混凝土裂缝防治.docx

混凝土裂缝防治与外观质量控制
1.高强度混凝土制作的关键技术
自从钢筋混凝土结构问世以来，世界各国在工程中所用混凝土的强度等级，随着水泥制造和混凝土配制技术水平而逐渐提高。20世纪30年代以前，普遍采用的结构混凝土的强度，以现行的强度等级表示仅为C10～C15；50年代提高至C20～C30；70年代，C50～C60的技术已经普及各国，工程中屡见不鲜。至今，一些国家普遍使用C30～C50级混凝土，高强混凝土C80～C100、甚至C120也时而在重大工程中应用。试验室配置的混凝土，强度已高达300N／mm2，很接近于混凝土(亦即粗骨料)的绝对最大抗压强度极限。
目前，在我国的实际工程中普遍使用的混凝土强度等级为C20～C40，各地都有若干工程使用了C50～C60级混凝土，个别工程已达C60～C80。有关的设计和施工指南已面世，可供实践使用。今后，随着施工技术水平的提高和高强混凝土技术的普及，高强混凝土的用量必将逐年扩大，强度等级继续提高。
至于划分高强混凝土的范围，国内外没有一个确定的标准。从我国现今的结构设计和施工技术水平出发，也考虑到混凝土材性的变化，一般认为将强度等级≥C50的混凝土称为高强混凝土。这一划分范围，大致与模式规范CEB-FIPMC90、美国ACI、日本等国的标准一致。
制备高强混凝土的途径一般有三类：
(1)提高水泥的强度，加速其水化作用，增强混凝土的密实性
如采用高标号水泥，将水泥磨细等是比较有效的措施；混凝土制作过程的振动成型、高温蒸压养护等工艺也可提高混凝土强度，但提高幅度有限。
(2)减小水灰比
经研究得知，水泥充分水化作用所需的水量约为W／C=0.2已足够。但是，为了使拌合的湿混凝土满足施工的和易性(或坍落度)要求，常采用更大的水灰比。多余的水分在混凝土凝固过程和以后逐渐蒸发散失，在混凝土内部留下缝隙，降低了其强度。在搅拌混凝土时加入添加剂和掺合料，使之减小水灰比，又能保证正常的施工操作。混凝土的原材料相同，减小水灰比后，其强度可获显著增长（表1）。
表1水灰比对混凝土强度的影响
W/c0.50.40.30.2fcu/ARc1.431.932.764.43相对值11.351.933.10注：Rc为水泥强度，A为试验常数

(3)使用各种聚合物作为胶结材料替代水泥
如塑料浸渍混凝土的抗压强度很容易超过150N／mm2。但必须经过加热、抽真空、浸入、聚合等复杂的工艺过程，不适合广泛应用，更难以在大型结构物的施工现场应用，而且造价昂贵。
因此，制备高强混凝土的最现实、经济的途径是降低其水灰比。70年代，国内外研制成多种高效减水剂，又称超塑性剂。它是表面活性剂，在搅拌混凝土时掺人，吸附在水泥颗粒的表面，使各颗粒相互排斥，保持分散状态，大大地提高水泥浆的流动性，使得很低水灰比配制的混凝土获得高坍落度。它又能促进水泥的水化作用，提高早期强度。
此外，还可在搅拌混凝土时掺加进粉煤灰、硅粉、矿粉等颗粒细微的活性材料，以改善混凝土的和易性，提高强度，替代水泥，并降低造价。一般，这些掺合料需要和减水剂配合使用。这样就可以用制造普通混凝土的简单工艺制备高强混凝土，并制作各种构件和结构，很便于普遍推广应用。
现在，在工程中应用高强混凝土较多的领域有：高层建筑、桥梁、地下结构和隧道、防护工事、港口和海洋工程、预应力结构等。工程经验显现了高强混凝土的主要优点是：抗压强度高，缩小构件截面，增大建筑的有效净空，减轻结构自重；早期强度高，加速施工进程；材料密实，耐久性好，抗渗、抗冻、耐冲刷性能好；总体造价不贵。同时，在设计和施工高强混凝土结构时应注意：高强混凝土的塑性变形小，延性稍逊于普通混凝土，宜加强构造措施；沿用普通混凝土的构件计算公式将降低高强混凝土结构的安全度；施工管理和制配技术需严格控制，以确保结构的质量和安全度。
2.混凝土裂缝类型、成因与防治
2.1混凝土裂缝类型
混凝土是一种非匀质脆性材料，由骨料、水泥、砂子、石子以及存留其中的气体和水分组成。在温度变化的条件下，在硬化过程中，会产生体积变形。由于各种材料的线膨胀系数不同，由互相约束而产生初始压应力、拉应力或剪应力，造成在骨料与水泥石的粘结面上或水泥石本身之间出现肉眼难以看到的细微裂缝，一般称之为微裂缝。这种裂缝的分布是不规则的，且不连贯，但在荷载或进一步的温度作用下，或在干缩的情况下，裂缝开始扩展，并逐渐互相贯通，从而出现较大的肉眼可以看到的裂缝。一般宽度达到0.03～0.05mm时，称为宏观裂缝，即通常所称的裂缝。因此说，混凝土的裂缝，实际上是微裂缝的扩展。微裂缝在混凝土中是不可避免的，对使用影响不大。钢筋混凝土规范明确规定：结构在所处的不同条件下，允许存在一定宽度的裂缝。但在施工中，应尽可能采取有效措施控制裂缝产生，使结构尽可能不出现裂缝或尽量减少裂缝的数量和宽度