混凝土结构裂缝的产生及预防

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 混凝土结构裂缝的产生及预防 摘要：随着混凝土结构的普遍应 用，混凝土结构的裂缝问题也逐渐暴露 出来，作者以其实际工程中的经验，针 对混凝土裂缝的产生原因进行了分析， 并给出相应预防措施，从而提高结构的 耐久性及安全性。 中国论文网 /2/view-12870655.htm 关键词：混凝土；原因；变形； 裂缝；影响；措施 Abstract: with the concrete structure of the universal application, the problem of cracks of concrete structure also gradually revealed, the authors use the actual project of the experience, according to the concrete cracking reasons were -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 analyzed, and gives corresponding prevention measures to improve the durability of structures and security. Keywords: concrete; Reason; Deformation; Crack; Influence; measures 中图分类号：TU37 文献标识码： A 文章编号： 混凝土作为一种各向异性的非 均质脆性材料，有其特殊的材料特性及 力学性能。由于骨料与骨料之间通过胶 凝材料连接，而各种材料本身的弹性模 量有较大差异，故其抗拉能力差，收缩 性强。由于使用材料的自身缺陷及施工 过程中多种原因，导致混凝土内部存在 气孔和微小裂隙。而这些微小裂隙在各 种作用下可能贯通发展，使其在施工期 间及使用期间都有可能出现裂缝。在安 全允许范围内，混凝土结构可以带裂缝 工作；然而当裂缝成为肉眼可见的裂缝 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 时，如果继续贯穿，则可能成为危害性 裂缝，影响结构的使用安全，故而必须 尽量降低出现危害性裂缝的可能。 虽然国家标准中对于不同功能 和使用环境下的混凝土结构有其相应的 允许裂缝的规定，但对于钢筋混凝土结 构而言，一旦出现裂缝，则会减少抗弯 截面高度，即导致抗弯构件的中性轴上 移，钢筋抗弯能力降低，影响构件的安 全性；降低钢筋保护层厚度；导致钢筋 及混凝土内部暴露，对于露天或潮湿环 境或有地下水侵蚀环境下的构件可能产 生水渗透、混凝土材料腐蚀、钢筋锈蚀 现象，影响结构的耐久性等。对于贯穿 性裂缝而言，则会影响结构的安全性和 整体性，从而危害到人民的生命和财产 安全。故应尽量减少允许范围内的裂缝 出现，避免危害性裂缝的出现。而要减 少和避免裂缝的出现，必须了解其形成 原因及预防措施。本文就此给出一些分 析和建议。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 混凝土结构产生裂缝主要有以下 四种原因：收缩变形，温度变形，荷载 变形，沉降变形等。 1 收缩变形 收缩变形主要包括塑性收缩、干 燥收缩等。 塑性收缩发生在混凝土在凝结前 的塑性阶段，由于混凝土在此时尚处于 塑性状态，强度极小，而由于天气等原 因，导致表面失水较快，而混凝土内部 的自由水此刻经由反应和蒸发后已经变 得很少，混凝土本身将产生急剧地收缩， 此时混凝土已不再具有流动性，而其自 身的强度远不能与收缩产生的应力抗衡， 故而会产生裂缝。 研究表明，影响塑性收缩的主 要因素包括水灰比，混凝土强度，养护， 自然条件（如温度，湿度，风速等） 。 其中，水灰比过大会导致坍落度大，混 凝土强度降低；而水灰比过小，则会导 致混凝土水化不完全，泌水过少，产生 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 塑性收缩裂缝增多。故应保持合理的水 灰比。高强混凝土由于水化反应需水量 更多，更容易产生塑性收缩，故而高强 混凝土的水灰比不宜过小；水泥过细， 水泥颗粒与水接触的表面积增大，因此 水化反应所需时间更长，泌水现象严重， 从而导致混凝土初凝已经开始而水泥水 化反应尚未完成，预防此种情况需确保 混凝土在各项配合比的合理性及振捣到 位；应保证混凝土模板的潮湿度，在混 凝土硬化过程中保证洒水及有效覆盖， 尤其在温度较高，风力较大，天气干燥 时，更应加强对混凝土的养护。 干燥收缩发生在混凝土浇筑结束 之后的一段时间内，此时养护已经完成， 混凝土暴露在不饱和空气中，内部水分 进一步蒸发而产生。 影响干燥收缩的因素包括水泥 种类，水灰比等。较少干燥收缩的发生， 宜采用收缩较小的水泥种类，降低水泥 用量。水灰比应给与严格控制，可以适 量采用减水剂，防止后期混凝土内外水 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 分蒸发不均匀。另外可适当延长混凝土 的养护期，保持其潮湿，也可一定程度 上减少干燥收缩裂缝的产生。 2 温度变形 温度变形不是指环境温差，而是 指混凝土在硬化过程中，由于水化反应 产生大量热量，温度升高过快，由于内 外高差较大，混凝土内部将产生向外膨 胀的温度拉应力，而混凝土自身抗拉强 度较低，故而极易形成裂缝。这种现象 在混凝土强度形成的早期较容易发生， 而在大体积混凝土中，由于水化热量更 加不易散发，故尤为常见。 影响温度变形的因素主要为水 泥水化热等。要减少温度变形的发生， 宜采用低水化热的水泥，降低混凝土水 化反应过程中的散热；另外应在养护过 程中增加表面湿度，可以达到降低温度 减少温度应力的目的，减少温度收缩裂 缝的发生。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 3 荷载变形 荷载变形可能发生在混凝土结 构的施工阶段及使用阶段，由于施工荷 载或外力作用，结构受弯/受压/受拉等， 将在混凝土内部产生相应的应力，从而 产生相应的变形，且受到内部约束的制 约，混凝土由此产生拉应力，而其自身 抗拉强度较弱，故超出允许抗拉强度后 将产生裂缝。另外混凝土由于长期受荷 将产生徐变，当这部分荷载突然撤销时， 变形无法完全恢复，从而其内部产生较 大拉应力，也会产生徐变裂缝。 荷载变形是必然存在的，要减 少荷载变形裂缝的产生，应从设计施工 角度予以考虑，如保证混凝土构件的保 护层厚度等；使用中应严格控制在设计 提出的允许荷载范围内，避免负荷过大； 另外应避免突然卸载的情况发生。 4 沉降变形 沉降变形顾名思义，是由于基 础沉降所引起的。如果基础沉降很均匀， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 一般不会产生应力及变形；但由于地基 土往往是各向异性，不均匀沉降在所难 免。如地基土不均匀，土层分布不连续， 持力层与软弱下卧层距离过近，基础 （天然地基）所在持力层受到扰动而夯 实不完全，填土不密实，含水量过高等； 桩基础中，各桩端所在持力层不同等， 笔者在实际工程中曾见过桩基础（摩擦 桩）中整体桩端位于粉质粘土层，而局 部位于粉土层，由于粉土层的压缩模量 较小，标贯值较大，最终沉降小于整体 沉降，从而在相交的位置产生裂缝。 要解决沉降变形，首先应解决 地基土的问题，应充分做好排水，对于 松软土质进行夯实，设计应对持力层附 近的软弱下卧层土质予以考虑，必要时 应采取处理措施；避免基础持力层位于 性质差异较大的不同土层上，如无法避 免，可适当设