《混凝土裂缝原因及控制措施（论文）》7000字

混凝土裂缝原因及控制措施TOC\o"1-3"\h\u183111混凝土裂缝与裂缝控制概述 混凝土作为一种适用范围较广的材料，被应用到了许多行业中，其中，应用最多的是建筑行业，这是由混凝土自身的特性所决定的。混凝土由骨料、水以及水泥等材料所构成，是一种较可靠的材料。然而混凝土在使用过程中，有时会出现肉眼看不见的裂缝，造成这些裂缝的主要原因为外界环境的变化，即温度和湿度的变化，当温度和湿度变化后，混凝土会产生体积变形，构成混凝土的各种材料会相互约束，最终致使骨料与水泥石之间出现细微的裂缝，这些裂缝会严重阻碍工程建设，重者可能会出现安全事故，因此，预防混凝土产生裂缝成为了工作人员的重点。鉴于裂缝出现后治理的难度较大，伴随的渗漏水问题也很难根治，如何在结构设计、材料控制及建造过程中规范、系统的采取各项预防措施，预防混凝土裂缝的出现就显得至关重要了。1混凝土裂缝与裂缝控制概述1.1混凝土结构概述1.1.1混凝土结构混凝土结构，是一种耐久度比较优秀的结构体系，不过因为混凝土比较不均匀，拉伸性不太好，在加上收缩、膨胀以及徐变等特点，还有在现场施工中，经常会因为准备不周全，没有恰当使用，或者没有严格把控施工过程，造成混凝土结构各种各样的缝隙，损坏结构，妨碍建筑正常应用，一些缝隙会造成结构危险，严重者会导致建筑物的崩倒和损坏。1.1.2混凝土结构与强度等级在水平工程结构（如梁，板，墙等）中，最好使用中、低档次的混凝土强度等级（C25-C35），后期强度R6O。由于混凝土的快速发展，对其可操作性、流动性有所要求，水灰比例增加、坍落度加大，增加水泥使用量，加大水泥标号，水少变革的推动者和其他外加剂增加导致混凝土的收缩和混凝土水化热的作用比过去预制工程结构与中低强度等级低混凝土增多，使得收缩时间边长，这些经过了许多验证。延展性决定了缝隙把控里面混凝土抗力。水泥使用得多，或者标号大，对抗压性提升明显，不过对延展性并没有太大影响。1.2混凝土裂缝的概念与裂缝控制的定义1.2.1混凝土裂缝的概念混凝土工程中的裂缝，是一个普遍存在的问题。在工程领域中一些裂缝可能会危及结构的安全，因为结构的损坏常常是起始于缝隙的。被叫做结构损坏预兆的混凝土缝隙，主要是负荷导致的缝隙。而因为变形产生的混凝土裂缝则会降低混凝土强度，是导致钢筋锈腐蚀、损坏结构耐久性、保护面掉落，然后缩减结构使用市场的罪魁祸首。以及因为耦合作用、膨胀反应、冻融导致的缝隙等，这些严重的混凝土结构缝隙，不但妨碍美观，还会对人们造成巨大的心理压力，极大地影响了建筑的整体美观，同时为装修造成一定的困难。[3]由于裂缝产生的原因在微观与宏观层面上都有一定的复杂性，同时也具有相当的动态变化性，因此混凝土缝隙，作为难倒工程技术专家的一个技术难点，时日已久。1.2.2混凝土裂缝破坏的机理混凝土裂缝的宽度一旦超过规定值且深度和长度足够大时就会破坏钢筋的保护层，这样最终会造成钢筋锈蚀。钢筋一旦锈蚀之后体积会进一步膨胀，且会扩大混凝土裂缝，最终形成恶性循环。钢筋锈蚀除了会影响钢筋与混凝土的粘结度，还会削减钢筋受力面积，对于那些相对表面积较大而截面积较小的高强钢丝而言更是影响巨大。混凝土裂缝如果长期得不到有效治理，混凝土结构构件的承载能力就会逐步丧失。部分侵蚀性介质如氯盐、硫酸盐等将会进入到混凝土当中，混凝土的抗冻性能会因此大大降低，渗漏水问题也会变得非常突出，最终会对整个建筑物使用的耐久性产生重要影响。1.2.3混凝土板裂缝的常见形式混凝土板裂缝从出现位置来进行划分，通常可以划分为这几种形式:45°角斜裂缝(多出现于内外墙交接处的楼板四角)、穿线管位置裂缝(一般为贯通缝，产生危害的可能性大)、板面裂缝、平行于楼板两边的裂缝。除此之还存在不规则楼板阴阳角处裂缝，钢筋混凝土楼板顺筋方向的裂缝等。根据裂缝产生原因来分类可以分为:结构裂缝、收缩裂缝、温度裂缝以及构造裂缝等4种类型。根据裂缝出现时间分类可以分为:早期裂缝、中期裂缝与后期裂缝这3种类型。收缩裂缝在早期裂缝中最为常见，这类型裂缝通常产生于结构构件浇筑后的3～4周内;中期裂缝中最为典型的是构造裂缝，裂缝通常产生结构构件浇筑后的半年以后;温度裂缝、结构裂缝都是属于后期裂缝，后期裂缝通常产生于结构构件浇筑后的1～2年之后。自泵送商品混凝土广泛使用后，时常有混凝土初凝阶段便出现板贯通裂缝的情形出现，缝宽一般为1mm左右，上下贯通，其完全是在商品混凝土生产过程中过量使用外添加剂、水灰比过大与及不规范养护措施等因素造成的。也有部分收缩裂缝和构造裂缝在结构构件未加外荷载时产生，超过一年之后就不会再发展。在实际工程中，大部分裂缝无法明确归类，裂缝出现可能是一种或多种影响因素共同影响的结果。1.2.4裂缝控制的定义混凝土结构缝隙是比较常见的技术问题。结构的损害和坍塌往往是从缝隙开始发展的，剧烈地震会让路面楼房等遍布了各种缝隙，负荷试验的混凝土结构产生许多缝隙等等。因此人类对缝隙常常会感觉到将要损坏的害怕感。确实，结构物的损害，初始是因为缝隙的发展，结构物缝隙会导致渗漏，导致耐久度的下降，比如保护层掉落、钢筋腐朽、混凝土氧化等。因此，一般的惯例，以及很多检收规则，很多施工现场，都不准结构物产生缝隙的。不过现代科学通过细致观察和研究，或者许多工程实际经验，发现，结构物的缝隙还是会有，人类能够理解原料上缝隙特征，缝隙虽然是结构物的某种弱点，但，物理力学表明，没有坏处的缝隙也是理所应当的。没有必要付出超常规的巨大代价，对混凝土缝隙要求太多，把缝隙把控在安全范围是科学的。2混凝土裂缝产生的危害2.1结构承载力一旦混凝土构件破裂，拉应力区的混凝土就会被拉出工件并被钢拉。同时，混凝土开裂会降低刚度和抗剪强度，降低其承载能力，影响其正常使用。2.2耐久性的影响一旦混凝土混合材料出现的裂痕并不宽的时候，一般是不会影响其负载能力和具体使用的。可是，出现裂痕的混凝土复合材料渗透特性会有所增强，使得部分有危害的东西渗入到混凝土复合材料之中，对于钢筋造成极大的腐蚀和加速混凝土的碳化反应，最终使得混凝土复合材料结构耐久性降低许多。2.3影响结构封闭性对于一些混凝土具有封闭性的要求，如一些水利建筑，核电站，疫苗培训现场，需要更好的密封，一旦混凝土开裂会导致密封不良，导致结构不能正常使用，甚至严重危及生命财产安全。2.4对建筑物使用功能的影响裂缝的产生对某些建筑物的正常功造成影响，影响裂缝渗水后的使用，如游泳池，水塔等结构物有不利影响;对于一些建筑物要求密闭的场合，如：核电站等建筑物出现裂缝时，会导致密闭使用的减少，甚至威胁到人们的生命安全。出了上面陈述的关键的危害以外，天气较为寒冷的地方的冬天，一旦水渗入到裂痕之中以后出现混凝土复合材料的冻胀现状，使得混凝土的基本结构被损坏。装载混凝土构件时有许多微裂纹。这些裂纹不会影响轴承的结构和正常使用，这是不容易找到的。但是，这已经很长时间了。这些裂缝容易导致混凝土对结构的疲劳破坏。最后，混凝土结构的开裂也会导致感官结构的美学和心理上的不安全感。3混凝土裂缝产生的原因混凝土属于抗拉能力较低的脆性施工材料，在常见的工业建筑改建项目中，施工部门在施工阶段及后续项目中投入应用。当建筑自身温度产生较大变化、地基不均匀沉降、轧机振动时，均会产生裂缝问题。近年我国建筑技术、建筑材料、施工技术、试验检测措施全面发展，更加注重优化混凝土物理性能与化学性能。如“AAR”碱骨料反应及化学介质的侵蚀作用将会导致混凝土结构在早期便会产生裂缝，同时也会导致混凝土自身强度值降低。3.1材料质量在工业建筑混凝土结构中选取的水泥、砂石材料质量较差，将会导致混凝土结构产生裂缝。此类施工原材料质量不合格会使工程质量难以保证。所以施工部门要对施工原材料质量进行针对性把控，控制混凝土裂缝，提高工程项目施工质量。3.2地基变形在工业建筑混凝土结构施工中，致使混凝土结构开裂的主要诱因是不均匀沉降问题。其中裂缝基本形状、大小、裂缝方向对地基变形的产生具有较大影响。其中地基变形应力相对较高，导致裂缝大多是贯穿的。3.2施工技术在施工技术工艺中，多个环节操作也会对建筑混凝土结构裂缝产生较大影响。其中水泥结石、水分快速蒸发、混凝土干缩性都是混凝土诱发重要原因。混凝土施工材料属于人造型混合材料，其整体质量高低的重要标志就是施工成型之后混凝土均匀性及整体密实性。因为混凝土在搅拌操作、运输环节、浇筑施工、振实压实各个工序都较为重要，也是结构裂缝诱发的重要原因。其中模板整体构造不合理，产生漏浆漏水、支撑刚度值不足、过拆模等均会致使混凝土产生裂缝。在施工阶段由于钢筋表面存在不同程度污染，混凝土保护层较小，浇筑过程中与钢筋进行碰撞后产生位移也会诱发裂缝问题。混凝土养护操作与裂缝形成与延伸联系紧密，其中早期养护较为重要，早期养护中当养护面表层干燥度较高将会导致混凝土内外环境温度差较高，从而诱发裂缝。3.4结构荷载结构荷载诱发裂缝的原因较多，在施工过程中及项目后期应用中均会产生裂缝。如在早期施工过程中振动作用较强、拆模时间不合理、拆模操作不规范、构件随意堆放、吊装过程中吊点位置不合理、施工超载、张拉应力较大等均能诱发裂缝。从目前工业建筑混凝土结构裂缝现状来看，在混凝土板、混凝土梁等受弯构件中，在荷载作用中均会产生各类形态裂缝。常规混凝土构件承受了30%~40%设计荷载后便会产生裂缝，此类裂缝不能通过肉眼进行观察，其构件极限破坏荷载大多都是在设计荷载1.5倍之上。在正常现状下混凝土构件在施工中能带有无害裂缝进行施工，在混凝土设计规范中，依照不同情况对裂缝最大宽度值合理设定，主要为0.2~0.3mm。在施工中有部分裂缝超出了规定数值，或是部分不允许开裂的构件产生裂缝则其有害，施工部门要深入分析，做好针对性处理。4混凝土结构裂缝预防措施在正常施工状态下，混凝土均会产生不同程度裂缝问题。从试验中得出，当施工中混凝土拉应力达到了60MPa时，其受拉混凝土边缘开始产生裂缝。在正常应用状态中，受拉钢筋应力大多要大于混凝土开裂时期的钢筋应力，所以常见情况下混凝土发生裂缝难以避免。虽然施工中混凝土结构裂缝不能完善控制，但是需将裂缝危害性控制在规定范围内。设计结构合理性对后续工程项目施工建设以及稳定系数提升具有较大影响，当前要结合工业建筑建设要求，对结构施工流程合理设计，有效划分出多项要点。其中实现精确化勘察测量是重要基础，施工中对地形结构缺乏针对性勘察设计，会遇到较多不良地质，如断层、滑坡体、溶洞等，此类要素是建筑设计与施工重要影响要素。4.1材料选取在混凝土水泥材料选取中要积极选用水化热系数较低的水泥，禁止使用安全性不合格的水泥材料。在粗骨料选用中，要选用表面粗糙、质地坚硬、级配较好、孔隙率较小、没有碱性反应的材料。其中材料中含有的有害物质及粘土含量不能超出规定要求。在细骨料选用中，要选用颗粒较粗、含泥量较低、孔隙率较小的中砂。在外掺料添加中要选用最合适的减水剂，对混凝土综合性能进行优化，降低水粉添加量，对收缩问题进行控制。4.2配料和配筋在配料配合比设计过程中，要合理选取低用水量、水灰比设计，对混凝土收缩问题进行调控，施工技术人员不能随意增减水分添加量。在混凝土配置过程中要精准计量，对水灰比以及水泥应用量进行控制，施工过程中合理搅拌。针对离析的混凝土要对其进行重新搅拌，才能进行浇筑。施工人员要全面依照施工图纸进行施工，对配筋合理配置，在操作中对多项要点进行控制。要先从塑性铰区延性对钢筋材料基本规格、品种、数量进行分析。还要分析对构件抗裂性能产生的各项影响。钢筋施工位置要更为精确，保护层不能过大或过小，不然均会导致混凝土发生开裂，钢筋间距值不合理均会导致混凝土开裂。4.3模板工程施工在混凝土结构裂缝综合预防中，在模板工程施工中要对多点进行控制。首先是模板构造要更为合理，这样能有效防控模板杆件变形及混凝土裂缝问题。其次模板和支架之间要具备良好的刚度，避免施工荷载作用较高，导致模板产生变形与开裂问题。在拆模过程中要对具体拆模时间进行控制，确保早期混凝土在施工过程中不会产生裂缝与各类损坏问题。但是具体拆模时间也不能太晚，不能错过混凝土水化热峰值。“抗”就是对施工结构方案进行全面优化，对施工条件与结构应用环境进行完善。合理选取混凝土施工材料，对构造钢筋合理配置，补充添加纤维材料，促使混凝土抗拉强度以及极限拉伸力全面提升。“抗”的施工方法目前能适用于结构变形，主要是由于受到内约束裂缝控制。所以内约束不能片面通过结构措施进行释放，要注重提升混凝土抗拉能力有效抵御约束阶段产生的收缩应力。混凝土浇筑施工中，水泥施工材料受到水化热作用影响导致其内外部温度差变化较大而诱发开裂问题。当前施工部门要注重对各类施工原材料进行合理配比，对水泥水化热以及混凝土温升进行控制，全面强化混凝土抗裂能力与强度值。为了保障混凝土抗裂性能全面提升，要对构造钢筋合理搭配，注重优化调节抵抗温度应力与收缩应力。其中构造钢筋作用是对混凝土内应力合理分担，能有效延长混凝土裂缝产生时间。当没有受力钢筋，构造筋配筋率不能低于0.1%。合成纤维应用中主要是对早龄期混凝土塑性及硬化之后的混凝土温度与收缩裂缝进行控制，全面提升混凝土应用耐久性。“放”即是选取相应措施来全面释放约束，针对由于外约束导致的变形与应力通过此类方法来进行控制。在工程项目设计过程中要合理设定沉降缝、伸缩缝、后浇带等，有效释放变形。在施工基础地面要布设滑动层，在截面突变位置要设定减阻层对约束阻力进行控制。工程项目中要选取多项措施对结构诸多变形全面释放，避免变形导致约束通过提升混凝土抗裂能力进行抵抗。温度伸缩缝设定过程中不能对变形全部释放和约束，在温度区域中产生变形约束力对混凝土裂缝以及基本承载力不会产生明显负面影响。在工程项目设计中温度伸缩缝设定要依照项目建设具体现状，比如施工区域地基条件、工程环境、气候要素、结构特征等。地下结构施工中在相应条件中，要选取各项综合措施对温度伸缩缝进行控制。针对地上框、排架结构等受到施工环境以及气候要素影响较高。跳仓法在具体应用中与后浇带法较为类似，主要是将后浇带宽度扩大到分仓宽度，混凝土浇筑间隔时间缩短至7~14d。其间隔时间较短，后期变形较大，要选取相应措施对温度收缩应力进行调控。在施工过程中要选取针对性措施控制水平约束力。裂缝控制中要对混凝土体积变形应力进行调控，选取以放为主、以抗为主的方法。结合工程项目建筑物施工特征，针对露天结构、地上框排架结构等要合理选取以放为主方法进行施工。4.4混凝土浇筑混凝土浇筑过程中要对离析现象进行控制，施工阶段适度、均匀振捣。施工部门要对混凝土早期养护时间进行控制，在自然温度较高、湿度较低、自然风速较大时，施工人员要及时洒水养护。当洒水施工养护难度较大，或是不能保持混凝土充分湿润时，要积极选取覆盖保温措施。5结束语综上所述,在现代化工业建筑项目施工中，混凝土工程较为常见。首先筋混凝土结构裂缝的产生具有多种可能性，它是多种因素共同干预所产生的结果，因此，施工单位在施工工作中应当仔细把控每个环节，保证混凝土不会出现裂缝，进而导致阻碍施工进度。从我国当前建筑业发展状态来看，混凝土结构裂缝的防治尚还需要走很长的路，因此，我国监管部门应当加强监管。其次，在混凝土施工中要对各项问题进行控制，能推动建筑行业稳定发展，提高施工活动安全性与项目实用性。混凝土裂缝问题对混凝土施工质量具有较大干扰，所以当前在混凝土生产及施工中要针对性选取相应预防措施。能避免施工结构产生裂缝，还要对裂缝数量、宽度进行控制，防止产生有害裂缝，提高工程项目施工质量。依照施工对象及施工目标明确施工控制要点，全面拟定施工管理对策，促使建筑施工项目可高效化管理。参考文献[1]高强坤.建筑工程混凝土裂缝的成因及控制对策[J].中小企业管理与科技,2017.[2]王永财.浅谈混凝土结构裂缝成因与预防措施[J].商品与质量,2017,000(029):43.[3]乜永明