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冻融循环作用下混凝土劣化的现象 抗冻混凝土冻融循环篇一
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冻融循环作用下混凝土劣化的现象 抗冻混凝土冻融循环篇二
摘 要：混凝土结构作为我国基础设施建设中的主导结构，至今已普遍地应用于很多领域，混凝土结构的服役环境越来越复杂，冻融破坏作为其中主要的不利因素之一表现出的影响日益突出。本文通过对混凝土结构冻融破坏的介绍，探讨了混凝土冻融破坏的机理、危害以及关于混凝土冻融破坏的几种假设。
关键词：混凝土;冻融循环;破坏机理;假设
0 引言
混凝土和钢筋混凝土结构的传统设计方法是按照荷载和安全的要求确定混凝土的强度等级，即“按强度设计”。然而，国内外大量破坏实例表明：混凝土结构不是由于强度不够而破坏，而是由于混凝土随时间劣化（耐久性不够）而过早破坏，造成数目惊人的维修和重建的资金和自然资源的浪费。国外寒冷地区如北欧、北美、前苏联早在上个世纪40年代已重视抗冻性，采取引气技术，所以较少见普通冻融破坏的。在我国，从初步调查来看，北方地区造成混凝土结构过早破坏的主要原因是冻融和盐冻，情况也比较严重。
混凝土冻融破坏的机理分析
混凝土是由水泥砂浆及粗骨料组成的毛细孔多孔体。在拌制混凝土时为了得到必要的和易性，加入的拌合水总要多于水泥的水化水。这部分多余的水便以游离水的形式滞留于混凝土中形成连通的毛细孔，并占有一定的体积。这种毛细孔的自由水就是导致混凝土遭受冻害的主要内在因素。因为水遇冷结冰会发生体积膨胀，引起混凝土内部结构的破坏。但应该指出，在正常情况下，毛细孔中的水结冰并不致于使混凝土内部结构遭到严重破坏。因为混凝土中除了毛细孔之外还有一部分水泥水化后形成的胶凝孔和其它原因形成的非毛细孔。这些孔隙中常混有空气。因此，当毛细孔中的水结冰膨胀时，这些气孔能起缓冲调解作用，即能将一部分未结冰的水挤入胶凝孔，从而减少膨胀压力，避免混凝土内部结构破坏。但当处于饱和水状态时，情况就完全两样了。此时毛细孔中水结冰时，胶凝孔中的水处于过冷状态。因为混凝土孔隙中水的冰点随孔径的减少而降低。胶凝孔中形成冰核的温度在-78℃以下。胶凝孔中处于过冷状态的水分因为其蒸汽压高于同温度下冰的蒸汽压而向压力毛细孔中冰的界面处渗透。于是在毛细孔中又产生一种渗透压力。例如在-5℃时该渗透压力可达5.97mpa。此外，胶凝水向毛细孔渗透的结果必然使毛细孔中的冰体积进一步膨胀。由此可见，处于饱和状态（含水量达到91.7%极限值）的混凝土受冻时，其毛细孔壁同时承受膨胀压及渗透压两种压力。当这两种压力超过混凝土的抗拉强度时，混凝土就会开裂。在反复冻融循环后，混凝土中的裂缝会互相贯通，其强度也会逐渐降低，最后甚至完全丧失，使混凝土结构由表及里遭受破坏。
混凝土的冻融破坏作用主要有冻胀开裂和表面剥落两个方面。对于混凝土抗冻耐久性能的研究必须先从混凝土冻融破坏机理开始，自上世纪30年代以来，各国科学研究者作了大量的研究，提出了一系列的假说。尽管由于混凝土冻融破坏机理非常复杂，如今人们尚未得到一个完全能解释冻害的公认的理论，但所提出的一些假说已经很好地指导了过去和当前的研究工作，为工程结构抗冻设计提供了很有力的理论基础。所提出的假说主要有冰的分离层理论、充水系数理论、静水压理论渗透压理论和温度应力理论等。
混凝土冻融破坏的几种假说
2.1冰的分离层假说
冰冻是从暴露的混凝土表面开始的，然后逐渐由表及里向混凝土内部延伸，当表面以下的某层达到足够低的温度时，水在最大的孔隙中开始结冰，由于结冰产生潜热，使水晶体相接触并使周围孔隙中未冻水诱出，继续使冰晶体增长、温度继续下降时，使冷锋面透入。当温度下降到足以冻结一个新冷锋面的孔隙时，又形成一个新的受冷薄层。最后使混凝土形成一系列平行的冷薄层，由于冰结晶体膨胀，冰点上升，混凝土被逐渐破坏这一理论适用于低质的、抗渗性能差的而且长期遭受低温冻结的混凝土，对于较密实的、抗渗性好的、孔隙小的混凝土就不适用，因为没有足够的水供冰结晶体增长，从而放出足够的潜热维持该处的恒温，不可能形成一系列平行的分离层冰面。
2.2充水系数假说
该理论认为，混凝土能否发生冻融破坏主要取决于混凝土的充水系数。充水系数指的是孔隙内水的体积与整个空间的体积之比。充水系数只能反映混凝土内孔隙饱和水程度的平均概念，而实际上混凝土内各处充水程度不会相同。混凝土的充水系数与混凝土的抗冻性能有较好的关系，但是充水系数测定的水是比较容易蒸发的水，即与外界相通的孔隙中的饱和水。
2.3 静水压力假说
硬化混凝土中的孔隙有凝胶孔、毛细孔、空气泡等。各种孔隙之间的孔径差异很大，凝胶孔的孔径为15-100a;毛细孔孔径一般在o.01-10um之间，而且往往互相连通;空气泡是混凝土搅拌与振捣时自然吸入或掺加引气剂人为引入的，且一般呈封闭的球状，混凝土在水中时，毛细孔处于饱和状态，而空气泡内壁虽也吸附水分，但在常压下很难达到饱和。混凝土孔溶液中溶有钾、钠、钙离子等，溶液的饱和蒸气压比普通水低，在不掺盐类的水泥浆体中的自由水的冰点约为-1～1.5摄氏度。由于孔隙表面张力的作用，不同孔径的孔内水的饱和蒸气压和冰点不同，孔径越小，孔内水的饱和蒸气压越小，冰点越低。当环境温度降低到-1～-1.9摄氏度时，混凝土孔隙中的水由大孔开始结冰，逐渐扩展到较细的孔。一般认为温度在-12摄氏度时，毛细孔都能结冰，而凝胶中的水分子物理吸附于水泥浆固体表面，估计在-12摄氏度以上不会结冰。因此，凝胶孔水实际上是不可能结冰的，对混凝土抗冻性有害的孔隙只是毛细孔。冻融循环对钢筋混凝土结构的危害
冻融循环会导致混凝土的抗压强度、抗拉强度、弹性模量、变形特征等基本力学性能和变形性能降低，从而影响混凝土结构的使用性能和承载能力，这不仅对日常的生产和工作有影响，甚至危及到混凝土结构工程的安全运行。根据美国1985年的报道，因使用除冰盐而导致混凝土钢筋锈蚀和冻融剥蚀的公路桥梁高达约56万座，其中需要大修或重建的就有约9万座，仅1978年一年，由于冻害和钢筋锈蚀所造成的经济损失就高达63亿美元。在我国北方地区钢筋混凝土桥梁的桥面板和桥墩、混凝土结构海洋平台、水工大坝中的迎水面和溢流坝面等在运行一段时间后经常出现混凝土剥落、物理力学性能下降等情况，由于冻融循环作用，导致桥面板和桥墩！海洋平台等发生冻融破坏，出现混凝土保护层脱落，钢筋外露等现象。结 语
本文详细的介绍了钢筋混凝土结构在冻融循环作用下的破坏机理、对构件的危害以及混凝土结构冻融循环破坏的几种假设。由上述可知，国内外众多学者和专家对此已进行了大量的研究和探索，同时也取得了许多有重大价值的科研成果，对于我们在从事建筑结构设计时提供了重要的理论指导和数据支持。但是，我们仅仅对混凝土结构冻融循环破坏有理论认识是远远不够的，不能够切实解决地处寒冷地区的工程实际问题，我们应该在理论分析、结构设计、施工工艺和新型材料的研发和引进来综合考虑解决建筑结构的冻融破坏问题。
冻融循环作用下混凝土劣化的现象 抗冻混凝土冻融循环篇三
原材料对混凝土质量的影响
摘要：随着人们对建筑施工的要求越来越高，混凝土的质量要求也被人们重视起来。本文就对关于原材料质量对混凝土的影响做一些分析与探讨。
关键词：原材料；混凝土；质量； 引言
在工程建设当中，做好原材料的质量把控是保证混凝土的质量最重要条件。若所选用的原材料未达到现行规范标准要求，则它会极大影响新拌制混凝土的各项性能指标，进而使整个工程质量出现不可弥补的问题。因此，在工程建设当中，原材料质量对混凝土的影响是值得我们重点所关注和研究的问题。
一、原材料对混凝土质量优劣重要意义
混凝土，广义上泛指将一种具有胶结性质的材料和砂石(统称骨料或集料)以及粉细颗粒(填料)混合并成型后，经凝固硬化而粘结成为具有一定强度的实体。主要为水泥、骨料等。混凝土是当今世界上用量最大的建筑材料，年用量接近90亿吨。用量如些之大，与它的特点相关。混凝土工程质量的好坏直接影响着整个钢筋混凝土结构的整体质量，而混凝土原材料的好坏和选配是否恰当也直接影响着混凝土工程的质量。因此，确保钢筋混凝土结构质量一个重要的因素是要从混凝土原材料的质量控制做起。原材料选用不当将导致混凝土工程产生质量缺陷或裂缝，直接影响着整个工程结构的质量。混凝土因材料选用不当产生质量缺陷或裂缝，一般认为是因为混凝土材料（包括水泥石和粗细骨料）变形受约束所引起的内应力大于材料抗拉强度的缘故。混凝土广泛应用于建筑、交通、水利等工程建设中,是工程结构的重要组成部分,其质量直接影响到整个工程的质量；因此混凝土质量优劣将直接影响到工程质量，直接对混凝土有直接影响的原材料品质是我们值得研究的方面。
二、把握好原材料质量
水泥的强度和体积安定性直接影响混凝土的质量。水泥的强度上下 波动，混凝土的强度就会发生相应的变化；水泥的体积安定性差，就会使混凝土生产膨胀性裂缝。
黄砂最关键的是细度模数和含泥量，砂子太细或晗泥过多，会增加混凝土的干缩裂缝。另外，砂子中含泥量高，不仅影响混凝土的强度，而且影响抗冻性、抗渗性和耐久性。因此混凝土最好采用中粗砂，且含泥量和有机质的含量必须满足规范要求。
石子主要控制好级配、针片状含量和压碎值。经调研，目前，好多混凝土厂家的石子级配都不是很好，因此，如何确保石子级配连续，且在生产中切实可行，还值得进一步探讨研究。
商品混凝土的厂家的选择也是一项很重要的事情，应选择信誉好，设备比较先进的混凝土厂家，应不规律，定期不定期到厂家对原材料进行考察。
根据工程需要认真研究混凝土原材料的配合比。混凝土配合比是指单位体积的混凝土中各组成材料的重量比例。水灰比、单位用水量和砂率是混凝土配合比设计的三个基本参数，它们与混凝土各项性能之间有着非常密切的关系。确定这三个基本参数的基本原则是：在满足混凝土施工要求的和易性基础上，根据粗骨料的规定确定混凝土单位用水量，砂在骨料中的数量应以填充空隙后略有富余的原则来确定。
三、混凝土各组分对混凝土质量的影响
1、水泥
水泥的矿物组成及细度会影响混凝土的质量。水泥比表面积的增加能够提高水泥的水化速率，而且还能提高水泥的早期强度，1um以下的水泥颗粒不到一天就可以完全水化，对早期的水化热、混凝土的自收缩及干燥收缩有影响，但是对后期的强度几乎没有影响。现在的水泥由于超细颗粒含量比较多，所以对混凝土的长期性能的影响比较大，据有关部门研究统计，混凝土构件在50年后其强度只能达到设计强度的50%左右。由于高效减水剂的适应性差，所以为了能够有效地减少混凝土的流动度，必须掺入更多的高效减水剂，这样不但增加了施工的费用，还导致了混凝土当中水泥用量的增加，从而影响了混凝土的耐久性。
2、水泥细度的影响
水泥的细度是影响水泥建筑性质重要的物理指标。在水泥粉磨的条件下，如果水泥磨得越细，那么水泥的比表面积越大，水泥的水化速率越快，水化反应也越充分以及早期强度也会越高。但是粒径小于1μm的颗粒会很快被水化，它对后期的强度几乎没有任何贡献，反倒是影响了水泥早期的水化热以及混凝土的自身以及干燥收缩。因此水泥颗粒过细，易产生裂缝。由于混凝土中的粗颗粒减少，体积中的水化颗粒也相应减少，这就对混凝土的长期性造成了影响。通常情况下，现有的混凝土结构的设计寿命大约在60年，如果在一些超细水泥中存在着大量颗粒，50年以后，混凝土的强度就只能达到设计强度的40%，并且会随着水泥比表面积的逐渐增加，高效减水剂的适应性也会越来越差。这样要对流动度的损失进行弥补，就需要大量的掺加高效减水剂，无形之中增加了工程施工成本费用，也对混凝土的耐久性产生影响。与此同时，水泥的细度也会对混凝土的抗裂以及抗冻特性产生影响。
3、骨料的品种、质量与数量
设计混凝土配合比时，都要求骨料的强度大于混凝土的强度。因此一般情况下，骨料质量对混凝土强度几乎有什么影响。影响混凝土的主要是骨料中的有害物质（如淤泥、有机物、硫化物和硫酸盐等）它影响骨料的粘结，降低混凝土的强度，硫酸盐和硫化物对水泥有腐蚀作用，它与水泥的水化物反应生成钙矾石，使水泥石体积膨胀。它除了能降低混凝土的强度外，还降低混凝土的搞冻性能。当骨科含有较多的软弱颗粒或杂质时，也会使混凝土强度下降。表面棱角多的碎石表面圆滑的卵石与水泥石的粘结力要强。混凝土中骨料的用量与水泥之间的比例关系，也直接影响混凝土的强度，尤其对于水泥用量比较大的高强混凝土。
4、掺加粉煤灰和外加剂的影响
作为主要的混合材料，粉煤灰已经在混凝土当中得到广泛应用。其玻璃微粒的物理形状不仅能扩散水泥颗粒的絮状结构，而且还可以对混凝土当中的粘度与摩擦力进行降低，以此增加混凝土的浆体体积。在混凝土中加入粉煤灰除了能对混凝土的温升进行降低，避免混凝土出现裂 缝以外，还可以对混凝土的工作性能进行改善。根据国家标准《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（gb/t 1596-2005）中的粉煤灰需水量比指标：ⅰ级粉煤灰的需水率≤95%，ⅱ级粉煤灰的需求率≤105%，ⅲ级粉煤灰的需水率≤115%，从这里可以得知，在确保新拌混凝土的和易性基础上，使用ⅰ级粉煤灰可以降低混凝土的用水量，使用ⅱ级粉煤灰其用水量保持不变，而使用ⅲ级粉煤灰则要对混凝土的用水量进行增加。粉煤灰当中的so2与ai2o3在常温下可以与水泥进行水化并析出氢氧化钙反应而形成水化产物，这种水化产物可以对混凝土的强度进行增强。同时，在对高强度混凝土进行配制的时候，要注重准确掌握外加剂的添加量和适应性，在掺加的时候不要盲目进行，否则会对混凝土的强度造成影响。
5、对原材料选用不当造成的影响
混凝土质量直接受水泥强度以及体积安定的影响。混凝土强度会随着水泥强度的上下波动而出现相应变化；如果选择的水泥安定性不良，混凝土就会出现裂缝。同时，如果选择的材料砂子太细或者含有的泥过多，也会使混凝土出现干缩裂缝。除此之外，砂石的含泥量过多，既会对混凝土的强度产生影响，又会对混凝土的抗冻性以及耐久性产生影响。因此，混凝土用砂在选择上应该尽量使用中粗砂，且砂中的含泥量与有机质的含量必须满足规范要求。
结束语
在工程施工过程中必须要进一步加强混凝土强度的控制，而控制好原材料的质量是保证混凝土强度的基础，因此要重点加强混凝土原材料的事前控制，保证强混凝土原材料的质量，进而保证商品混凝土的质量。
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工作单位：泗阳东方混凝土有限公司 联系电话：*** 6
冻融循环作用下混凝土劣化的现象 抗冻混凝土冻融循环篇四
原材料对混凝土性能的影响—粉煤灰、so3含量、fcao含量、含水量。按上述品质指标将能用于混凝土和砂浆的粉煤灰分为ⅰ、ⅱ、ⅲ级。gb/t1596—2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》中对粉煤灰上述品质指标有明确的规定。
粉煤灰在水泥基材料中的作用主要有：形态效应、活性效应、微集料效应。粉煤灰的形态效应主要表现为填充作用和润滑作用；粉煤灰的活性效应是指混凝土中粉煤灰的活性成分所产生的化学效应。如将粉煤灰用作胶凝组分，则这种效应自然就是最重要的基本效应，活性效应的高低取决于反映的能力、速度及其反应产物的数量、结构和性质等因素。粉煤灰的微集料效应是指粉煤灰微细颗粒均匀分布于水泥浆体的基相之中，就像微细的集料一样。在水泥浆体中掺加矿物质粉料，可取代部分水泥熟料，混凝土的硬化过程及其结构和性质的形成，不仅取决于水泥，而且还取决于微集料。
1、粉煤灰细度对混凝土性能的影响：
粉煤灰的细度对混凝土的性能有着重要的影响，这种影响主要体现在两个方面：一是影响粉煤灰的活性，粉煤灰越细，火山灰反应能力越强；二是影响需水性，一般来说原状粉煤灰越粗，需水性越大。在混凝土中，用水量是影响其结构和性能的最敏感因素，通过机械粉磨，可以提高粉煤灰的细度，但通常不能够降低粉煤灰的需水量。
2、粉煤灰烧失量对混凝土性能的影响：
粉煤灰中未燃尽的碳粉都可以按烧失量来估量。碳粒是对混凝土有害的物质，它能使混凝土的用水量增加，粉煤灰中的含碳量越高，它的需水量也就越多。随着含碳量的变化，粉煤灰的颜色可以从乳白色变到黑色，高钙粉煤灰往往呈浅黄色，含铁量较高的粉煤灰也有可能呈现出较深的颜色。原状粉煤灰通常颜色较浅，机械粉磨作用将这些颗粒打破，使得一些未燃烧的炭露出来，因此，磨细粉煤灰常常呈现出较黑的颜色。
3、粉煤灰fcao含量对混凝土性能的影响：
在低钙粉煤灰中cao绝大部分结合在玻璃体中，在高钙粉煤灰中，除大部分被结合外，还有一部分是游离的。“死烧”状态的游离cao具有利于激发活性和不利于安定性的双重作用，因此必须重视高钙粉煤灰的安定性问题。
4、粉煤灰so3含量对混凝土性能的影响：
so3过高会产生破坏性的钙矾石，我国规范规定为粉煤灰中so3含量必须不大于3%。
5、粉煤灰的碱含量较高，也会导致硬化水泥石产生较大的干缩变形，这对混凝土的抗裂性能也是不利的。
另外，使用优质粉煤灰，其掺量越大，减水效果越显著。反之，使用劣质粉煤灰，其掺量越大，混凝土的用水量增加也越多。粉煤灰与氢氧化钙结合，会使混凝土碱度有所降低这些都是粉煤灰化学稳定行为带来的副作用。
冻融循环作用下混凝土劣化的现象 抗冻混凝土冻融循环篇五
【摘 要】经过多年的施工理论，现场察看，查阅有关混凝土内部应力方面的专著，剖析了混凝土温度裂痕产生的缘由，对混凝土温度的控制和预防裂痕停止总结。
【关键词】混凝土;温度应力;裂痕;控制
concretes construction temperature and crack control experience
zheng yongyong lu lihua li wei
【abstract】through many year construction practices, the spot inspection, the consult related concretes internal stress aspect’s monograph, has analyzed the reason which the concretes temperature crack produces, carries on the summary to the concretes temperature’s control and the prevention crack.
【key words】concretes;temperature stress;crack;control
混凝土的裂痕较为普遍，在建筑工程中裂痕简直无所不在。虽然我们在施工中采取各种措施，当心慎重，但裂痕依然时有呈现。究其缘由，阐明我们对混凝土温度应力变化的认识还不够，控制其规律和控制才能缺乏。
施工中混凝土常常呈现温度裂痕，影响到构造的整体性和耐久性，在大致积混凝土施工中，温度应力控制对裂痕的开展具有重要意义。温度变化对构造的应力状态具有显著的不容无视的影响。我们遇到的主要是施工中的温度裂痕，因而本文仅对施工中混凝土裂痕的成因和处置措施谈一些领会。
1.裂痕的缘由
混凝土中产生裂痕有多种缘由，主要是温度和湿度的变化，混凝土的脆性和不平均性，以及构造不合理，原资料不合格（如碱骨料反响），模板变形，根底不平均沉降等。
混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不时上升，在外表上惹起拉应力。后期在降温过程中，由于遭到根底或老混凝上的约束，又会在混凝土内部呈现拉应力。气温的降低也会在混凝土外表惹起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂才能时，即会呈现裂痕。
许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢，但外表湿度可能变化较大或发作猛烈变化。如养护不周、时干时湿，外表干缩形变遭到内部混凝土的约束，也常常招致裂痕。混凝土是一种脆性资料，抗拉强度是抗压强度的1/10左右，短期加荷时的极限拉伸变形只要（0.6～1.0）×104，长期加荷时的极限拉伸变形也只要（1.2～2.0）×104。由于原资料不平均，水灰比不稳定，及运输和浇筑过程中的离析现象，在同一块混凝土中其抗拉强度也会产生不平均现象，存在着抗拉才能较低，易于呈现裂痕的单薄部位。在钢筋混凝土构造中，拉应力主要是由钢筋承当，混凝土只是接受压应力，则大多依托混凝土承当。但普通工程设计中请求不呈现拉应力或者只呈现很小的拉应力只要预应力混凝土构造，普通钢筋混凝土构造普遍都存在拉应力，设计也允许带裂痕工作，但对裂痕的宽度的请求。在混凝土施工中当由最高温度冷却到运转时期的稳定温度，常常在混凝土内部惹起相当大的拉应力，有时温度应力可能会超越其它外荷载所惹起的应力，因而控制温度应力的变化规律，关于控制施工过程中的裂痕开展极为重要。
2.温度应力的剖析
依据温度应力的构成过程可分为以下三个阶段：
（1）早期：自浇筑混凝土开端至水泥放热根本完毕，普通约30天。这个阶段的两个特征，一是水泥放出大量的水化热，二是混凝土上弹性模量的急剧变化。由于弹性模量的变化，这一时期在混凝土内部构成剩余应力。
（2）中期：自水泥放热作用根本完毕时起至混凝土冷却到稳定温度时止，这个时期中，温度应力主要是由于混凝土的冷却剂及外界气温变化所惹起，这些应力与早期构成的剩余应力相叠加，在此期间混凝土的弹性模质变化不大。
（3）晚期：混凝土完整冷却以后的运转时期。温度应力主要是外界气温变化所惹起，这些应力与前二种的剩余应力相叠加。
依据温度应力惹起的缘由可分为两类：
（1）自生应力：边境上没有任何约束的构造，假如内部温度是非线性散布的，由于构造自身相互约束而呈现的温度应力。例如，桥梁墩身，构造尺寸相对较大，混凝土冷却时外表温度低，内部温度高，在外表呈现拉应力，在中间呈现压应力。
（2）约束应力：构造的全部或局部边境遭到外界的约束，不能自在变形惹起的应力。如箱梁顶板混凝土和护栏混凝土。
这两种温度应力常常和混凝土的干缩所惹起的应力共同作用。要想依据已知的温度精确剖析出温度应力的散布、大小是一项比拟复杂的工作。在大多数状况下，需求依托模型实验或数值计算。混凝土的徐变使温度应力有相当大的松弛，计算温度应力时，必需思索徐变的影响。
3.温度的控制和避免裂痕的措施
为了避免裂痕，减少温度应力，可从控制温度和改善约束条件两个方面着手。
控制温度的措施如下：
（1）采用改善骨料级配，用于硬性混凝土，掺混合料，加惹起剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量；
（2）拌合混凝土时加水或冷水将碎石冷却以降低混凝土的初始浇筑温度；
（3）浇筑混凝土时减少浇筑厚度，应用浇筑层面散热；
（4）在混凝土中埋设水管，通入冷水降温。
（5）规则合理的拆模时间，气温骤降时停止外表保温，以免混凝土外表发作急剧的温度变化；
（6）施工中长期暴露的混凝土外表或薄壁构造，在冰冷时节采取保温措施；
改善约束条件的措施如下：
（1）合理地分缝分块；
（2）防止根底过大起伏；
（3）合理的布置施工工序，防止过大的高差和侧面长期暴露；
此外，改善混凝土的性能，减少水灰比，掺入抗裂纤维等措施，进步抗裂才能，增强养护，避免外表干缩，对避免裂痕是非常重要，应特别留意防止产生贯串裂痕，形成对其构造的整体性危害。
在混凝土的施工中，为了进步模板的周转率，常常请求新浇筑的混凝土尽早拆模。应恰当思索拆模时间，以免惹起混凝土外表的早期裂痕。新浇筑早期拆模，在外表惹起很大的拉应力，呈现“温度冲击”现象。在混凝土浇筑初期，由于水化热的分发，外表惹起相当大的拉应力，此时外表温度亦较气温为高，此时撤除模板，外表温度骤降，必然惹起温度梯度，从而在外表产生附加拉应力，与水化热应力叠加，再加上混凝土干缩，外表的拉应力会到达很大的数值，就有招致裂痕的风险，但假如在撤除模板后及时在外表掩盖保温资料，关于避免混凝土外表产生过大的拉应力，具有显著的效果。
加筋对大致积混凝土的温度应力影响很小，由于大致积混凝土的含筋率极低。在温度不太高及应力低于屈从极限的条件下，钢筋的各项性能是稳定的，而与应力状态、时间及温度无关。钢筋的线胀系数与混凝土线胀系数相差很小，在温度变化使两者间只发作很小的内应力。由于钢筋的弹性模量是混凝土弹性模量的7～15倍，当内混凝土应力到达抗拉强度而开裂时，钢筋的应力将不超越100～200kg/cm2。因而，在混凝土中想要应用钢筋来避免细小裂痕的呈现很艰难。但加筋后构造内的裂痕普通就变得数目多、间距小，且宽度与深度也小了。而且假如钢筋的直径细而间距密时，对进步混凝土抗裂性的效果较好。混凝土和钢筋混凝土构造的外表常常会发作细而浅的裂痕。固然这种裂痕普通都较浅，但它对构造的强度和耐久性有一定的影响。
为保证混凝土工程质量，避免开裂，进步混凝土的耐久性，这确运用外加剂也是减少开裂的措施之一。例如运用减水防裂剂，在理论中总结出其主要作用为：
（1）混凝土中存在大量毛细孔道，水蒸发后毛细管中产生毛细管张力，是混凝土干缩变形。增大毛细孔经可降低毛细管外表张力，但会使混凝土强度降低。这个外表张力理论早在六十年代就已被国际上所确认。
（2）水灰比是影响混凝土收缩的重要要素，运用减水防裂剂可使混凝土用水量减少25%。
（3）水泥用量也是混凝土收缩率的重要要素，掺加减水防裂剂的混凝土在坚持混凝土强度的条件下可减少15%的水泥用量，其体积用增加骨料用量来补充。
（4）减水防裂剂能够改善水泥浆的稠度，减少混凝土泌水，减少沉缩变形。
（5）进步水泥浆与骨料的粘结力，进步混凝土抗裂性能。
（6）混凝土在收缩时遭到约束力产生拉应力，当拉应力大于混凝土抗拉强度时裂痕就会产生。减水防裂剂可有效的进步混凝土抗拉强度，大幅度进步混凝土的抗裂性能。
（7）掺加外加剂可使混凝土密实性好，可有效的进步混凝土的抗碳化性，减少碳化收缩。
（8）掺减水防裂剂后混凝土缓凝时间恰当，在有效避免水泥疾速水化防热根底上，防止因水泥长期不凝而带来的塑性收缩增加。
（9）掺外加剂混凝土和易性好，外表易抹平，构成水膜，可减少水分蒸发，减少枯燥收缩。许多外加剂都有缓凝、增加和易性、改善塑性的功用，我们在工程理论中应多停止这方面的实验比照和研讨，比单纯的靠改善外部条件，可能会愈加简捷、经济。
4.混凝土的早期养护
理论证明，混凝土常见的裂痕，大多数是不同深度的外表裂痕，其主要缘由是温度梯度形成，或是温度骤降构成裂痕。因而，混凝土的保温对避免外表早期裂痕特别重要。
从温度应力观念动身，保温应到达下述请求：
（1）避免混凝土内外温度差及混凝土外表梯度，避免外表裂痕。
（2）避免混凝土超冷，应该尽量设法使混凝土的施工期最低温度不低于混凝土运用期的稳定温度。
（3）避免曾经浇筑的混凝土过冷，以减少新老混凝土之间的约束。
混凝土的早期养护，主要目的在于坚持适合的温湿条件，已到达两个方面的效果，一方面使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭，避免有害的冷缩和干缩，一方面使水泥水化作用顺利停止，以到达设计的强度和抗裂才能。
适合的温湿度条件是互相关联的，混凝土的保温措施常常也有保湿的效果。
从理论上剖析，新浇混凝土中所含水分完整能够满足水泥水化的请求而有余。但由于蒸发等缘由常惹起水分损失，从而推延或阻碍水泥的水化，外表混凝土最容易而且直承受到这种不利影响，因而混凝土浇筑后的最初几天是养护的关键时期，在施工中应实在应注重起来。
5.完毕语
以上是对混凝土的施工温度与裂痕之间的关系停止了理论和理论上的初步认识和领会，固然学术界关于混凝土裂痕的成因和计算办法有不同的理论，但关于详细的预防和改善措施意见还是比拟统一，同时在理论中的应用效果也是比拟好的，详细施工中要靠我们多察看、多比拟，呈现问题后多剖析、多总结，分离多种预防处置措施，混凝土的裂痕是完整能够控制的。
浅谈建筑混凝土结构裂缝的修补设计与方法
论文关键词：混凝土结构 裂缝 修补设计 修补方法
论文摘要：混凝土结构被广泛应用于多种工程，解决开裂问题是决定混凝土结构是否能够满足使用需求和耐久性的关键。
0 引言
混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而成的非均质脆性材料。由于混凝土施工、本身变形和约束等一系列问题，使混凝土裂缝成了土木、水利、桥梁、隧道等工程中最常见的工程病害。轻者使内部的钢筋等材料产生腐蚀，降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性等，严重的将威胁到人民的生命、财产。出现混凝土裂缝的原因从微观上看，混凝土是由水泥、砂、石、空气、水组成的多相结合体，由于混凝土的组成材料、微观构造以及所收外界影响的不同，混凝土裂缝产生的原因也有很多种。混凝土结构的裂缝依其形成可分为以下三类
1.1 静止裂缝 系指形态、尺寸和数量均已稳定不再发展的裂缝。修补时，仅需依裂缝粗细选择修补材料和方法，而与其它因素无关。
1.2 活动裂缝 系指其宽度不能保持稳定，易随着结构构件的受力、变形或环境温、湿度的变化而时张、时闭的裂缝。修补时，应先消除其成因，并观察一段时间，确认已稳定后，再依静止裂缝的处理方法修补；若无法完全消除其成因，则应使用具有足够柔韧性的材料进行修补。
1.3 尚在发展的裂缝 系指长度、宽度或数量尚在发展，但经历一段时间后将会终止的裂缝。对此类裂缝应待其停止发展后，方可进行修复或加固。
混凝土裂缝修补前，应对其成因进行研究，若是由于承载能力不足引起的裂缝，除应选择相应的方法进行修补外，尚应选用适当的加固方法进行加固。修补设计
修补设计原则上应根据第四章是否需要修补及补强加固的判定结果，进行恢复己开裂结构件的机能及耐久性的设计，更重要的是要选择适当的修补材料、修补工法以及在选择修补时间的基础上进行修补设计。进行修补设计时，应考虑如下事项：①根据是否需要修补的判断结果，设定修补范围及规模，还应按需要再度调查现场。②掌握开裂原因、开裂状况(裂缝宽度、深度及型式等)，建筑物的重要性及环境条件(一般环境、工厂地区、盐类环境、温泉地带、寒冷地带及特殊用途)。③为了明确规定修补目的及恢复目标，考虑环境条件，选定最适于修补的修补材料、修补工法及修补时间。选择修补工法，可按开裂现场及开裂原因决定。另外，当构筑物处于盐类等苛刻环境时，应选择比普通环境条件高一个等级的材料及工法。如有可能，裂缝最好在稳定后再作修补;对随环境条件变化的温度裂缝，则宜在裂缝最宽时处理。
混凝土建筑物及构件的修补恢复目标将视竣工时的初期性能、建筑物的耐用年限、开裂原因、劣化程度及劣化范围等而异，另外，保修年限也不尽相同。通常，可将修补恢复目标分成如下三个阶段:①恢复到与健全构件同等性能。②恢复到不妨碍使用的程度。③恢复到能够确保人身安全的程度。一般针对以确保人身安全而进行的应急修补工程。④必须充分研究修补作业所必要的机械材料、脚手架及工程现场对周围人群的安全保障。修补方法
3.1 表面修补法 ①利用混凝土表层微细独立裂缝（裂缝宽度ω≤0.2mm）或网状裂纹的毛细作用吸收修补胶液，封闭裂缝通道。对楼板和其它需要防渗的部位，尚应在混凝土表面粘贴纤维复合材料以增强封护作用。常用的方法为涂覆法，增加整体面层，压抹环氧胶泥，环氧浆液粘玻璃丝布，表面缝合等。②涂覆法:混凝土表面出现数量较多的表面裂缝时，采用手工或机械喷涂方法，将修补材料涂覆于混凝土表面，起到表面封闭作用。涂膜厚度在0.3~2.5mm之间，厚度大者适应裂缝变化能力强。选用修补材料时应考虑使用条件(室内、室外、环境温湿度变化，介质腐蚀情况)以及裂缝活动情况等，例如，要求耐磨的地坪可选用环氧沥青涂料，聚氨酷涂料，聚氨酷沥青涂料等刚性涂料，不稳定的裂缝修补可选用聚氨酷弹性体，橡胶型丙烯酸酷涂料等弹性涂料。③增加整体面层:混凝土表面裂缝数量较多，分布面较广时，常采用增加一层水泥砂浆或细石混凝土整体面层的方法处理。多数情况下，整体面层内应配置双向钢丝网。有条件时，宜采用喷射法施工水泥砂浆或混凝土整体面层。
3.2 局部修复法 ①充填法 用钢钎、风镐或高速转动的切割圆盘将裂缝扩大，最终凿成v形或梯形槽，分层压抹环氧砂浆、或水泥砂浆、或聚氯乙烯胶泥、或沥青油膏等材料封闭裂缝。其中v形槽适用于一般裂缝修补;梯形槽用于渗水裂缝修补;环氧砂浆适用于有结构强度要求的修补;聚氯乙烯胶泥和沥青油膏仅适用于防渗漏的修补。②预应力法 用钻机在构件上钻孔，注意避开钢筋，然后穿入螺栓(预应力钢筋)，施加预应力拧紧螺帽，使裂缝减小或闭合。如条件许可时，成孔的方向应与裂缝方向垂直，钻孔方向不与裂缝垂直时，宜采用双向施加预应力。③部分凿除重新浇筑混凝土 对于钢筋混凝土预制梁等构件，由于运输、堆放、吊装不当而造成裂缝的事故时有发生。这类裂缝有时可采用凿除裂缝附近的混凝土，清洗、充分湿润后，浇筑强度高一等级的混凝土，养护到规定强度的修补方法。修补后的构件仍可使用在工程上。用这种方法修补己断裂的构件应特别慎重。此外，修补前应检查钢筋的实际应力和变形状况。修补混凝土宜用微膨胀型。修复工作必须十分仔细认真，否则新老混凝土结合不良将导致失败。
3.3 灌浆法 将水泥或化学浆液灌入混凝土缝内，使其扩散，固化。固化后的浆液具有较高的粘结强度，与混凝土能较好地粘结，从而增强了构件的整体性，使构件恢复使用功能，提高耐久性，达到堵漏防锈补强的目的。用于结构修补的化学浆液主要有两类:一类是环氧树脂浆;另一类是甲基丙烯酸甲酷液(简称甲凝液)。用于防渗堵漏的化学浆液主要有:水玻璃、丙烯酞胺、聚氨酷、丙烯酸盐等。这些不溶物可充填缝隙，使之不透水并增加强度。
3.4 低压慢注修补法(注射法)以一定的压力将修补胶液注入裂缝腔内；此法适用于处理0.2<ω<1.5mm静止的独立裂缝、贯穿性裂缝以及蜂窝状局部缺陷。可使用jn-l低粘度灌缝胶及jn-f封口胶。
3.5 压力注浆法 在一定时间内，以较高压力（按注浆料产品说明书确定）将灌注材料压入裂缝腔内；此法适用于处理大型结构贯穿性裂缝、大体积混凝土的蜂窝状严重缺陷以及深而蜿蜒的裂缝。可使用jn-j或hpg两种水泥基改性材料，也可使用jn-m结构灌注胶。
3.6 填充密封法 在构件表面沿裂缝走向骑缝凿出u形或v形沟槽，然后用改性环氧树脂或弹性填缝材料填充，必要时以纤维复合材料封闭其表面；此法适用于处理ω>0.5mm的活动裂缝和静止裂缝。可使用jn-xf裂缝封闭胶或jn-le弹性灌缝胶。
民用建筑混凝土结构裂缝修补工法多种多样，但我们不能只知其
一、只用其一，而应牢牢掌握每一种方法，以一变应万变，做到根据不同情况采取不同方法，切实从每一个环节入手，做好过程控制，完善施工手段，确保施工质量，尽量实现修补最优。
参考文献：
[1]曹可之.大体积混凝土结构裂缝控制的综合措施.建筑结构.2004.[2] 张雄，张小伟.混凝土结构裂缝防治技术.化学工业出版社.2007
