混凝土裂缝控制Word格式.docx

混凝土裂缝控制Word格式.docx

《混凝土裂缝控制Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《混凝土裂缝控制Word格式.docx（7页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

（4）在混凝土施工期问会受到各种外界因素的影响，如温度、湿度的变化，拌和物水灰比波动，浇筑过程的振捣，模板的刚度等多种因素的相互抵消或叠加，就会出现同样的配合比在不同的场合和结构中，裂缝的形态及分布各不相同，使问题更为复杂。

三、混凝土裂缝分类

1、按裂缝产生的时间可划分为两类：

施工期间形成的裂缝：

使用期间产生的裂缝。

2、按照裂缝的形态、规律、出现部位及分布情况，划分裂缝：

塑性沉降裂缝；

塑性收缩裂缝：

收缩裂缝；

温差裂缝：

纵间裂缝；

横间裂缝；

剪切裂缝：

斜向裂缝；

八字和倒八字形裂缝；

龟裂；

交叉裂缝和其它裂缝。

3、按裂缝所处的状态分类

裂缝可分为运动、不稳定、稳定、闭合和愈合等状态。

对处于运动和不稳定扩展状态的裂缝，应考虑加固和补救措施。

而对于稳定、合、愈合的裂缝则可持久应用。

例如有些防水结构，在0．1MPa水压下，出现0．1mm～0．2mm裂缝时，可能开始时有轻微渗漏，但经过一段时问后，裂缝处水化的水泥析出Ca（OH）：

，逐渐弥合了裂缝，并与大气IIlCO作用，形成CaCO结晶，封闭和自愈合裂缝，防止了渗漏的产生。

这种裂缝是稳定的，不会影响工程结构的使用和耐久性。

4、裂缝划分方法及裂缝特征：

（1）、施工期间形成的裂缝：

A、塑性沉降裂缝：

施工过程中．混凝土在塑性阶段无任何强度时．由于基础和混凝土自身沉降．模板略胀动或混凝土表面出现较厚泌水情况时发生的。

B、塑性收缩裂缝：

混凝土即将凝固前．当多余水从混凝土表面以极快的速度蒸发时形成．这种裂缝因宽度及深度小于保护层厚度．一般只进行表面处理。

C、收缩裂缝：

混凝土在硬化期间或硬化后在表面出现的裂缝裂缝在构件表面多成垂直状．根据裂缝大小和深度判估对结构物的影响程度．裂缝较浅时，一般不作处理。

D、龟裂裂缝：

是由于没有进行合理的表面处理和及时养护引起的此种缝较浅．常在初凝时发生，对结构影响不大．可不作处理。

E、因配筋不当引起的开裂：

上层钢筋网空隙太大．数量较少．钢筋被踩踏下沉，支撑拆除过早，预应力张拉不良等均会引起裂缝．对结构需加固处理。

F、温度应力差产生的裂缝：

施工期间的温度裂缝是由于水泥水化热或环境温度引起的．一般与结构截面垂直使用期间因环境温度过高产生的裂缝．一般贯穿于整个截面．也有仅产生表面的情况。

E、早期受冻引起的裂缝：

季节性冻胀地区，进入初冬或开春之时．结构表面多沿主筋或箍筋方向．出现宽窄不一的裂缝．深度至钢筋表面．一般应作处理。

（2）、荷载作用引起的裂缝

A、重物堆放安置不均匀和结构自重产生的弯矩作用、剪切作用、拉力作用和扭转作用等。

B、一个或几种不同外力的共同作用。

对于结构在荷载作用下出现的裂缝。

宽度小于规范允许值时．一般不作处理．超过规范允许值时，应进行加固补强处理。

四、混凝土裂缝原因分析

混凝土裂缝产生的原因十分复杂，往往由多种因素共同作用的结果，引起混凝土裂缝的主要原因有以下几种：

（一）设计原因

1、设计结构中断面突变，导致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。

（二）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、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、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。

4、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。

（三）混凝土配合比原因

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。

（四）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、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、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。

4、现场养护措施不到位，混凝土早期脱水，引起收缩裂缝。

五、混凝土裂缝控制的意义

钢筋混凝土裂缝是一个带普遍性的技术问题。

结构的破坏和倒塌都是从裂缝的扩展开始的，如强烈地震后的建筑物上布满了各种各样的裂缝，荷载试验的钢筋混凝土梁上出现大量裂缝等等。

所以人们对裂缝往往产生一种破坏前兆的恐惧感。

的确，裂缝的扩展是结构物破坏的初始阶段，结构物裂缝可以引起渗漏，引起持久强度的降低，如保护层剥落，钢筋腐蚀，混凝土碳化等。

所以习惯的概念，甚至某些验收规范和某些工程现场都是不允许结构物上出现裂缝的。

但是，近代科学关于混凝土强度的细观研究以有大量工程实践所提供的经验都说明，结构物的裂缝是不可避免的，裂缝是一种人们可以接受的材料特征，裂缝既是结构的一种缺陷，也是结构的物理力学性质，无害裂缝是正常现象。

如对建筑物抗裂度要求过严，必将付出巨大的经济代价；

科学的要求是将其有害程度控制在允许范围内。

控制裂缝宽度的理由是，过大的裂缝会引起混凝土中钢筋的严重锈蚀，降低结构的耐久性；

同时，过大的裂缝会损坏结构的外观，引起使用者的不安。

这些关于钢筋混凝土裂缝的控制、预测、预防和处理工作，称之为“钢筋混凝土结构的裂缝控制”，这方面的研究课题具有重要的现实意义和技术经济意义。

而且对混凝土裂缝进行合理控制，必将产生巨大的经济效益。

六、混凝土裂缝控制

1、混凝土裂缝控制标准

混凝土的裂缝是不可避免的，其微观裂缝是本身物理力学性质决定的，但它的有害程度是可以控制的，有害程度的标准是根据使用条件决定的。

目前世界各国的规定不完全一致，但大致相同。

如从结构耐久性要求、承载力要求及正常使用要求，最严格的允许裂缝宽度为0.1mm。

近年来，许多国家已根据大量试验与泵送混凝土的经验将其放宽到0.2mm。

当结构所处的环境正常，保护层厚度满足设计要求，无侵蚀介质，钢筋混凝土裂缝宽度可放宽至0.4mm；

在湿气及土中为0.3mm；

在海水及干湿交替中为0.15mm。

沿钢筋的顺筋裂缝有害程度高，必须处理。

近年来预应力混凝土应用范围逐渐推广到更多的结构领域，如大跨超长、超厚及超静定框架结构，其混凝土强度等级必须提高至C50。

在采用泵送条件下，其收缩与水化热大大增加，约束应力裂缝很难避免，张拉前开裂，张拉后又不闭合，裂缝控制的难度更加困难。

预应力结构裂缝允许宽度是严格的，预应力筋腐蚀属“应力腐蚀”并有可能脆性断裂，预兆性较小，裂缝扩展速度快。

裂缝深度h与结构厚度H的关系如下：

h≤0.1H表面裂缝；

0.1H＜h＜0.5H浅层裂缝；

0.5H≤h＜1.0H纵深裂缝；

h=H贯穿裂缝。

钢筋混凝土的裂缝控制有两个基本方面：

（1）作为到达使用极限状态界限的临界裂缝宽度的限值；

（2）裂缝宽度的计算。

国内外对裂缝宽度都有相应的规定；

根据国内外设计规范及有关试验资料，混凝土最大裂缝宽度的控制标准大致如下

（1）无侵蚀介质，无防渗要求、0.3～0.4mm；

（2）轻微侵蚀，无防渗要求，0.2～0.3mm；

（3）严重侵蚀，有防渗要求，0.1～0.2mm。

目前所用的裂缝宽度的计算理论主要是：

（1）粘结滑移理论：

钢筋和混凝土相对滑移导致裂缝开展。

（2）无滑移理论：

表面裂缝是由混凝土回缩形成的。

（3）半经验半理论方法：

以理论为基础的实验回归方法。

2.　混凝土结构设计或施工中近似计算的模型选择

　这些年在工民建领域解决变形作用引起裂缝的问题主要是按混凝土设计规范采取设永久性变形缝的办法，根据现浇、预制、土中、室　内、露天等条件，有明确的伸缩缝许可间距规定。

　　的确，该法解决了许多工程裂缝问题，其缺点是伸缩缝止水带经常渗漏并难以维修。

更重要的是在实践中发生了许多反常现象：

有的工程尺寸很小，却出现了严重开裂；

另外也有的工程超长而未出现明显开裂，说明设缝与否，不是决定开裂与否的唯一因素。

其它如材料级配、结构约束、结构配筋、施工工艺、养护条件以及环境温湿度气象条件等综合因素都影响结构约束内力及裂缝的出现。

通过实际工程裂缝反算与现场推力试验，假定结构相互连续式约束采用水平弹簧模型，弹簧侧移刚度由试验和经验给出。

推导出长墙中部正截面法向拉应力，端部剪应力，伸缩缝许可间距以及一再从中间开裂的机理。

3.　裂缝控制设计原则

　　钢筋混凝土结构的裂缝是不可避免的，但其有害程度是可以控制的，有害与无害的界限由结构使用功能决定的。

裂缝控制的主要方法是通过设计、施工、材料等方面综合技术措施将裂缝控制在无害范围内。

综合技术措施包括：

合理选择结构形式，降低结构约束程度，对与水平构件梁、板、墙等采用中低强度级混凝土，加强构造配筋，如板顶部的受压区连续配筋，板的阳角及阴角配置放射筋，增加梁的腰筋间距200mm。

优选有利于抗拉性能的混凝土级配，尽力减小水灰比、减少坍落度、降低砂率增加骨料粒径，降低含泥量及杂质含量。

选用影响收缩和水化热较小的外加剂和掺合料。

采取保温保湿的养护技术，尽量利用混凝土后期强度（60天）。

对于超长结构可采取跳仓浇灌或后浇带方法施工。

对于复杂的结构难免出现少量裂缝影响正常使用和耐久性．裂缝分为表面裂缝，浅层裂缝，纵深裂缝（深层裂缝），贯穿裂缝等。

少量有害裂缝采用近代化学灌浆技术处理，满足设计使用和耐久性要求，不应因此降低工程质量评定标准。

裂缝控制措施的分类：

（1）设计方面的措施；

（2）材料、配合比方面的措施；

（3）施工方面的措施。

每方面又分为必须采取的“基本措施”和特殊情况时采取的“特殊措施。

4、钢筋混凝土与素混凝土裂缝控制的区别

　　任何尚未荷载作用的混凝土，它的组合材料包括水泥、水、砂、　石、外加剂及掺合料等组分相互物理化学作用硬化成为一种多空隙复合材料，由于初始温度收缩应力作用而形成内部许多微观裂缝，这种裂缝在外力作用下不断扩展，成为宏观裂缝，继续扩展对素混凝土迅速导致破坏。

　　但是，对于钢筋混凝土，特别是有充分构造配筋的钢筋混凝土出现一定程度的裂缝，不会迅速导致破坏，只是限制裂缝宽度问题，使其不达到有害程度。

因此，构造配筋显得十分重要，可以有效地控制裂缝的出现及分散裂缝（用许多微细无害裂缝取代少量粗大的有害裂缝）。

5、混凝土裂缝的控制措施

（1）、沉降和塑性收缩裂缝：

沉降收缩裂缝是在泵送混凝土现浇的各种钢筋混凝土结构中，特别是板、墙面系数大的结构之中经常出现的一种早期裂缝。

这种裂缝位于钢筋上部，裂缝中部较宽，两端较窄，呈梭状，与混凝土上表面垂直，其深度往往从表面一直延伸到钢筋表面，如果不加以预防和消除，将会加速钢筋的锈蚀。

裂缝宽度为1mm～4mm，深度不一塑性收缩裂缝出现在暴露于空气中的混凝土表面，裂缝较浅，长短不一，短的仅20cm～30cm，长的可达2m～3m，宽1mm～5mm，裂缝互不连贯，类似干燥的泥浆面。

主要控制措施是：

控制混凝土的泌水量，即在满足设计和施工的前提下，严格控制混凝土的水灰比，混凝土单方用水量，还应注意混凝土一次振捣、持续时间，提倡对混凝土进行二次振捣。

（2）、干缩裂缝：

干燥收缩主要是由水分在硬化后较长时间产生的水分蒸发引起的。

混凝土的干燥收缩由于集料的收缩很小，因此主要是水泥干燥收缩造成的。

水泥石干燥收缩理论有毛细管张力学说、表面吸附学说和夹层水学说等。

混凝土的水分蒸发、干燥过程是由外向内、由表及里逐渐发展的。

由于混凝土蒸发干燥非常缓慢，产生干燥收缩裂缝多数在一个月以上，有时甚至一年半载，而且裂缝发生在表层很浅的位置，裂缝细微，有时呈平行线状或网状，常常不被人们重视。

但是要特别注意，由于碳化和钢筋锈蚀的作用，干缩裂缝不仅损害薄壁结构的抗渗性和耐久性，也会使大体积混凝土的表面裂缝发展成为更严重的裂缝，影响结构的耐久性

和承载能力。

控制的措施：

一是降低单方混凝土用水量。

在满足设计和施工的要求下，尽量控制单方混凝土的用水量，这是提高混凝土耐久性的必要条件。

另外，砂率及砂料的粒径级配也要注意控制。

二是选用干燥收缩量小的骨料及水泥。

试验证明，使用石灰石碎石的混凝土，比使用其他品种岩石的碎石混凝土干燥收缩量小。

三是使用降低混凝土收缩的外加剂。

在混凝土中掺入这种外加剂之后，可使毛细管张力降低，混凝土干燥收缩变形减小。

（3）、温度裂缝：

水泥水化过程中放出大量的热，且主要集中在浇筑后的前7天内，一般水泥可以放出502J／g的热量，如果以水泥用量350kg／m3550kg／m计算，混凝土将放出17500kJ／m327500kJ／m的热量，从而使混凝土内部温度升高（可达70℃左右，甚至更高）。

尤其对大体积混凝土来说，这种现象更为严重。

因为混凝土内部和表面的散热条件不同，所以混凝土中心温度低，形成温度梯度，造成温度变形和温度应力，温度应力和温度差成正比。

当这种温度应力超过混凝土的内外约束应力（包括混凝土抗拉强度）时，就会产生裂缝。

这种裂缝初期出现时很细，随着时间的发展而继续扩大，甚至达到贯穿的情况。

具体措施为：

（1）从材料方面着手，降低水化热，控制混凝土内部最高温升，减少总降温差；

（2）从设计方面着手，优化配合比，减少水泥用量，掺加减水剂和外掺料（如：

粉煤灰），提高混凝土抗拉强度，改善约柬条件；

（3）从施工方面着手，延缓混凝土降温速率，降低浇筑温度；

（4）从养护方面着手，提高混凝土的表面温度，降低混凝土的内外温差。

（4）、大体积混凝土裂缝控制

大体积混凝土结构产生温度裂缝的主要原因是水泥在硬化过程中释放大量的水化热，使混凝土内部产生的温度应力超过混凝土的极限抗拉强度，因此，如何控制大体积混凝土水化热升温和混凝土结构物内外温差，成为大体积混凝土是否产生温度裂缝的关键，为了降低水化热，延缓温升值和温升速度，首先要优化配合比，采用低热水泥，通过适当掺粉煤灰及外加剂提高混凝土的品质，在结构物内埋设冷却水管，分层分块浇注混凝土，加强表面覆盖及养护等，对降低内外温差能起到良好的效果。

各种温控措施是相互联系、相互补充和制约的，各项措施各有利弊，在具体工程的设计和施工中根据温度应力计算和技术经济条件分析，结合工程实际和全面考虑，合理采取相应措施。

总之，大体积混凝土温度控制是一项综合技术，涉及很多因素，需结合当地的气温、环境，选择既经济又有效的施工方法，确保工程质量。

（5）、其它

由于混凝土裂缝产生的原因很多，而且通常由多种原因综合作用的结果，所以所采取的控制措施要根据实际情况，从原材料控制、改进设计与施工技术措施、提高施工工艺质量、改善养护措施、表面防护等加强控制以达到较好的控制水平。

七、结语

混凝土裂缝控制是个实践性很强的课题，而且在结构的耐久性、安全性等方面起着决定性的影响。

混凝土裂缝产生的原因十分复杂，裂缝发展机理也有待加深研究，对于混凝土裂缝的控制要把它控制在工程适用的范围内，保证裂缝的发展不会对结构产生坏的影响，而为了保证结构不出现裂缝基本上是不可能的，如果为了达到这个目的，那将是以牺牲巨大的经济效益为代价。

混凝土裂缝的控制从设计、施工、养护到运营等各方面是一个有机的整体，它们不仅相互联系，而且相互制约。

因此在实际工程中，应综合考虑各种影响因素，抓住主要矛盾，全面剖析，重点施制，才能收到实效。

而且我们要加强对混凝土裂缝原因分析和机理等的研究，这必将对混凝土裂缝控制产生良好的经济效益。