命研究(硕士学位论文).武汉:华中科技大学,2008
[8]顾祥林.混凝土结构基本原理[M].上海:同济大学出版社,2004
[9]顾祥林,李超,彭斌,等.上海光源工程超长大体积混凝土裂缝控制试验研究与数值模拟[R].上海:同济大学,2008
[10]王晓刚.预应力框架结构地下室顶板裂缝的实例分析[J].建筑技术,2006,37(4),268-269
[11]林晓玲,肖琳琛,顾志峰,等.台州市椒江振兴大厦混凝土裂缝结构安全鉴定[J].国外建材科技,2005,26（6）:80-81
[12]梁兴文,史庆轩.混凝土结构设计原理.北京:中国建筑工业出版社，2011.3 [13]吴培波.建筑施工中混凝土裂缝控制技术[J].城市建筑,2013,04:89
[14]Denarie E，Cecot C，Huet C. Characterization of creep and crack growth interactions in the fracture behavior of concrete[J]. Cement and Concrete Research，2006，36（3）：571-575. [15]Mehta P K. Concrete technology at the crossroads-problems and opportunities[J]. ACI SP，1994，144：1-30.
[16]Liu Jiaping.Tian Qian.Miao Changwen. Investigation on the plastic shrinkage of cementitious materials under drying conditions:mechanism and theoretical model[J]. Magazine of Concrete Research,2012,64（6）：551-561
[17]Lura P,Couch J,Jensen O M,et al. Early-age acoustic emission measurements in hydrating cement paste：Evidence for cavitation during solidification due to self-desiccation [J].Cement and Concrete Research,2009,39（10）：861-867
[18]ACI Committee 308. Guide to curing concrete（ACI 308R- 01）[R]. USA:American Concrete Institute,2001
[19]水工混凝土断裂试验规程编制组. DL/T 5332—2005 水工混凝土断裂试验规程[S]. 北京：中国电力出版社，2006
[20]叶琳昌, 沈义.大体积混凝土施工[M].北京: 中国建筑工业出版社,1987
37
混凝土裂缝控制与成因分析
[21]赵志缙,高层建筑施工手册[K].上海: 同济大学出版社, 1995
致谢
论文从选题到定稿始终是在老师吴帅涛的精心指导下完成的。吴老师为人谦和，思维敏捷，治学严谨，在作者课题研究遇到困难时，总能以敏锐的洞察力发现问题的所在，为作者课题的顺利完成指明了方向，因此论文凝聚着老师的许多心血。在学习期间，老师严谨的治学态度，忘我的工作精神，渊博的知识，丰富的社会阅历及高尚的人品情操，极大地激发了我的学习和工作热情，成为我终身受益的精神财富。而老师在学术、生活等方面给予的无微不至的关怀，谆谆善诱的教诲，一如既往的支持与鼓励，都使我受益匪浅，终身难忘。在此论文完成之际，作者谨向老师致以崇高敬意和衷心的感谢!
感谢同学景国涛在生活和学习上对我的关心与爱护；其丰富的实验经验和乐观的生活态度，是我能完成课题的最有力的支持，一起上课和在教研室的时光永远难忘；并让我在需要帮助的时候感受到了友谊的宝贵。感谢我的父母和朋友，你们对我的关心和支持是我坚强的后盾，也是我一直前进的动力；正是因为你们的支持，我才得以
38
混凝土裂缝控制与成因分析
顺利的完成我的课题和论文。感谢所有对我完成论文给予过帮助和支持的人！
39
因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容