混凝土裂缝成因分析和控制方法大学本科毕业论文Word文档下载推荐.docx

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混凝土在结硬过程中，体积会发生变化，水泥石会产生水化热，由于构件内部和表面升温和降温速度不同，混凝土的收缩变形就不同，混凝土的收缩变形受到外界的约束时，就会产生较大的收缩应力，当收缩应力超过混凝土的抗拉强度时，混凝土就会产生裂缝。

混凝土是一种非均质的脆性材料，硬化成型的混凝土构件中由于施工变形等原因存在着许多的微小孔隙和细小裂缝。

细小裂缝通常是无害的，但是在承载后，存在温差时，这些细小裂缝就会发展、联通，形成宏观裂缝。

宏观裂缝的存在和发展会使钢筋锈蚀，降低构件的承载力、耐久性，从而影响到建筑物的使用寿命。

2工程实践中对混凝土裂缝的控制

2.1工程概况

包头市亚东小区9号楼工程地下一层、地上十七层，总高52.40m，全现浇钢筋混凝土框剪结构，主楼与主楼、主楼与裙楼共设两条结构后浇带，地下室总长度73.53m，总宽度28.94m，地下室板厚450mm，局部如梁、桩承台、电梯井等达1500mm，为大体积混凝土，混凝土为C35，抗渗P6，底板混凝土总量为2400m3，配主筋14@120，双层双向，其中部用10垂直梅花拉结筋，将上下层的板筋拉结。

底板总用钢量282吨（不包括增加垂直拉结筋），要求混凝土浇筑时以后浇带为界，分三次浇筑完成，不允许出现有害裂缝，保证底板的整体性及设计强度和刚度，施工时间2010年5月中旬，室外温度25℃施工。

2．2施工过程技术措施

2.2.1选材

C35大体积混凝土在浇筑施工时，由于水泥的水化作用，将产生大量的水化热，引起混凝土温度上升和体积膨胀，如果未能较好地控制内外温差（应小于25℃），极易产生贯穿裂缝，破坏结构的整体性。

考虑到地下室底板在早期承受的荷载较小，在保证基础有足够的强度满足施工阶段的前提下，为降低该混凝土的水化热，决定使用60天龄期作为验收依据。

水泥选用普通425#水泥，外加剂采用NF高效减水剂，减水率16.5%，缓凝时间8～10h。

粗骨料级配为5～25mm的连续级配，含泥量小于1%。

细骨料细度模数要大、采用中砂，细骨含泥量低于2%。

为了防止混凝土的初始裂缝，我们还添加了微膨胀剂UEA。

另外，为了减少水泥用量，降低水化热并提高和易性，我们把部分水泥用粉煤灰代替，因为粉煤灰中含有大量的硅、铝氧化物，这些硅、铝氧化物能够与水泥的水化产物进行二次反应，是其活性的来源，可以取代部分水泥，从而减少水泥用量，降低混凝土的热胀；

由于粉煤灰颗粒较细，能够参加二次反应的界面相应增加，在混凝土中分散更加均匀；

同时，粉煤灰的火山灰反应进一步改善了混凝土内部的孔隙结构，使混凝土中总的孔隙率降低，孔结构进一步细化，分布更加合理，使硬化后的混凝土更加致密，相应收缩值也减少。

2.2.2配合比

425#普通水泥：

水：

砂子：

石子：

NF高效减水剂：

粉煤灰=290：

170：

732：

1100：

7.16：

108。

2.2.3温度计算结果

·

混凝土内最高温度：

根据公式Tc=W.C.Q/Cρ×

0.83+FA/504=[（290×

0.97×

335）/（0.97×

2400）]×

0.83+108/50=35.76℃

出罐温度：

T1=Tc-0.16（Tc-Td）=27℃

浇筑温度：

Tj=Tc+（Tg-Tc）（A1+A2+A3）=36.8℃

砼实际最高温度：

Tmax=T1+Tj=35.76+36.8=72.56℃由此可见混凝土表面温度与内部最高温度经计算超过25℃，故表面采用麻袋浇水覆盖保温，保湿养护，此举能使混凝土表面与混凝土内部温差在25℃以内以及混凝土表面温度与环境温度差也维持在25℃以内。

2.2.4施工组织

按照组织设计共设置了二座搅拌站“统一管理，同种原材料，统一配和比，连续生产”的原则。

根据施工方案，混凝土浇筑时由南向北推进，遵循“同时浇捣，循序渐进”的成熟工艺进行混凝土浇捣。

混凝土表面用平板振动器来回振动两次，并把混凝土表面的水吸干，采用“三压三平”进行表面处理。

特别注意卸料口，底部转角点等易漏振的地方，加强专人监督，严格操作要求（即插入深度，间距及振动时间），保证混凝土振捣密实。

2.2.5温度监测

加强混凝土内外温度测试是保证大体积混凝土质量的重要手段。

根据温度变化的情况及时采用相应保温，保湿等技术措施，避免由于温差大，而产生对结构有害的裂缝。

本工程布置10个测温点，采用传统测温测试方式，坚持24h连续测温，待砼终凝后每2h测一次，8d后测4h测一次，并由专人负责记录，整理全部测温资料。

经测试10天，表面最高温度68.50℃，表面最低温度38.30℃，高低平均温差30.20℃，混凝土中心最高温度87.30℃，最低温度58.70℃，平均温差28.50℃。

混凝土内外温差平均在19.60℃，满足小于25℃的要求。

2.2.6试块强度

按规定做12组抗压试块12组均超过C35，最大值40.2MPa，抗渗试块做4组，均达到抗渗P6要求，最大值为0.65MPa抗渗值，该工程由于采取的技术措施和管理措施得当，底板无出现裂缝，取得较好效果。

3混凝土裂缝成因分析

3.1混凝土配合比设计引起的裂缝

设计中水泥等级或品种选用不当。

配合比中水灰比（水胶比）过大。

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。

·

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。

配合比设计中混凝土膨胀剂掺量选择不当。

3.2施工材料质量引起的裂缝

3.2.1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。

3.2.2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。

3.2.3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。

3.2.4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。

3.2.5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。

3.3施工工艺质量引起的裂缝

3.3.1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，导致裂缝的产生；

3.3.2高空浇注混凝土，风速过大、烈日暴晒，混凝土收缩值大；

3.3.3对大体积混凝土工程，缺少两次抹面，易产生表面收缩裂缝；

3.3.4大体积混凝土浇注，对水化热计算不准、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；

3.3.5现场养护措施不到位，混凝土早期脱水，引起收缩裂缝；

3.3.6现场模板拆除不当，引起拆模裂缝或拆模过早。

3.3.7混凝土保护层过厚，或乱踩已绑扎的上层钢筋，使承受负弯矩的受力筋保护层加厚，导致构件的有效高度减小，形成与受力钢筋垂直方向的裂缝；

3.3.8混凝土不密实、不均匀，出现蜂窝、麻面、空洞，导致钢筋锈蚀或成为其它荷载裂缝的起源点。

混凝土浇筑过快，或混凝土流动性较低，在硬化前因混凝土沉实不足，硬化后沉实过大，容易在浇筑数小时后发生裂缝，既塑性收缩裂缝。

混凝土初期养护时急剧干燥等等，会使得在混凝土表面上出现不规则的收缩裂缝。

混凝土搅拌、运输时间过长，使水分蒸发过多，引起混凝土塌落度过低，浇筑后在混凝土体积上形成不规则的收缩裂缝；

3.3.9混凝土分层或分段浇筑时，接头部位处理不好，易在新旧混凝土和施工缝之间出现裂缝；

3.3.10用泵送混凝土施工时，为保证混凝土的流动性，水和水泥用量增加；

或因其它原因加大了水灰比，均会导致混凝土凝结硬化时收缩量增加，使得混凝土体积上出现不规则裂缝。

3.3.11在混凝土施工中，因模板刚度不足、支撑间距过大、过早拆模等因素，导致混凝土受力不均匀而出现裂缝。

3.4塑性收缩裂缝

　　塑性收缩是混凝土在初凝前的塑性阶段失水形成的。

一种情况是新浇筑的混凝土表面泌水，在室外会很快地蒸发；

另一种情况是由于新拌混凝土颗粒之间的空间充满了水，浇筑后的混凝土表面受风吹、日晒，外部的高温度和低湿度等因素的影响，随着混凝土表面水分的蒸发，内部水分逐渐向外部迁移，造成混凝土在塑性阶段的体积收缩。

塑性收缩一般可达新浇混凝土体积的1％左右，大流动性混凝土有时可达2％。

在浇筑大面积平板（如楼层板、基础底板、顶板等）时，由于风吹日晒，内部水分迁移速度小于上表面水分蒸发的速度，混凝土表面的收缩应力远大于混凝土的抗拉强度，就会产生大量不规则微细裂缝。

如不及时抹压和覆盖，此类裂缝会迅速向内部延伸，严重时会造成贯通裂缝。

3.5表面温差收缩裂缝

　　大体积混凝土由于水泥水化热导致混凝土内部温度较高，当混凝土的表面温度与气温相差过大时，会发生温差收缩裂缝。

在混凝土浇筑初期（3～5天），如果混凝土表面温度与环境差10℃，则由于温差收缩产生的拉应力将大于混凝土的抗拉强度，即有可能出现温差裂缝。

由于空气是温度的不良导体，空气与混凝土表面的热交换不是靠传导而主要是靠对流，热交换比较和缓。

经验表明，在无风的外部环境中，混凝土表面温度与气温之差大于25℃时，就会产生肉眼可见的温差裂缝。

3.6干燥收缩裂缝

　　混凝土硬化后，侧部的游离水会由表及里逐渐蒸发，导致混凝土由表及里逐渐产生干燥收缩裂缝。

在约束条件下，收缩变形导致的收缩应力大于混凝土的抗拉强度时，混凝土就会出现由表及里的干燥收缩裂缝。

混凝土的干燥收缩是从施工阶段撤除养护时开始的，早期的收缩裂缝比较细微，往往不为人们所注意。

随着时间的推移，混凝土的蒸发量和干燥收缩量逐渐增大，裂缝也逐渐明显起来。

4混凝土裂缝的控制

4.1混凝土配合比设计引起的裂缝控制

4.1.1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。

4.1.2选用级配优良的砂、石原材料，含泥量应符合规范要求。

4.1.3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。

4.1.4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。

4.1.5配合比设计人员应深入施工现场，依据施工现场的浇捣工艺、操作水平、构件截面等情况，合理选择好混凝土的设计坍落度，针对现场的砂、石原材料质量情况及时调整施工配合比，协助现场搞好构件的养护工作。

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