混凝土裂缝的成因及防护措施毕业论.doc

成人高等教育毕 业 论 文（设 计）题 目：混凝土裂缝的成因及防护措施 完 成 人：尹福振专 业：土木工程年级层次：2014级指导教师：完成时间： 河北科技师范学院继续教育学院制Adult Higher EducationGraduation thesis (Design)Title: the causes of concrete cracks and protective measuresComplete man: Yin FuzhenMajor: Civil Engineering Grade level: 2014 Guidance teacher: Completion time: School of continuing education, Hebei Normal University of Science and Technology混凝土裂缝的成因及防护措施河北科技师范学院土木工程专业2014级 尹福振摘要：混凝土因其取材广泛、价格低廉、抗压强度高、可浇筑成各种形状，并耐火性好、不易风化、养护费用低，成为在世界范围内用途最广、 用量最大的一种的建筑材料,研究混凝土的特点和性能可以更方便的应用混凝土,充分发挥混凝土的优势。但是混凝土抗拉能力差、脆性大、容易开裂。所以混凝土的裂缝问题成为一个普遍存在而又难于解决的工程实际问题。本文从混凝土结构、施工现场养护等方面对混凝土工程中常见的一些裂缝的成因进行了分析探讨。针对混凝土裂缝产生的原因，在混凝土结构设计、混凝土材料选择、配合比优化、以及施工现场的养护等方面提出了控制裂缝发展的措施。关键词：混凝土结构 裂缝 产生原因 控制措施1混凝土结构混凝土是由水泥、石子和砂子用水经搅拌、养护和硬化后形成的一种复合材料，具有多相特性。混凝土的性质取决于其复杂的内部结构。其内部一般可分为微观结构，亚微观结构和宏观结构三种递进式的基本结构层次。2混凝土裂缝的类型及成因 混凝土是一种非均匀值脆性材料，由骨料、水泥石以及其中的气体和水组成。在温度和湿度变化的条件下，硬化并产生体积变化，由于各种材料变化不一致，互相约束而产生初始应力，造成在混凝土内出现微裂缝。这种微裂缝的分布不规则且不连贯，在荷载或应力作用下，裂缝开始扩展，并逐渐互相贯通，从而出现较大的肉眼可见的裂缝，成为宏观裂缝。 造成混凝土裂缝的原因是多方面的，一般而言，可分为混凝土自身原因和外部原因两大类。 2.1混凝土因自身特性产生裂缝 2.1.1材料原因粗细集料含泥量过大，造成混凝土收缩增大。集料颗粒级配不良或采取不恰当的间断级配，容易造成混凝土收缩的增大，诱导裂缝的产生。骨料粒径越细、针片含量越大，混凝土单方用灰量、用水量增多，收缩量增大。 混凝土外加剂、掺和料选择不当、或掺量不当，严重增加混凝土收缩。水泥品种原因，矿渣硅酸盐水泥收缩比普通硅酸盐水泥收缩大、粉煤灰及矾土水泥收缩值较小、快硬水泥收缩大。水泥等级及混凝土强度等级原因，水泥等级越高、细度越细、早强越高对混凝土开裂影响很大。混凝土设计强度等级越高，混凝土脆性越大、越易开裂。2.1.2收缩裂缝收缩裂缝产生的原因就是混凝土硬化后水分蒸发体积收缩。从理论上讲，当混凝土在无任何约束自由收缩时，不会产生裂缝。而在实际工程中，混凝土总是受到各种约束的，如两端的约束、内部配置钢筋的约束等。由于混凝土收缩过程中受到约束，因而内部产生拉应力，当拉应力大于混凝土的抗拉强度时，就会产生收缩裂缝。一般来说，混凝土受到的约束越大，其产生的收缩裂缝越多。由于混凝土体积收缩时因为水分蒸发、干燥导致的，因此又称为干缩裂缝。因为混凝土中的水分蒸发通常情况下主要在混凝土浇捣后的硬化过程中和樱花早起一个月左右的时间内完成的，尤其在硬化过程中水分蒸发速率最大；因而，相应地收缩裂缝出现的时间与其相对应，通常情况下，混凝土拆模时收缩裂缝就已基本形成，有时只是因为裂缝太小不易被发觉，之后随着混凝土水分的进一步蒸发，其裂缝就逐渐变大；或者由于产生渗漏时才能会被发觉。一般情况，几个月以后，混凝土体内多余的水分蒸发已基本完成，混凝土内湿度与环境的湿度基本趋于一致，因而收缩裂缝的大小发展也趋于停止，处于相对稳定状态。当然，之后还将随着环境湿度和温度的变化略有变化，当环境湿度变大时，混凝土将吸收空气中的水份，而收缩裂缝变小,反之则变大。另外，还随着温度的变化，混凝土也将产生热胀冷缩现象，裂缝随温度的升高而变小，随温度的降低而变大。这种变化可分为：早起体积变化、硬化过程的体积变化、硬化后的体积变化。 如果混凝土的体积变化受到约束，且混凝土自身抵抗这种变形的抗拉性能过低时，就会产生开裂。可以说，混凝土自身收缩是其固有的物理特性，而由此类原因产生的收缩裂缝，占大多数。2.1.2 温度裂缝 温差裂缝并不是开裂混凝土本身内部有温度差所引起的，而是出于整个混凝土结构中局部混凝土构建所受环境温度的变化，通过热胀冷缩效应，对与其相关的构件产生拉应力。当这个来自于外部的拉应力大于混凝土抗拉强度时，混凝土就会开裂。此类裂缝出现的时间较晚，一般在混凝土硬化后12年才出现，一旦出现通常是贯通的，宽度一般为0.3mm，但个别局位也会大于0.3mm。例如，在建筑物的东西两端墙角混凝土楼板处，由于墙角两侧的混凝墙体受太阳的照射，温度升高，产生膨胀，从而对与之相连的混凝土楼板产生两个垂直方向的拉应力，其合力为45方向，若该拉应力大于混凝土楼板的抗拉强度时，则在墙角处的混凝土楼板会在与外界45角拉应力合力方向相正交的方向产生45度的裂缝。由于对混凝土楼板来讲这个温度变化而产生拉应力来自与外部和结构有关，因而，这里对这一类温度裂缝的预防、控制不展开讨论。 影响温度裂缝的主要因素有：水泥品种、水泥浆量、构建形状、断面尺寸、混凝土浇注时温度及外界气温等。2.2混凝土裂缝的外部原因2.2.1设计原因 设计结构中的断面突变而产生的应力集中所产生的构件裂缝。 设计中对构件施加预应力不当，造成构件的裂缝(偏心、应力过大等)。 设计中构造钢筋配置过少或过粗等引起构件裂缝(如墙板、楼板)。 设计中未充分考虑混凝土构件的收缩变形。 设计中采用的混凝土等级过高，造成用灰量过大，对收缩不利。 菏载收缩，使用环境温度变化，管线配置不当，保护层厚度不足，抗温度收缩配筋不足。2.2.2施工及现场养护原因 现场浇捣混凝土时，振捣或插入不当，漏振、过振或振捣棒抽撤过快，均会影响混凝土的密实性和均匀性，诱导裂缝的产生。 拌和不均匀（特别是掺用掺合料的混凝土），搅拌时间不足或过长，拌和后到浇筑时间间隔过长，易产生裂缝。 连续浇筑时间过长，接茬处理不当，易产生裂缝。 高空浇注混凝土，风速过大、烈日暴晒，混凝土收缩值大。 对大体积混凝土工程，缺少两次抹面，易产生表面收缩裂缝。 大体积混凝土浇注，对水化计算不准、现场混凝土降温及保温工作不到位，引起混凝土内部温度过高或内外温差过大，混凝土产生温度裂缝。 现场养护措施不到位，混凝土早期脱水，引起收缩裂缝。2.2.3使用原因构筑物基础不均匀沉降，产生沉降裂缝。 野蛮装修，随意拆除承重墙或凿洞等，引起裂缝。 周围环境影响，酸、碱、盐等对构筑物的侵蚀，引起裂缝。 意外事件，火灾、轻度地震等引起构筑物的裂缝。 使用中短期或长期超载。 结构构件各区域温度、湿度差异过大.3控制措施3.1材料选择根据结构的要求选择合适的混凝土强度等级及水泥品种、等级尽量避免采用早强高的水泥。选用级配优良的砂、石原材料含泥量应符合规范要求。积极采用掺合料和混凝土外加剂。掺合料和外加剂目标已作为混凝土的第五、六大组份，可以明显地起到降低水泥用量、降低水化热、改善混凝土的工作性能和降低混凝土成本的作用。正确掌握好混凝土补偿收缩技术的运用方法。对膨胀剂应充发考虑到不同品种、不同掺量所起到的不同膨胀效果。应通过大量的试验确定膨胀剂的最佳掺量。3.2设计方面当在混凝土结构设计中，应特别重视构造钢筋的配置，应该符合国家建筑设计规范内容；特别对于楼面、墙板等薄壁构件更应注意构造钢筋的直径和数量的选用。例如混凝土设计规范上规定当混凝土保护层大于40mm时应设置6150的抗裂构造网片；如果按双向板配筋：为使楼板计算简图与实际受力情况一致，现浇楼板应按双向连续板计算配筋。为了减少开裂，宜采用双面配筋，增加表面配筋量。楼板最小配筋率 ，应采用细直径螺纹钢筋。例如在单向板满足受力情况下选用直径较小的钢筋，双面配筋，可减小间距，加大配筋率，来满足受力要求。3.3严格控制混凝土施工配合比 根据混凝土强度等级和质量检验以及混凝土和易性的要求确定配合比。严格控制水灰比和水泥用量。选择级配良好的石子，减小空隙率和砂率以及减少收缩量，提高混凝土抗裂强度。 3.4严格控制混凝土的温度应力 温度应力是产生温度裂缝的根本原因，一般将内外温差控制在2025范围内时，不会产生裂缝。在保证混凝土强度的条件下，尽量减少水泥用量和每立方米混凝土的用水量；尽量降低混凝土的入模温度。规范要求混凝土的浇筑温度不宜超过28，故在气温较高时，可在砂堆场、运输设备上搭设简易的遮阳装置，采取低温水或冰水拌制混凝土。 （三）做好裂缝计算过 设计单位除对钢筋混凝土结构体系进行常规计算外，好应考虑现场的实际施工状况，对容易产生裂缝的部位进行裂缝计算，同时选择合理的混凝土强度等级和级配，如对楼板配筋改成细密性的，采用上下双层双向配筋，在柱支座处增加钢筋网片等。 3.5做好混凝土的浇筑和振捣 在混凝土浇捣前，应先将基层和模板浇水湿透，避免过多的吸收水分，浇捣过程中应尽量做到既振捣充分又避免过度。在楼板浇捣过程中更要派专人护筋，避免踩弯面负筋的现象发生。通过在大梁两侧的面层内配置通长的钢筋网片；承受支座负弯矩，避免因不均匀沉降而产生的裂缝。混凝土浇捣完成后，要及时进行养护，包括湿度和温差方面的要求。禁止在混凝土强度未达到设计要求和施工规范规定的要求的情况下，擅自进行拆除支撑和模板。同时应根据设计提供的承载力限制，合理进行材料堆放。 3.6做好后浇带的施工 施工后浇带的施工应认真领会设计意图，制定施工方案。杜绝在后浇处出现混凝土不密实、不按图纸要求留企口缝3.7季节性施工 3.7.1冬季施工 冬施混凝土应加强质量控制和检查，除应符合国家现行有关标准规定要求外，尚应符合下列要求： 检查水、骨料、外加剂溶液和混凝土出罐温度及浇筑时入模温度。 检查混凝土从入模到拆除保温层期间的温度，并做测温记录。混凝土主体结构保温：楼板混凝土浇筑时，边抹压边用黑色塑料薄膜先行覆盖，再用阻燃稻草被进行二次覆盖；楼层框架柱、构造柱、剪力墙、筒体采用阻燃稻草被进行保温，并用铅丝扎牢；其中黑塑料薄膜要有一定的搭接长度（300mm）且接头要相互错开。对于构件的边棱、端部和凸角要特别加强保温，新浇混凝土与已硬化混凝土连接处，为避免热量传导损失，应及时采取早加设、加厚保温被等保温措施。 模板和保温层应保持混凝土达到要求的强度并冷却到5后方可拆除。拆模时的混凝土温度与环境温度差大于20时，拆模后混凝土表面应及时覆盖，使其缓慢冷却。 对钢筋混凝土框架结构、全现浇剪力墙结构，除对结构本身进行保温覆盖外，还须对结构外围进行有效的围挡，围挡和保温的楼层不得少于三层。当突遇寒流时，还应在围挡和保温的楼层内增设加温设施。 3.7.2雨季施工 搅拌站严格控制混凝土的用水量，计算时将砂石中所含水量计算在内，严格控制坍落度，确保混凝土强度。 下雨时不得浇筑混凝土，开盘前注意掌握天气情况，避免突然下雨影响浇筑混凝土；已入模振捣成型的混凝土要及时覆盖，防止突然遇雨，受雨水冲淋。 合模后如不能及时浇筑混凝土时，应及时进行覆盖。 雨期浇筑混凝土前应提前考虑遇雨时施工缝的留置位置，雨后施工缝经处理后方可继续浇筑。3.8环境方面 注意施工的季节，环境的温湿度及气象变化对混凝土变形性能的影响，严格控制现场坍落度、防风、及时和气象站保持紧密联系，应当尽可能在较低的温度环境中开始浇灌混凝土，中间特别注意急剧降温、急剧干燥对混凝土的不利影响。注意暴雨中不能浇灌混凝土。3.9对现存裂缝进行修补加强建筑工程混凝土裂缝治理，不仅要预防，而且还要对现有的裂缝进行有效修补，以免病害蔓延。对于当前我国建筑工程施工过程中存在的混凝土裂缝问题，应当及时的组织相关人员进行修补，以免病害进一步扩大，进而影响到整个建筑工程的结构的安全性及其使用耐久性。对于已有的裂缝，可从以下几个方面处理：组织施工人员对裂缝进行灌浆，利用压力设备将预先配置好的适量修补浆液压入到混凝土裂缝位置，通过物理修补法使裂缝闭合；将裂缝表面做涂层封闭处理，再利用混凝土材料对细微的裂缝或网状的裂纹可产生的毛细作用，使其吸收修补胶液，这样就可以有效封闭混凝土施工裂缝；对施工裂缝做封堵处理，及利用水泥砂浆对建筑工程施工裂缝进行填充和封堵，必要时可对施工裂缝进行有效的事先处理（比如将裂缝处的碎石料或者粉尘清理干净），再通过填充一些材料进行封堵。3.10管理方面 科学的控制裂缝标准，合理的选择施工进度，避免在混凝土施工中过分抢修工期，监督混凝土施工中制定的各项技术措施，必须严格执行。不应当预先指定设计及施工方法，设计图纸上不应指定施工单位采用尚不成熟的外加剂。施工过程中及验收后发现有少量的裂缝，应当采取化学灌浆方法和封闭方法加以处理，轻微的收缩裂缝不应作为“事故”处理，不应降低工程质量标准，采取适当措施以确保结构物的正常耐久使用，完全满足设计要求。除非承载力严重不足，不要轻易打掉重建，耗费巨资补强加固。注意到同一设计单位设计，同一材料供应单位，同一施工单位施工，在相同环境中，裂缝程度却完全不同，这是常遇到的现象，其要害是“非均质性”，裂缝控制的作用效应及抗力都是高度离散性和随机性的问题。4结束语混凝土的发展已有很久的历史，人们在实践中也逐步认识其特性，并取得了许许多多宝贵的经验，但混凝土防裂抗裂问题至今仍未完全解决，这有待材料开发、设计理论和施工技术措施等多方面继续探索，共同研发出具有体积稳定、水化热小和耐久性好的混凝土。裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象，它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力，影响建筑物的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影响建筑物的承载能力，因此要对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待，采用合理的方法进行处理，并在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展，保证建筑物和构件安全、稳定地工作。参考文献1冯耐谦，混凝土裂缝的预防与对策M，北京：机械工业出版社，20062霍载武、郑建云，钢筋混凝土梁板的裂缝防治与处理J.3耿鸥，现浇钢筋混凝土板裂缝原因分析及防治措施J.4江传良，冼巧玲，钢筋混凝土结构裂缝分析及其防治J.科学技术与工程5混凝土质量控制标准 GB50164-96 6建筑工程冬期施工规程 JGJ10497 7混凝土结构试验方法标准 GB50152-928普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准 JGJ52-20069回弹法检测混凝土抗压强度技术规程 JGJ/T23-200110混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图 03G101、04G101 Abstract: Concrete because of its material widely, low price, high compressive strength, can be cast into various shapes, and good fire resistance, not easily weathered, maintenance costs low become in the world the most versatile, the largest amount of a building materials，Study of the characteristics and performance of concrete can be more convenient applicati