浅谈混凝土裂缝的产生及预防

网络教育学院专 科 生 毕 业 大作业题 目：浅谈混凝土裂缝的产生及预防学习中心：江苏南通通州学院奥鹏学习中心层 次： 高中起点专科 专 业： 土木工程 年 级： 2010 年秋季 学 号： 101478214249 学 生： 葛新佳 指导教师： 刘 津 完成日期： 2012 年 6 月 7 日 浅谈混凝土裂缝的产生及预防内容摘要混凝土结构具有抗力好、耐久性好、造价较低等优良的特点,因此,成为世界上应用最为广泛的建筑结构形式。但混凝土结构由于内外因素的作用不可避免地存在裂缝，而裂缝是混凝土结构物承载能力、防水性降低及耐久性的主要原因。而在今天，混凝土在施工过程中出现不同形式、不同程度的裂缝，这是一个相当普遍和常见的现象，并且在大体积混凝土施工中表现尤为突出。混凝土裂缝产生的原因很多，有不均匀沉陷、膨胀、收缩、温度变化等变形引起的裂缝；有受到外力作用引起的裂缝；有养护环境不当和化学作用引起的裂缝等等。本文主要介绍裂缝产生的原因及预防措施。关键词：混凝土；裂缝；产生原因；预防措施浅谈混凝土裂缝的产生及预防I目 录内容摘要引 言 11 混凝土裂缝简述 22 混凝土裂缝分析 32.1 塑性裂缝 32.2 干缩裂缝 4 2.3 温度裂缝 4 2.4 不均匀沉陷裂缝 62.5 不利环境产生的裂缝 63 混凝土裂缝处理 7 3.1 表面修补法 7 3.2 灌浆、嵌缝封堵法 7 3.3 结构加固法 8 3.4 混凝土置换法 93.5 电化学防护法 9 3.6 仿生自愈法 9 4 结论与展望 10 4.1 减轻温度应力 104.2 适时拆模,注重防护 104.3 适量加筋 104.4 使用外加剂 114.5 混凝土的早期养护 124.6 不降水施工技术的展望和应用 12参考文献浅谈混凝土裂缝的产生及预防II浅谈混凝土裂缝的产生及预防0引 言普通混凝土是由水泥、砂、石材料用水拌和硬化后形成的人工石材，是多相复合材料。钢筋和混凝土两种材料有效的结合形成我们工程结构中广泛使用的结构钢筋混凝土结构，钢筋混凝土结构有合理用材、取材容易、耐久性比较好以及可塑性、整体性都比较好等优点，钢筋混凝土结构也存在一些缺点，其中混凝土结构抗裂性能差是比较重要的一条缺点，开裂现象比较普遍，受拉弯构件等在正常使用时往往带裂缝工作，只是有一些裂缝很小，甚至肉眼看不见，一般对结构的使用无大的危害，允许其存在。但也有些结构在使用荷载或外界物理及化学因素作用下，不断产生和发展引起混凝土保护层剥落甚至钢筋锈蚀，使钢筋混凝土强度和刚度受到减弱。耐久性降低的情况下产生裂缝导致结构破坏，甚至是严重的工程事故，这些就要引起我们足够的重视。浅谈混凝土裂缝的产生及预防11 混凝土裂缝简述随着国民经济和建筑技术的发展,大型现代化技术设施或构筑物不断增多,而大体积混凝土逐渐成为构成大型设施或构筑物主体的重要组成部分。但混凝土是抗压强度高、抗拉强度低的复合材料,因此混凝土极易被拉断,因而混凝土表面产生裂缝。裂缝一旦形成,会降低结构的耐久性,减弱构件的承载力,甚至影响建筑物的结构强度，同时会可能危害到建筑物的安全使用。混凝土在施工中对有些结构按其所处环境和条件的不同，允许存在一定宽度的裂缝。但在施工中仍尽可能采取一些有效的技术措施来控制裂缝，使结构尽量不出现裂缝，或尽量减少裂缝的数量和宽度，特别是避免有害裂缝的出现，以确保工程质量和建筑物的坚固耐久。裂缝产生的主要原因：由外荷载（包括施工和使用阶段的静荷载、动荷载）引起的裂缝；由变形（包括温度、湿度变形、不均匀沉降等）引起的裂缝；由施工操作（如制作、脱模、养护、堆放、运输、吊装等）引起的裂缝。裂缝的分类：按裂缝的方向、形状分类有水平裂缝、垂直裂缝、横向裂缝、纵向裂缝、斜向裂缝以及放射状裂缝等；按裂缝深度分类有贯穿裂缝、深层裂缝及表面裂缝三种；按成因分类主要有塑性裂缝、干缩裂缝、温度裂缝及不均匀沉降裂缝。浅谈混凝土裂缝的产生及预防22 混凝土裂缝分析混凝土中产生裂缝有多种原因,主要有温度和湿度的变化,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。混凝土硬化期间水泥放出大量水化热,内部温度不断上升,在表面引起拉应力。后期在降温过程中,由于受到基础或老混凝土的约束,又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时,即会出现裂缝;许多混凝土的内部湿度变化很小或较慢 ,但表面湿度可能变化较大或剧烈。如养护不周、时干时湿,表面干缩形变受到内部混凝土的约束,也往往导致裂缝;混凝土是一种脆性材料 ,抗拉强度是抗压强度的 1/10 左右,由于原材料不均匀,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又是不均匀的,存在着许多抗拉能力很低、易于出现裂缝的薄弱部位。在钢筋混凝土中,拉应力主要是由钢筋承担,混凝土只是承受压应力;在素混凝土内或钢筋混凝上的边缘部位如果结构内出现了拉应力,则需依靠混凝土自身承担。一般设计中均要求不出现拉应力或者只出现很小的拉应力。但在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度,往往在混凝土内部引起相当大的拉应力。有时温度应力可超过其他外荷载所引起的应力,因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。2.1 塑性裂缝裂缝现象：裂缝在混凝土表面出现，形状很不规则且长短不一，互不连贯，类似干燥开裂的泥浆面。大多在混凝土浇筑初期（一般在浇筑后 4 小时左右），当混凝土本身与外界气温相差很大，或本身温度长时间过高（40以上），且气候很干燥的情况下出现。塑性裂缝又称龟裂，属于干缩裂缝，出现比较普遍。产生原因：混凝土浇筑后，表面没有及时保护，受风吹日晒，表面游离水分散失过快，产生快速而较大的体积收缩，但此时混凝土早期强度很低，不能承受这种变形应力而形成开裂。另外使用收缩率较大的水泥，水泥用量过大，或使用过量的粉灰，混凝土水灰比过大，模板过于干燥也易形成裂缝。预防措施：配制混凝土时，应严格按要求控制水灰比和水泥用量，选择良好的石子，减小空隙率和含砂率；同时振捣密实，从而减少收缩量，提高混凝土抗裂度。浇筑混凝土前，将基层和模板浇水润湿，混凝土浇筑后，对裸露表面应及时用潮湿材料覆盖养护。在湿度低、气温高或风速大的天气施工，混凝土浇筑后，浅谈混凝土裂缝的产生及预防3应及时进行喷水养护，使其保持湿润；大面积混凝土施工宜浇完一段，养护一段。此外，要加强表面的抹压和养护工作。混凝土养护可采用表面覆盖湿草袋、塑料布等方法，或喷氯偏乳液养护剂；当表面发现微微小裂缝时，应及时抹压，再覆盖养护2.2 干缩裂缝裂缝现象：裂缝为表面性，宽度较细，走向纵横交错，没有规律。较薄的梁、板类构件（或桁架杆件），多沿短向分布；整体性结构多发生在结构变截面处；平面裂缝多延伸到变截面部位或块体边缘，大体积混凝土在平面部位较为多见，但侧面也常出现，并随湿度和温度变化而逐渐发展。产生原因：混凝土成型后，养护不周到，受到风吹日晒，表面水分挥发快，体积收缩大，但内部湿度变化极微，收缩也小，导致表面收缩变形受到内部混凝土的约束，出现拉应力，引起混凝土表面开裂，或者构件水分蒸发，产生体积急剧收缩受到地基或垫层的约束，而出现干缩裂缝。混凝土构件长期未经覆盖露天堆放，表面湿度经常剧烈变化，混凝土过度振捣，表面形成砂浆层，预制构件露天生产后长久为张拉等。预防措施：混凝土用水泥、水灰比和砂率不能过大；严格控制砂石含泥量，不使用过量粉砂；混凝土应振捣密实，并对板面进行抹压，可在混凝土初凝后、终凝前进行二次抹压，以提高混凝土抗拉强度，减少收缩量。加强混凝土的早期养护，并适当延长养护时间。长期露天堆放的预制构件，可覆盖草帘、草袋等来避免曝晒，并经常适当洒水，保持湿润。薄壁构件则应在阴凉地方堆放并覆盖，避免发生过大湿度变化。2.3 温度裂缝裂缝现象：表面温度裂缝走向无一定规律性；梁板式或长度尺寸较大的结构，裂缝多平行于短边；大面积结构裂缝常纵横交错。深进的和贯穿的温度裂缝，一般与短边方向平行或接近于平行，裂缝沿全长分段出现，中间较密。裂缝宽度沿全长没有太大的变化。温度裂缝多发生在施工期间，缝宽受温度变化影响较明显，冬季较宽，夏季较细。沿断面高度，裂缝大多呈上宽下窗状，但个别也有下宽上窄情况，遇上下边缘区配筋较多的结构，在时也出现中间宽两端窄的梭形裂缝。产生原因：表面温度裂缝，顾名思义由于温度较大。混凝土结构，特别是大浅谈混凝土裂缝的产生及预防4体积混凝土基础浇筑后，在硬化期间放出大量水化热，内部温度不断上升，使混凝土表面和内部温差极大。当产生非均匀的降温时（如施工中注意不够，过早拆除模板；冬季施工，过早除掉保温层，或受到寒潮袭击），将导致混凝土表面急剧的降温而产生较大的降温收缩，此时表面受到内部混凝土的约束，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和弹性模量很低，从而出现裂缝（这种裂缝又称为内约束裂缝）。但这种温差仅仅在表面处较大，离开表面就急速减弱。因此，裂缝只在接近表面范围出现，表面层以下结构仍基本保持完整。深进的和贯穿的浊裂缝多由于结构降温不均匀，受到外界的约束而引起的。当大体积混凝土基础、墙体浇灌在坚硬地基（特别是岩石地基）或厚大的老混凝土垫层上时，没有采取隔离层等放松约束的措施，如果浇灌混凝土时温度很高，加上水泥水化热的混凝土冷却收缩，全部或部分地受到地基、混凝土垫层或其他外部结构的约束，将传统在混凝土浇筑后 2-3 个月或更长时间出现，裂缝较深，甚至是贯穿性的，将破坏结构的整体性。基础工程长期不回填，受风吹日晒或寒潮袭击作用；框架结构的梁、墙板、基础梁，由于与刚度较大的柱、基础连接，或预制构件浇筑在台座伸缩缝处，因温度变形受到约束，降温时也常出现这类裂缝。采用蒸汽养护的预制构件，严格控制混凝土降温使降温均匀能减少此类现象。养生窑坑急剧揭盖，使混凝土表面剧烈降温，而受到肋部或胎模的约束，常导致构件表面或肋部出现裂缝。预防措施：尽量选用低热或中热水泥（如矿渣水泥、粉煤灰水泥）配制混凝土；或混凝土中掺适量粉煤灰；或利用混凝土的后期强度，降低水泥用量，以减少水化热量。选用良好级配的骨料，并严格控制砂、石子含泥量，降低水灰比，加强振捣，以提高混凝土的密实性和抗拉强度，在混凝土中掺加缓凝剂，减缓浇筑速度，以利于散热，或掺木钙、减水剂，以改善甚至易性，适当减少水泥用量。避开炎热天气浇筑大体积混凝土；不得在热天浇筑时，可采用冰水或深井凉水拌制混凝土，或设置简易遮阳装置，并对骨料进行喷水预冷却，从而降低混凝土搅拌和浇筑的温度。分层浇筑混凝土，每层厚度不大于 30 厘米，以加快热量散发，从而使温度分布均匀，同时也利于振捣密实。大体积混凝土适当预留一些孔道，采取通冷水或冷气降温。大型设备基础采取分层分块间隔浇筑（间隔时间 57天），分块厚度 11.5m，以利水化热散发和减少约束作用；或每隔 2030m 留一条 0.51.0m 宽的临时间断缝，40 天后再用干硬性细石混凝土浇筑，以减少温度收缩应力。浇筑混凝土后，表面应及时用草袋、锯末等覆盖，并洒水养生。夏浅谈混凝土裂缝的产生及预防5季应适当延长养护时间，使之平稳降温。在寒冷季节，混凝土表面则应采取保温措施，以防寒潮袭击。拆模时，块体中部和表面温差不宜大于 20，以防止骤冷造成表面裂缝。基础混凝土拆模后要及时回填。2.4 不均匀沉陷裂缝裂缝现象：不均匀沉陷裂缝多属贯穿性裂缝，其走向与沉陷情况有关，有的在上部，有的在下部，一般与地面垂直或呈 3045角方向发展。较大的不均匀沉陷裂缝，往往上下或左右有一定的差距，裂缝宽度受温度变化影响较小，因荷载大小而异，且与不均匀沉降值成比例。产生原因：结构、构件下面的地基未经夯实和必要的加固处理，混凝土浇筑后，地基因水蚀引起不均匀沉降。平卧生产的预制构件（如屋架、梁等），由于侧向刚度较差，在弦、腹杆件或梁的侧面常出现裂缝。模板刚度不足，模板支撑间距过大或支撑底部松动，或者过早拆模，导致不均匀沉陷裂缝出现。预防措施：对松软土、填土地基应进行必要的夯实和加固。不要直接在松软土或填土上制作预制构件，或经压夯实处理后作预制场地。模板应支撑牢固，保证有足够强度和刚度