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济南大学毕业设计外文资料翻译建筑施工混凝土裂缝的预防与处理迪默斯M加拿大土木工程学报摘要：混凝土的裂缝问题是一个普遍存在而并且难于解决的工程实际问题，本文对混凝土工程中常见的裂缝问题进行了探讨及分析，并针对具体情况提出了一些预防、处理措施。关键词：混凝土 裂缝 预防 处理 前言混凝土是一种由水泥、砂石骨料、水及其他外加材料混合而形成，非均质脆性材料。由于混凝土施工，本身变形、约束等问题，硬化成型混凝土中存在着很多微孔隙、气穴及微小裂缝，由于这些初始缺陷的存在使混凝土呈现出非均质的特征。微小裂缝通常是一种无害的裂缝，对混凝土承重、防渗及其他一些使用功能不会产生危害。但在混凝土受到荷载、温差等作用下，微裂缝就会不断的扩长及连通，最终变成我们肉眼可见的裂缝，也就是混凝土工程中的裂缝。混凝土建筑及构件一般都是带缝工作的，由于裂缝存在及发展会使内部的钢筋等材料发生腐蚀，使钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性及抗渗能力降低，影响建筑物外观、使用寿命等，严重的将会威胁到人们的生命及财产安全。很多工程的事故都是由于裂缝的不稳定发展导致的。近代科学的研究及大量的混凝土工程证明，在混凝土工程中的裂缝问题是不可能避免的，在一定的范围内是可以接受的，继续使用的，但是要采取一定的有效的措施将其危害的程度控制在一定的范围之内。钢筋混凝土中规范也是明确规定：有一些结构在所处不同条件下，允许存在一定的宽度的裂缝。但是在施工中应该尽量的采取一定的有效的措施控制裂缝的产生，使结构不出现裂缝或尽可能减少裂缝的数量及宽度，尤其是要尽量避免有的害裂缝出现，从而确保工程质量。混凝土裂缝产生的原因有很多，有因为变形引起的裂缝：如温度的变化、收缩、膨胀、不均匀的沉陷等原因引起裂缝；有外载的作用引起裂缝；有养护的环境不当及化学作用造成的裂缝等等。在实际工程中要区别来对待，根据实际的情况解决问题。混凝土工程中常见裂缝及预防:1.干缩裂缝及预防干缩的裂缝大多出现在混凝土的养护结束后一段时间或者是混凝土浇筑完成后一周时间左右。水泥浆中的水分蒸发会造成干缩，且这种收缩其实是不可逆的。干缩裂缝的产生原因主要是因为混凝土内部外部水分蒸发程度不相同而造成变形不同的结果：混凝土受到外部条件的影响后，表面的水分损失会变快，变形增大，内部的湿度变化较小并且变形也较小，较大表面干缩变形受到混凝土内部的约束，产生较大的拉应力后产生出裂缝。相对湿度又越低，水泥浆体的干缩越大，干缩裂缝就越容易产生。干缩裂缝多是表面性的平行的线状或者网状的又浅又细的裂缝，宽度多在0.05-0.2之间，大体积混凝土中平面部位比较多见，较薄的梁板中大多会沿它的短向分布。干缩裂缝通常会影响到混凝土的抗渗性，造成钢筋的锈蚀，影响到混凝土的耐久性，在水的压力的作用下会产生水力劈裂从而影响混凝土的承载力。混凝土的干缩主要同混凝土的水泥的成分、水灰比和水泥的用量、集料的性质及用量、外加剂的用量有关。主要的预防措施：一是要选用收缩量比较小的水泥，一般采用中低热水泥及粉煤灰水泥最佳，降低水泥用量。二是混凝土的干缩受水灰比的影响比较大，水灰比越大，干缩就越大，从而在混凝土配合比设计中应该尽量控制好水灰比的选用数值，同时掺加适量的减水剂。三是要严格控制混凝土的搅拌及施工中的配合比，混凝土的用水量是绝对不可以大于配合比设计所给定的用水量。四是要加强混凝土的前期养护，并适当的延长混凝土养护的时间。冬季施工的时候要适当的延长混凝土保温覆盖的时间，并涂刷养护剂来养护混凝土。五是在混凝土结构中设置好合适的收缩缝。2.塑性收缩裂缝和它的预防塑性收缩是指混凝土在凝结硬化以前，表面因为失水比较快而产生的收缩。塑性收缩裂缝一般会在干热或者大风天气中较多出现，裂缝多呈现中间比较宽、两端比较细并且长短不相同，互相不连贯的状态。比较短的裂缝一般长度在20-30，较长的裂缝大约2-3，宽1-5.其产生的主要是因为：混凝土在最终凝结前几乎没有强度或者强度很小，亦或者混凝土刚终凝而强度很小的时候，受到高温或较大风力影响，混凝土的表面丧失水份过快，造成毛细管中产生了较大负压而使混凝土体积急剧的收缩，然而此时的混凝土强度无法抵抗其本身的收缩，所以产生了龟裂。影响到混凝土的塑性收缩开裂主要的因素有混凝土的凝结时间、水灰比、环境温度、相对湿度等。主要的预防措施：一是选用干缩值比较小并且早期强度高的硅酸盐和普通硅酸盐水泥。二是严格的控制水灰比，掺加高效的减水剂来增加混凝土坍落度和及易性，减少水泥及水用量。三是浇筑混凝土建筑之前，将基层的模板浇水均匀并且湿透。四是及时的覆盖塑料薄膜和潮湿的草垫、麻片等，一直保持混凝土的终凝前表面湿润，或者在混凝土的表面喷洒养护剂等进行养护措施。五是在有高温及大风天气时要设置遮阳及挡风的设施，及时的养护混凝土。 3.和其预防 结构的地基土质不匀、松软或者回填土不实或者浸水而造成的不均匀沉降导致沉陷裂缝；或者由于模板刚度不够，模板的支撑间距过于大或者支撑的底部松动等原因导致，特别是在冬季时候，模板支撑在冻土之上，冻土化冻后会产生不均匀的沉降，致使混凝土的结构产生了裂缝。此类裂缝大多是深进的或贯穿性的裂缝，其走向同沉陷的情况有关，一般与地面垂直或者呈30-45角方向来发展，较大沉陷裂缝，往往有一定错位，裂缝的宽度往往与沉降量成正比的关系。裂缝宽度受温度变化影响较小。地基变形稳定之后，沉陷的裂缝也基本是趋于稳定。主要预防的措施：一是针对松软土、回填土地基在其上部结构施工之前应进行必要夯实及加固。二是要保证模板拥有足够强度及刚度，且支撑要牢固，并使得地基受力要均匀。三是要防止混凝土浇灌的过程中地基被水浸泡。四模板拆除时间不能过早，并且要注意拆模先后顺序。五是在冻结土壤上搭模板时注意采用一定预防措施。4.温度裂缝及其预防温度造成的裂缝大多发生在较大体积的混凝土表面或者温差变化比较大的地区的混凝土结构之中。混凝土浇筑之后，在硬化的过程中，水泥因为水化而产生大量的水化热，（当水泥的用量在350-550 ，每立方米的混凝土将释放17500-27500的热量，使混凝土内部的温度升高达70左右甚至会更高）。因为混凝土体积比较大，大量水化热会聚积在混凝土的内部而不容易散发出去，导致其内部的温度急剧的上长，而混凝土的表面散热比较快，这样就会形成内外较大的温差，较大的温差造成了内部与外部热胀冷缩的程度完全不同，使混凝土表面产生了一定拉应力。当拉应力超过了混凝土的抗拉应力强度极限时，混凝土的表面就会生出裂缝，这种裂缝大多发生于混凝土施工的中后期。在混凝土施工中温差变化比较大时，或者是混凝土受到了寒潮的袭击等，都会导致混凝土的表面温度急剧的下降，从而产生收缩，表面收缩的混凝土受到内部混凝土的约束，将会产生较大的拉应力从而生出裂缝，这种裂缝大多只会在混凝土的表面较浅的范围内出现。温度裂缝的走向通常也是没有规律的，大面积的结构裂缝通常纵横交错；梁板类长度尺寸比较大的结构，裂缝大多平行于短边；而深入及贯穿性的温度裂缝通常会与短边方向平行或者接近于平行，沿着长边会分段出现裂缝，中间比较密。裂缝的宽度大小也不一样，受到温度的变化影响比较明显，冬季比较宽，夏季比较窄。高温膨胀引起混凝土温度裂缝通常是中间粗而两端细，但冷缩裂缝的粗细变化却不太明显。这种裂缝的出现会造成钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，并且降低混凝土的抗冻融、抗疲劳以及抗渗能力等等。主要的预防措施：一是尽量的选用低热或者中热水泥，如矿渣水泥、粉煤灰水泥等。二是要减少水泥的用量，将水泥的用量尽量控制在450以下。三是要降低水灰比，一般混凝土水灰比控制在0.6以下最佳。四是改善骨料的级配，掺加粉煤灰或者高效减水剂等从而减少水泥的用量，减少水化热。五是要改善混凝土的加工工艺，来降低混凝土的浇筑时温度。六是在混凝土里掺加适量的具有减少水份、增加塑性、减缓凝固时间等作用的添加剂，改善混凝土的流动性、保水性，以及降低水化热，延迟热峰出现的时间。七是高温季节时浇筑混凝土可以采用架设遮阳板等辅助的措施来控制混凝土的温度，从而降低浇筑混凝土的温度。八是大体积的混凝土温度应力与结构尺寸相关，混凝土结构的尺寸越大，温度应力越大，所以要合理的安排施工的工序，分层、分块的浇筑，利于散热，减小约束。九是在大体积的混凝土内部设置冷却管道，通冷水或者冷气来冷却混凝土，来减小混凝土的内外温差。十是要加强混凝土温度的监控，及时的采取冷却和保护措施。十一是预留温度的收缩缝。十二是减小约束，浇筑混凝土前应在基岩和混凝土上铺设5左右的垫层或使用沥青等材料涂刷处理。十三是加强混凝土的养护，混凝土浇筑以后，应及时用湿润的草帘、麻片等覆盖混凝土，并洒水养护，适当的延长养护的时间，保证混凝土的表面缓慢的冷却。在寒冷的季节，混凝土的表面应该设置保温的措施，用来防止寒潮的袭击。十四是在混凝土中加入少量的钢筋或掺入纤维材料使混凝土的温度裂缝控制在允许的范围之内。5.化学反应会引起的裂缝及其预防碱骨料反应造成的裂缝以及因为钢筋锈蚀而引起裂缝是钢筋混凝土中最常见的因为化学反应而引起的裂缝。混凝土搅拌均匀后会产生一些碱性的离子，这些离子与一些活性的骨料会产生化学反应并且吸收周围环境中的水使其体积增大，使混凝土变得酥松、膨胀开裂。这种裂缝一般出现在混凝土结构的使用期间，一旦出现就很难补救，所以应该在施工中就采取一定的有效的措施进行预防。主要预防措施有：一是选用碱性活小的砂石骨料。二是选择低碱性的水泥以及低碱性或无碱性的外加剂。三是选用合适的搅拌料抑制碱骨料的反应。混凝土在浇筑、振捣不良或是钢筋保护层比较薄时，有害的物质会进入混凝土中使钢筋产生腐蚀，腐蚀的钢筋体积会膨胀，导致混凝土结构胀裂，此种类型的裂缝大多为纵向的裂缝，沿钢筋的位置出现。通常预防措施有：一是保证钢筋有足够的保护层的厚度。二是混凝土级配一定要良好。三是混凝土浇注时要注意振捣密实。四是钢筋的表层涂刷防腐涂料等。裂缝的处理裂缝的出现会影响结构的整体性以及刚度，还会造成钢筋的锈蚀、从而加速混凝土的碳化、降低混凝土耐久性及抗疲劳、抗渗的能力。所以根据裂缝性质以及具体情况，我们要区别的对待、及时的处理，以确保建筑物的安全使用。混凝土的裂缝补救措施主要有以下方法：表面的修补法，灌浆、嵌缝封堵法，结构加固法，置换法，电化学防护法以及仿生愈合法。混凝土表面修补法是一种最为简单、常见的修补方法，它主要是适用于稳定及对结构承载的能力没有影响的表面出现的裂缝及其深进的裂缝处理。普通的处理措施是在裂缝的表面涂水泥浆、环氧胶泥或者在混凝土的表面涂刷油漆、沥青等防腐材料，在防护混凝土的同时为了防止混凝土受到各种作用的影响从而继续的开裂，一般可以采取在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。1、灌浆、嵌缝封堵法灌浆法主要是适用于对整体性有影响或者有对建筑物防渗要求的混凝土裂缝修补，利用压力设备将胶结的材料压入混凝土的裂缝里面，胶结材料硬化后与混凝土会形成一个整体，起到对建筑物封堵加固的目的。常见的胶结材料有水泥浆、甲基丙烯酸酯、环氧树脂、聚氨酯等化学材料。嵌缝法是裂缝修复中最为常用的一种方法，通常沿着裂缝凿槽，在槽中镶嵌塑性或刚性的止水材料，从而达到封闭裂缝的目的。常见的塑性材料有聚氯塑料油膏、乙烯胶泥、丁基橡胶等等；常用的刚性止水材料是聚合物水泥砂浆。2、混凝土结构加固法混凝土中的裂缝影响到混凝土的结构功能时，要采取一定的加固方法对混凝土的结构进行必要的处理。混凝土结构加固中最为常用的有方法以下几种：增大混凝土的结构截面面积，在其构件的尖角部位外包型钢、采用预应力法加固法、粘贴钢板加固法、增设支点加固法以及喷射混凝土补强加固法。3、混凝土置换法混凝土置换法是处理严重损坏的混凝土的一种极其有效的方法，此方法是先把损坏的混凝土剔除，再置换入新的混凝土或其他的材料。常用置换材料有：普通混凝土或水泥砂浆、聚合物和改性聚合物混凝土或砂浆。4、电化学防护法电化学防腐是利用在施加电场介质中的电化学作用，来改变混凝土或者钢筋混凝土所处环境的状态，钝化钢筋，从而达到防腐的目的。阴极防护法、氯盐提取法、碱性复原法是化学防护法中的最为常用而有效的三种方法。这种方法的优点是其受环境因素的影响很小，适用于钢筋、混凝土的长期防腐，既可用于已裂结构也可用于新建的结构。5、仿生自愈合法仿生自愈合法是一种新型的裂缝处理方法，它是模仿生物，生物组织在受创伤部位会自动分泌某种物质，使创伤部位得到愈合，所以在混凝土的传统成分中加入了某些特殊的成分（如含粘结剂的液芯纤维或胶囊），在混凝土内部形成智能型的仿生自愈神经网络系统，当混凝土结构出现裂缝时分泌出部分液芯纤维可使裂缝重新愈合。结 论裂缝是混凝土结构中最为普遍存在的一种现象，它的出现不但会降低建筑物的抗渗能力，还会影响建筑物的使用功能，而且还会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，以及降低材料的耐久性等，进而影响建筑物的承载能力，因此要对混凝土裂缝进行认真的研究、区别对待，采用合理方法进行处理，并在施工中采取多种有效的预防措施，来预防裂缝的出现及发展，保证建筑物及构件安全，使其可以稳定地工作。参 考 文 献1腾智明，朱金铨.混凝土结构及砌体结构M.北京：中国建筑工业出版社,1999：25-292黄棠，王效通.结构设计原理(上册) M.北京：中国铁道出版社,1999：12-183邵全，韦敏才.土力学与基础工程M.重庆：重庆大学出版社出版，1997：25-304王祖华.混凝土及砌体结构M.广州：华南理工大学出版社,1993：123-1255王萍.混凝土结构及砌体结构M.大连：大连理工大学出版社,2000：178-1806李国强.建筑结构抗震设计M.北京：中国建筑工业出版社，2002：49-537朱彦鹏.混凝土结构设计原理M.重庆：重庆大学出版社,2002：73-808黄双华.房屋结构设计M.重庆：重庆大学出版社，2001：45-509陈树华.建筑地基基础M.哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，2003：55-6010侯治国.砼结构M.武汉：武汉工业大学出版社，1999：20-3011胡乃君.建筑结构课程设计指导M.武汉：武汉工业大学出版社，2001：10-2012沈满生，苏三庆.高等