浅谈混凝土裂缝.docx

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浅谈混凝土裂缝

毕业论文

论文题目浅谈混凝土裂缝的原因及控制

系部名称建筑工程系

专业班级建筑工程管理2班

学号100416216

学生姓名康海峰

指导教师蒋春霞职称讲师

完成日期2012年11月6日

浅谈混凝土裂缝的原因及控制

摘要

大体积混凝土结构的施工技术与措施直接关系到混凝土结构的使用性能，若不能很好的了解大体积混凝土结构开裂的原因以及掌握应对此类问题所采取的相应施工措施，那么实际生产当中就很难保证施工质量,大量的工程实践和理论分析表明，几乎所有的混凝土构件均有裂缝只是有些裂缝很细小,允许其存在,其并不影响结构的正常使用。

混凝土在现代工程建设中占有重要地位。

而在今天,混凝土的裂缝较为普遍,在各种工程中裂缝几乎无所不在。

尽管在施工中采取各种措施,小心谨慎,但裂缝仍然时有出现通过长期的混凝土工程施工实践与理论分析探索,论述混凝土裂缝产生的原因,并且提出了控制和预防裂痕措施由于裂缝的存在和发展通常会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、耐久性及抗渗能力，影响建筑物的外观、使用寿命，严重的将威胁到人民的生命、财产。

关键词：

混凝土;施工措施;裂缝

目录

前言1

第1章裂缝的成因2

1.1因环境因素影响形成缺陷和裂缝2

1.2钢筋锈蚀引起的裂缝2

1.3温度的影响2

1.4施工材料质量引起的裂缝3

1.5施工工艺质量引起的裂缝3

1.6收缩变化引起的裂缝4

第2章混凝土裂缝的控制与措施5

2.1降低水泥水化热。

5

2.2.合理选取原材料，优化混凝土配合比5

2.3混凝土施工中的主要控制措施5

2.4预防钢筋锈蚀措施5

2.5控制温度方面6

2.6施工环境方面。

6

2.7施工质量方面7

2.8混凝土早期防护7

2.9其他措施8

前言

本文混凝土是当今世界建筑结构中使用最广泛的建筑材料。

混凝土最主要的缺点是抗拉能力差,容易开裂。

混凝土的裂缝问题是一个普遍存在而又难于解决的工程实际问题,本文对混凝土工程中常见的一些裂缝问题进行了探讨分析,并针对具体情况提出了一些预防、处理措施。

由于混凝土施工和本身变形、约束等一系列问题,硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙、气穴和微裂缝,正是由于这些初始缺陷的存在才使混凝土呈现出一些非均质的特性。

微裂缝通常是一种无害裂缝,对混凝土的承重、防渗及其他一些使用功能不产生危害。

但是在混凝土受到荷载、温差等作用之后,微裂缝就会不断的扩展和连通,最终形成我们肉眼可见的宏观裂缝,也就是混凝土工程中常说的裂缝。

第1章裂缝的成因

混凝土桥梁裂缝的成因复杂、繁多，主要有环境、气候因素、材料、施工工艺等因素影响，但每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要因素当混凝土内部产生拉应力超过其抗拉强度时，就产生了裂缝。

然而影响混凝土内部应力产生裂缝的因素有很多；就其产生的原因，大致可划分如下几种：

1.1因环境因素影响形成缺陷和裂缝

主要是温度和湿度的变化,混凝土的脆性和不均匀性,以及结构不合理,原材料不合格（如碱骨料反应）,模板变形,基础不均匀沉降等。

混凝土构件多次受冰冻,即溶解循环作用,使混凝土中产生内应力,促进已有裂缝发展,结构疏松,表面龟裂,表层剥落或整体崩溃。

1.2钢筋锈蚀引起的裂缝

混凝土材料由于受不良的使用条件、不当的使用方法、环境污染等的影响，造成钢筋锈蚀已成为混凝土结构中的普遍现象。

轻则影响结构的使用性和耐久性，重则降低结构承载力，甚至导致结构失效.由于混凝土质量较差或保护层厚度不足，混凝土保护层受二氧化碳侵蚀炭化至钢筋表面，使钢筋周围混凝土碱度降低，或由于氯化物介入，钢筋周围氯离子含量较高，均可引起钢筋表面氧化膜破坏，钢筋中铁离子与侵入到混凝土中的氧气和水分发生锈蚀反应，其锈蚀物氢氧化铁体积比原来增长约2-4倍，从而对周围混凝土产生膨胀应力，导致保护层混凝土开裂、剥离，沿钢筋纵向产生裂缝，并有锈迹渗到混凝土表面。

混凝土中氯离子含量对钢筋的影响极大，氯离子可能是随混凝土组成成分（水泥、砂、石料或外加剂）进入混凝土的，也可能是在混凝土硬化后经其空隙，因为掺人的氯盐仅有极少量可参与化合反应生成难溶的化合物，当外界渗入的氯盐量达到混凝土重的0．1％～0．2％时，即能引起钢筋锈蚀当钢筋锈蚀速度小到一定程度时，即在设计寿命期内不影响其各项力学指标时，就称之为不锈蚀或处于钝化状态，实际锈蚀持续进行，只是有时锈蚀程度速率很小而已。

由于锈蚀，使得钢筋有效断面面积减小，钢筋与混凝土握裹力削弱，结构承载力下降，并将诱发其它形式的裂缝，加剧钢筋锈蚀，导致结构破坏。

掺加钢筋阻锈剂。

钢筋阻锈剂的作用是钢筋钝化膜被破坏时能够自行再生，自动维持，从而避免钢筋腐蚀，这比人为地涂层更加经济、简便。

拌制混凝土时掺加阻锈剂也是预防恶劣环境中钢筋腐蚀的一种经济有效地补充措施，亚硝酸盐是目前应用最广的钢筋阻锈剂。

1.3温度的影响

混凝土凝化期间水泥放出大量水化热,内部温度不断升高,在表面引起拉应力。

混凝土浇筑初期和后期降温时都有可能产生较大的内外温差。

浇筑初期,胶凝材料水化产生大量水化热,使混凝土温度上升,而表面混凝土散热条件好,温度上升较少,导致混凝土内外温度梯度,形成内约束,内部混凝土受压,外部混凝土受拉后期在降温过程中,由于受到基础或老混凝上的约束,又会在混凝土内部出现拉应力。

当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时,即会出现裂缝。

当外部环境或结构内部温度发生变化，混凝土将发生变形，若变形遭到约束，则在结构内将产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。

温度裂缝区别其它裂缝最主要特征是将随温度变化而扩张或合拢。

）材料选配不当形成缺陷和裂缝。

使用过期水泥,骨料含泥过量,含活性SiO2,水泥中含碱量过高,骨料石灰石,水泥水化热等。

大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发，导致内部温度急剧上升，而混凝土表面散热较快，这样就形成内外的较大温差，较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同，使混凝土表面产生一定的拉应力。

当拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时混凝土表面就会产生裂缝。

1.4施工材料质量引起的裂缝

混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌合水及掺合料和外加剂组成。

配置混凝土所采用的材料质量不合格，以及杂质含量的多少都可能导致结构出现裂缝。

施工工艺是保证混凝土构件质量的关键、除施工的施工操作应严格按照施工技术规范的有关规定进行,对原材料（钢筋、水泥、砂、碎石、水等）都应进行严格的抽样检验。

对混凝土配合比应进行对比试验,在高温下或雨后施工对砂、碎石应进行含水量实验,及时调整施工配合比,确保混凝土的施工，一般有一下几个原因。

砂、石骨料。

砂石粒径太小、级配不良、空隙率大，将导致水泥和拌合水用量加大，影响混凝土的强度，使混凝土收缩加大。

砂石中含泥量高不仅将造成水泥和拌和水用量加大，而且还降低混凝土强度和抗冻性、抗渗性。

砂石中有机质和轻物质过多，将延缓水泥的硬化过程，降低混凝土强度，特别是早期强度。

砂石中硫化物可与水泥中的铝酸三钙发生化学反应，体积膨胀。

施工材料堆放不当引起裂缝在目前的施工过程中普遍存在质量与工期之间的较大矛盾。

一般主体结构的楼层施工速度平均为5-7天左右一层，最快时甚至不足5天一层，因此当楼层砼浇筑完毕后未达到24小时养护时间，就忙着进行钢筋绑扎、材料吊运等施工活动。

将材料堆放在楼面上，会使没有达到一定强度的楼面在受到材料吊卸冲击振动荷载的作用下引起不规则的受力裂缝，而这些裂缝一旦形成就难以闭合，形成永久性裂缝。

水泥。

水泥安定性不合格、强度不足、受潮或过期、含碱量较高等因素都可导致混凝土开裂。

1.5施工工艺质量引起的裂缝

（1）混凝土施工时，由于工艺要求加大了水灰比，导致混凝土凝结硬化时收缩量增加。

（2）预制构件在运输、堆放时，受力状态与设计不一致，或运输过程中剧烈颠撞，吊装时吊点位置不对，桁架等侧向刚度较小的构件，侧向无可靠的加固措施等，均可能产生裂缝。

（3）混凝土分层或分段浇筑时，接头部位处理不好，易在新旧混凝土和施工缝之间出现裂缝。

如混凝土分层浇筑时，后浇混凝土因停电、下雨等原因未能在前浇混凝土初凝前浇筑，引起层面之间的水平裂缝；采用分段现浇时，先浇混凝土接触面凿毛、清洗不好，新旧混凝土之间粘结力小，或后浇混凝土养护不到位，导致混凝土收缩而引起裂缝。

（4）凝土初期养护时急剧干燥，使得混凝土与大气接触的表面上出现不规则的收缩裂缝。

混凝土保护层过厚，或乱踩已绑扎的上层钢筋，使承受负弯矩的受力筋保护层加厚，导致构件的有效高度减小，形成与受力钢筋垂直方向的裂缝（5）安装顺序不正确，对产生的后果认识不足，导致产生裂缝。

如钢筋混凝土连续梁满堂支架现浇施工时，钢筋混凝土墙式护栏若与主梁同时浇筑，拆架后墙式护栏往往产生裂缝；拆架后再浇筑护栏，则裂缝不易出现。

（6）用泵送混凝土施工时，为保证混凝土的流动性，增加水和水泥用量，或因其它原因加大了水灰比，导致混凝土凝结硬化时收缩量增加，使得混凝土体积上出现不规则裂缝。

混凝土初期养护时急剧干燥，使得混凝土与大气接触的表面上出现不规则的收缩裂缝。

（7）混凝土分层或分段浇筑时，接头部位处理不好，易在新旧混凝土和施工缝之间出现裂缝。

如混凝土分层浇筑时，后浇混凝土因停电、下雨等原因未能在前浇混凝土初凝前浇筑，引起层面之间的水平裂缝；采用分段现浇时，先浇混凝土接触面凿毛、清洗不好，新旧混凝土之间粘结力小，或后浇混凝土养护不到位，导致混凝土收缩而引起裂缝。

1.6收缩变化引起的裂缝

混凝土硬化前失水产生的塑性收缩，水泥水化过程产生的化学收缩和自生收缩，混凝土降温过程产生的温降收缩，以及混凝土硬化后干燥失水产生的干缩。

这些收缩单独或同时作用，都可能导致混凝土裂缝，统称‘收缩裂缝’。

而干缩仅仅是混凝土硬化后阶段发生，属于后期裂缝。

在实际工程中，混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。

在混凝土收缩种类中，塑性收缩和干缩是发生混凝土体积变形的主要原因，另外还有自生收缩和碳化收缩。

大气中的二氧化碳与水泥的水化物发生化学反应引起的收缩变形。

碳化收缩只有在湿度50%左右才能发生，且随二氧化碳的浓度的增加而加快。

碳化收缩一般不做计算。

裂缝的主要成因也有差别。

根据近期对预制方块的跟踪调查，可认为方块裂缝主要是由干燥收缩引起。

混凝土浇筑后置于未饱和空气中，表面水份散失很快，内外湿度梯度产生很大的毛细管压力，从而引的体积缩小变形。

干燥收缩可贯穿于整个建筑物的施工及使用阶段，在大体积预制件施工中，裂缝占的比例较高。

根据国外20年的干缩试验资料表明，混凝土浇筑后14d仅完成20年干缩的14%-34%，90d完成40%-80%，1年完成66%-85%。

方块的表面积与其它构件相比差别较大，表面积越大，水分的散失速度越快，干燥收缩也就越明显。

第2章混凝土裂缝的控制与措施

裂缝的出现不但会影响结构的整体性和刚度，还会引起钢筋的锈蚀、加速混凝土的碳化、降低混凝土的耐久性和抗疲劳、抗渗能力。

因此根据裂缝的性质和具体情况我们要区别对待、及时处理，以保证建筑物的正常使用。

混凝土裂缝的修补措施主要有以下一些方法：

2.1降低水泥水化热。

包括:

混凝土的热量主要来自水泥水化热,因而选用低水化热的矿渣硅酸盐水泥配制混凝土较好;精心设计混凝土配合比,采用掺加粉煤灰和减水剂的“双掺”技术,减少每立方米混凝土中的水泥用量,以达到降低水化热的目的;选用适宜的骨料,施工中根据现场条件尽量选用粒径较大,级配良好的粗骨料;选用中粗砂,改善混凝土的和易性,并充分利用混凝土的后期强度,减少用水量;严格控制混凝土的塌落度。

在现场设专人进行塌落度的测量,将混凝土的塌落度始终控制在设计范围内,一般以7～9cm为最佳;夏季施工时,在混凝土内部预埋冷却水管,通循环冷却水,强制降低混凝土水化热温度。

冬季施工时,采用保温措施进行养护;如技术条件