混凝土裂缝的成因与控制修改.docx

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混凝土裂缝的成因与控制修改

吉林大学远程教育

本科生毕业论文（设计）

混凝土裂缝的成因与控制

学生姓名陆先生专业土木工程（工业与民用建筑方向）

层次年级2010春专升本学号201004719889

指导教师金开鑫职称讲师

学习中心黑龙江佳木斯市委员会党校成绩

2012年4月23日

摘要

房屋建筑工程中混凝土的裂缝问题是一个普遍存在而又难于解决的工程实际问题。

本文从设计、材料、配合比、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。

依据相关文献，总结了混凝土裂缝的处理方法：

表面处理法、填充法、灌浆法、结构补强法、混凝土置换法、电化学防护法、仿生自愈合法等。

关键词：

混凝土裂缝成因控制

目录

摘要I

前言1

第1章概述2

1.1课题的提出2

1.2本论文的研究内容2

1.3本论文的研究方法2

第2章裂缝的成因4

2.1设计原因4

2.2材料原因4

2.3混凝土配合比设计原因5

2.4施工及现场养护原因5

2.5使用原因（外界因素）6

第3章裂缝的控制措施7

3.1设计方面7

3.1.1设计中的‘抗’与‘放’7

3.1.2尽量避免结构断面突变带来应力集中7

3.1.3采用补偿收缩混凝土技术7

3.1.4设计上要注意容易开裂部位7

3.1.5重视构造钢筋8

3.2材料选择8

3.3混凝土配合比设计8

3.4施工方面9

3.4.1模板的安装及拆除9

3.4.2混凝土的制备10

3.4.3混凝土的运输10

3.4.4混凝土的浇筑11

3.4.5混凝土的养护12

3.5管理方面12

3.6环境方面13

第4章混凝土裂缝的处理方法15

4.1混凝土裂缝的处理方法15

4.1.1.表面处理法15

4.1.2填充法15

4.1.3灌浆法15

4.1.4.结构补强法15

4.1.5混凝土置换法15

4.1.6电化学防护法15

4.1.7仿生自愈合法16

4.2混凝土裂缝控制案例分析16

4.2.1在建工程发生裂缝描述16

4.2.2初步处理措施16

4.2.3以后施工过程中裂缝的防治措施16

第5章结论18

5.1混凝土裂缝产生原因18

5.2混凝土裂缝的控制措施18

5.3混凝土裂缝的处理方法18

参考文献20

致谢21

引言

在当今房屋建筑工程的设计和施工中，因混凝土结构具有耐久性、耐火性、可塑性、整体性好以及容易就地取材等优点，所以绝大多数建筑物采用钢筋混凝土结构作为建筑的主要结构形式，但混凝土结构自身也存在一定的缺点，如自重大，对大跨、高层、结构抗震等不利；抗裂性差，钢筋混凝土结构中存在裂缝将导致结构刚度下降，变形增大，影响其耐久性等等。

本文着重对混凝土裂缝形成的原因进行分析，并针对裂缝形成原因提出相应的预防措施，并阐述了产生混凝土裂缝后的处理方法，以对混凝土裂缝防治起到一个借鉴作用。

第1章钢筋混凝土结构裂缝的类型

钢筋混凝土结构裂缝就其开展程度分为表面裂缝、贯穿性裂缝、破坏性裂缝；就其在结构表面形状分为网状裂缝、爆裂状裂缝、不规则短裂缝、纵向裂缝、横向裂缝、斜裂缝等；按其发展情况分为稳定裂缝和不稳定裂缝、能闭合裂缝和不能闭合的裂缝；按其尺寸大小分为微观裂缝和宏观裂缝两类，微观裂缝是混凝土内部固有的一种裂缝，它是不连贯的，一般存在于混凝土结构内部，尺寸较小，裂缝宽度通常情况下不超过0.5mm，宏观裂缝是指尺寸较大的裂缝，裂缝宽度通常情况下大于0.5mm，可存在于混凝土内部，也可存在于混凝土表面；按时间可分为施工期间形成的裂缝和使用期间产生的裂缝；按其影响因素可分为设计因素裂缝、材料因素裂缝、施工因素裂缝、使用因素裂缝、温度因素裂缝等几大类。

下面就工程中比较常见的裂缝类型进行阐述。

1.1塑性收缩裂缝

塑性裂缝出现在结构表面，形状不规则且长短不一，这种裂缝大多出现在混凝土浇筑初期。

塑性裂缝又称龟裂，出现很普遍。

1.2混凝土干缩引起的裂缝

在混凝土硬化过程中，产生内部干缩而引起体积变化，当这种体积变化收到约束时，就可能产生干缩裂缝。

干缩裂缝处在结构的表面，较细，走向纵横交错，没有规律性。

这类裂缝一般在混凝土露天养护完毕一段时间后，在表层或侧面出现，并随湿度和温度变化逐渐出现。

1.3温度变化引起的裂缝

混凝土具有热胀冷缩的性质，当环境温度发生变化时就会产生温度变形，由此产生附加应力，当这种应力超过混凝土的抗拉强度时就会产生裂缝，在工程中，这种裂缝比较常见，譬如现浇屋面板上的裂缝、大体积混凝土的裂缝。

温度裂缝大多发生在施工的中后期间，缝宽受温度变化影响较明显。

表面温度裂缝多缘于较大温差。

特别是大体积混凝土基础在浇灌混凝土后，在硬化期间放出大量水化热，内部的温度不断上升，使混凝土表面和内部温差很大。

当温差出现非均匀变化时，如施工中过早拆除模板，冬季施工过早拆除保温层，或受到寒潮袭击，都会导致混凝土表面急剧的温度变化，使其因降温而收缩。

此时，表面受到内部混凝土的约束，将产生很大的拉应力，而混凝土早期抗拉强度又很低，因此出现裂缝。

但这种温差仅在表面处较大，离开表面就很快减弱。

因此，这种裂缝只在接近表面较浅的范围内出现。

深入和贯穿性的温度裂缝多缘于结构温差大。

如大体积混凝土凝结和硬化过程中，水泥和水产生化学反应，释放出大量的热量，成为“水热化”，导致混凝土块体温度升高，当混凝土块体内部的温度与外部的温度相差很大，以致所形成的温度应力或温度变形超过混凝土当时的抗拉强度或极限拉伸应变，就会形成裂缝。

1.4结构基础不均匀沉降引起的裂缝

当结构的基础沉降不均匀时，结构构件受到强迫变形，导致结构物中构件与构件之间产生斜拉和剪切作用，从而是的结构构件开裂，随着不均匀沉降的进一步发展，裂缝会进一步扩大。

这类裂缝的大小、形状、方向取决于地基变形的情况。

由于地基变形造成的应力一般较大，因此裂缝宽度较大、多呈45°，并且通常是贯穿性的。

1.5荷载作用引起的裂缝

构件承受的不同性质的荷载作用，其裂缝形状也不同，通常裂缝方向大致是与主拉应力的方向正交。

结构受载后产生裂缝的因素很多，在施工中和使用中都可能出现裂缝。

例如早期受地震，脱模过早或方法不当，构件堆放、运输、吊装时的垫块或吊点位置不当，施工超载，张拉预应力值过大等均可能产生裂缝。

第2章裂缝的成因

裂缝产生的形式和种类很多，有设计方面的原因，但更多的是施工过程的各种因素组合产生的，要根本解决混凝土中裂缝问题，还是需要从混凝土裂缝的形成原因入手。

正确判断和分析混凝土裂缝的成因是有效地控制和减少混凝土裂缝产生的最有效的途径。

裂缝原因是设计、施工、材料、环境及管理等相互影响的综合性问题，解决裂缝控制问题应当采取综合方法。

2.1设计原因

1.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。

2.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）。

3.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）。

4.设计中未充分考虑混凝土构件的收缩变形。

5.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。

6.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材料原因

1.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。

2.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。

3.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。

4.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。

5.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。

2.3混凝土配合比设计原因

1.设计中水泥等级或品种选用不当。

2.配合比中水灰比（水胶比）过大。

3.单方水泥用量越大、用水量越高，表现为水泥浆体积越大、坍落度越大，收缩越大。

4.配合比设计中砂率、水灰比选择不当造成混凝土和易性偏差，导致混凝土离淅、泌水、保水性不良，增加收缩值。

5.配合比设计中混凝土膨胀剂掺量选择不当。

2.4施工及现场养护原因

1.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。

2.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。

3.连续浇筑时间过长，接茬处理不当，易产生裂缝。

4.高空浇注混凝土，风速过大、烈日暴晒，混凝土收缩值大。

5.对大体积混凝土工程，缺少两次抹面，易产生表面收缩裂缝。

6.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。

7.现场养护措施不到位，混凝土早期脱水，引起收缩裂缝。

8.现场模板拆除不当，引起拆模裂缝或拆模过早。

9.现场预应力张拉不当（超张、偏心），引起混凝土张拉裂缝。

这些因素都会造成混凝土较大的收缩，产生龟裂裂缝或疏松裂缝，致使混凝土微观裂缝迅速扩展，形成宏观裂缝。

养护是使混凝土正常硬化的重要手段。

养护条件对裂缝的出现有着关键的影响。

在标准养护条件下，混凝土硬化正常，不会开裂，但只适用于试块或是工厂的预制件生产，现场施工中不可能拥有这种条件。

但是必须注意到，现场混凝土养护越接近标准条件，混凝土开裂可能性就越小。

2.5使用原因（外界因素）

1.构筑物基础不均匀沉降，产生沉降裂缝。

2.野蛮装修，随意拆除承重墙或凿洞等，引起裂缝。

3.周围环境影响，酸、碱、盐等对构筑物的侵蚀，引起裂缝。

4.意外事件，火灾、轻度地震等引起构筑物的裂缝。

5.使用中短期或长期超载。

6.结构构件各区域温度、湿度差异过大。

第3章裂缝的控制措施

3.1设计方面

3.1.1设计中的‘抗’与‘放’

在建筑设计中应处理好构件中‘抗’与‘放’的关系。

所谓‘抗’就是处于约束状态下的结构，没有足够的变形余地时，为防止裂缝所采取的有力措施，而所谓‘放’就是结构完全处于自由变形无约束状态下，有足够变形余地时所采取的措施。

设计人员应灵活地运用‘抗一放’结合、或以‘抗’为主、或以‘放’为主的设计原则。

来选择结构方案和使用的材料。

3.1.2尽量避免结构断面突变带来应力集中

如因结构或造型方面原因等而不得以时，应充分考虑采用加强措施。

3.1.3采用补偿收缩混凝土技术

在常见的混凝土裂缝中，有相当部分都是由于混凝土收缩而造成的。

要解决由于收缩而产生的裂缝，可在混凝土中掺用膨胀剂来补偿混凝土的收缩，实践证明，效果是很好的。

3.1.4设计上要注意容易开裂部位

根据调查，各类结构的易裂部位如下：

1.框架机构和剪力墙结构房屋中的现浇混凝土楼板易裂部位

（1）房屋平面体形有较大凹凸时，在凹凸交接处的楼板；

（2）两端阳角处及山墙处的楼板；

（3）房屋南面外墙设大面积玻璃窗时，与南向外墙相邻的楼板；

（4）房屋顶层的屋面层

（5）与周梁、柱、墙等构件整浇且受约束较强的楼板；

（6）楼板中有预埋管