毕业论文（设计）-混凝土裂缝的成因预防及处理.docx

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SOUTHCHINAUNIVERSITYOFTECHNOLOGY

毕业论文

混凝土裂缝的成因预防及处理

提交日期：

2012年10月8日

中文摘要

由于混凝土施工、本身变形和约束等一系列问题，使混凝土裂缝成了土木、水利、桥梁、隧道等工程中最常见的工程病害。

裂缝的存在和发展通常会使内部的钢筋等材料产生腐蚀，降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性及抗渗能力，影响建筑物的外观、使用寿命，严重的将威胁到人民的生命、财产。

针对工程建设中混凝土裂缝的问题，必须采取有效的技术措施加以防范和控制，以确保工程质量。

本文对混凝土裂缝的形成进行了浅要的分析，并提出了预防以及处理方法。

关键词混凝土裂缝；形成；处理；预防

Abstract

Becausetheconcreteconstruction,thedeformationandboundbyaseriesofproblems,Theconcretecrackintocivil,hydraulic,bridge,tunnelandotherprojectsinthemostcommonengineeringdisease.Theexistenceofcracksanddevelopmentwillusuallymaketheinternalmaterialsuchassteelbarcorrosiontoreducethecarryingcapacityofreinforcedconcrete,durabilityandimpermeability,affecttheappearanceofbuildings,servicelife,willbeaseriousthreattopeople'slife,property.Accordingtotheconstructionoftheconcretecrackintheproblem,wemusttakeeffectivemeasurestopreventandcontrol,toensuretheengineeringquality.Basedontheformationofcracksinconcretewereanalyzed,andputforwardpreventandtreatmentmethod

KeywordsConcretecrack；Formation；Handle；Prevent

1绪论 1

2混凝土裂缝 2

2.1混凝土的基本特性 2

2.2混凝土裂缝产生的成因 2

2.2.1材料方面的影响 2

2.2.2混凝土收缩的影响 6

2.2.3施工工艺的影响 8

3混凝土裂缝处理方法 10

4商品混凝土裂纹原因在施工上应注意事项 13

5结论 14

6参考文献 15

7致谢 16

1绪论

混凝土是目前用量最大的一种建筑材料，广泛应用于工业与民用建筑、农林与城市建设、水利与海港工程。

然而，许多混凝土结构在建设与使用过程中出现了不同程度、不同形式的裂缝。

这不仅影响建筑物的外观，更重要的是一危及建筑物的正常使用和结构的耐久性。

因此，裂缝问题倍受人们的关注。

近年来，随着混凝土的大力推广应用以及结构形式日趋大型化、复杂化，使得混凝土结构的裂缝成为一个相当普遍的现象，大量工程实践以及近代科学发表关于混凝土强度等相关研究都表明结构物的裂缝是不可避免的，它是材料的一种特性。

因此，科学地对待裂缝问题是在对裂缝进行分类、研究的基础上，采取有效的措施，将裂缝的有害程度控制在允许的范围内。

裂缝作为在正常施工后不可避免的问题，引起了众多人们的讨论以及寻找有效的解决方案。

但是，混凝土裂缝可能存在的地方不仅仅是在明显的面层上，同时也存在于各种不同的位置，所以，对待混凝土裂缝，应该有针对性地进行现场的考核，才能有充分的客观条件进行制定最为有效的解决方案。

近年来出现的问题和形势的发展，使人们认识到混凝土裂缝的出现应该受到高度重视。

一方面，国内外大量的混凝土结构物在没有达到要求，使得裂缝出现的时间大大减少和出现的部位大大地增加；另一方面，随着经济的发展和社会的进步，各种工期长、投资大的工程日益增多，人们对于建筑物的要求也有了较大幅度的提高，使得在解决裂缝的问题更是迫在眉睫。

2混凝土裂缝

2.1混凝土的基本特性

普通混凝土的基本组成材料：

水泥、砂、石子和水组成。

主要技术性质：

和易性、流动性、粘聚性、保水性。

主要特点：

抗压强度高、抗拉强度低、延伸率微小、易产生收缩裂缝。

在混凝土结构设计规范中的强度等级可分为：

C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80。

2.2混凝土裂缝产生的原因

混凝土，特别是商品混凝土在浇筑以后，随时间的推移，混凝土结构产生裂纹，是什么原因是混凝土构件产生裂纹呢？

主要有以下原因

2.2.1材料方面的影响

普通混凝土是建筑工程中应用范围最广、用量最大的混凝土，主要用于各种建筑的承重结构材料。

其强度主要取决于水泥是强度及其与骨料表面的粘结强度，而这又与水泥标号、水灰比及骨料性质有密切联系。

1）水泥

普通混凝土的强度主要取决于水泥石的强度及其与骨料表面的粘结强度。

混凝土的收缩也有很大部分来源于水泥石的收缩，水泥石的结构是由未水化的水泥颗粒、水化产物及孔隙组成。

水化产物晶体共生交错，形成结晶网络结构，在水泥石中起重要的骨架作用，相互接触而发展了水泥石的强度。

但其中内部的孔隙会影响水泥石强度的发展。

由于水泥石的孔结构由水泥细度与颗粒组成决定，所以水泥颗粒越细，其水化、凝结硬化速度越快，水化也越充分，有利于其早期和后期强度的提高。

根据相关的试验资料，水泥性质对混凝土的收缩影响很小，即使净水泥浆表现出较大的收缩也不意味着由这种水泥制造的混凝土的收缩也大。

对于水泥细度，只是当粒径大于15mm的水泥由于不易水化，对收缩起约束作用之外，更细的水泥并不影响混凝土的收缩。

一般情况，水泥的化学成分对收缩并无影响，只是当石膏产量不足才表现出较大的收缩。

目前，在高层建筑施工中，主要由于随着混凝土技术的发展,混凝土强度也由原来C25X30发展到现在C50、C60,混凝土强度等级的提高，水泥用量也随之增加，直接导致水化热的提高，增加了早期混凝土的热胀，从而加大了混凝土温度降低后的冷缩。

时间

2）骨料

水泥石与骨料的粘结力与骨料的表面情况有关，骨料的表面粗糙，则与水泥石粘结力较大，故在原材料及坍落度相同的情况下，用碎石比用卵石强度来的高。

增大骨料粒径，可以减少用水量，而使混凝土的收缩和泌水随之减少。

同时骨料本身的强度一般比水泥石强度高（轻骨料除外），所以不直接影响混凝土强度，但若骨料经风化等作用而强度降低时，则用其配制的混凝土强度也降低。

混凝土中骨料重量与水泥重量之比称为骨灰比。

骨灰比对35Mpa以上的混凝土强度影响较大。

在相同水灰比和坍落度下，混凝土强度随骨灰比的增大而提高，因为骨料增多后表面积增大，吸水量也增加，从而降低了有效水灰比，使混凝土强度提高。

另外水泥砂浆相对含量减少，致使混凝土内总孔隙率体积减少，也有利于混凝土强度的提高。

在混凝土内部，骨料对水泥石的收缩起约束作用。

混凝土的收缩对净水泥浆收缩的比取决于混凝土的骨料含量V（以体积的％祎。

骨料含量越大则收缩越小。

在实际施工中考虑到泵送混凝土的要求，规范对骨料的粒径和级配都做出了限制。

现在一般商品混凝土的砂率在40%以上，比普通混凝土的用砂量高，石子粒径5-25mm,比普通混凝土的石子粒径要小。

由于细骨料的增多，减弱了混凝土之间的连接能力，增大了裂缝产生的机会

3）水灰比、坍落度

水灰比是混凝土进行拌和时候的一个敏感指标。

这个指标对于混凝土的各项影响最大。

在采用同一种水泥（品种和标号相同）时，混凝土的强度主要取决于毛细管孔隙率或胶空比，这些参数都难于测定，但是充分密实的混凝土在任何水化程度下毛细管孔隙率可由水灰比所确定。

在水泥标号相同情况下，水灰比越小，水泥石强度越高，与骨料的粘结力也越大，混凝土的强度也越高。

同时为考虑对混凝土和易性、水泥用量等方面的要求，水灰比又不易太小，否则将影响强度的发展。

当混凝土承受干燥作用时，首先是大空隙及粗毛细孔中的自由水分因物理力学结合遭到破坏而蒸发，这种失水不引起收缩。

环境的干燥作用使得细空中的水产生毛细水压力，水泥石承受这种压力后产生压缩变形而收缩，艮『'毛细收缩”，使混凝土收缩变形的一部分。

待毛细水蒸发后，开始进一步蒸发物理——化学结合的吸附水，首先蒸发引起显著的水泥石压缩，产生“吸附收缩”，是收缩变形的主要部分。

混凝土的收缩来源于水泥石的收缩，水灰比大，收缩大。

所以较高的水灰比可能会有两种影响：

养护前期，孔隙水处于饱和阶段，收缩量小，但是后期如果养护条件恶化（比如拆模后的暴晒），导致孔隙水丧失过快，相反会引起混凝土收缩量的增大。

但目前为便于泵送混凝土，商品混凝土的坍落度一般在10cm以上，有一些高层建筑施工时，坍落度甚至要超过20cm,所以水灰比一般在0.6左右，造成混凝土在硬化过程中，由于水分蒸发和胶凝体失水后引起干缩量增大，产生裂缝的概率也加大。

尽管采用减水剂后，可降低水灰比，也有利于泵送,但由于商品混凝土的现场质量控制不严，出现随意向已拌好的混凝土中加水的现象并在加水以后又不进行二次搅拌，造成混凝土水灰比增大，严重影响混凝土拌合物的质量，使混凝土产生收缩裂缝的机会大大增加。

4）外加剂、外掺料

在混凝土中加入各种外加剂可以使混凝土获得一些必要的特性。

目前商品混凝土中应用的外加剂种类繁多，主要有：

加气剂、塑化剂、高效减水剂、矿物质掺料等。

掺加加气剂对混凝土有两种作用：

从成分方面有增加收缩的作用；另一方面可以减少含水量，又减少收缩的作用。

二者共同作用对收缩几乎不产生明显影响。

在混凝土中掺加各种塑化剂，高效减水剂可以在保证其他组分用量不变的前提和保持良好的工作性条件下，大幅度减少用水量，降低水灰比，一方面可提高早期强度和后期强度，另一方面可以减少收缩。

但过量的掺加塑化剂和减水剂又会显著增加收缩。

近代混凝土中掺加活性粉料——粉煤灰的研究应用获得很大发展。

由于可提高工作性，降低水化热（掺水泥用量的15%,降低水化热的15%左右），得到了大量应用，特别是泵送大体积混凝土。

但同时应当注意到掺粉煤灰的混凝土早期抗拉强度及早期极限拉伸有少量的降低（约10%-20%）,后期强度不受影响。

这是因为粉煤灰混凝土的强度主要取决于粉煤灰的火山灰效应，粉煤灰在混凝土中当氢氧化钙薄膜覆盖在粉煤灰颗粒表面上时，就开始发生火山灰效应。

但由于氢氧化钙薄膜与粉煤灰颗粒表面之间存在着水解层，钙离子要通过水解层与粉煤灰的活性组分反应，反应产物在层内逐渐聚集，水解层未被火山灰反应产物充满到某种程度时，不会使强度有较大增长，随着水解层被反应产物充满，粉煤灰颗粒和水泥水化产物之间逐步形成牢固联系，从而导致混凝土强度、不透水性和耐磨性的提高。

对于收缩的影响根据德国所做实验提供的数据分析:

掺加粉煤灰后,通常会增大水泥浆的体积，所以用水量如果保持不变，则干缩可能会稍微增大，但如果用水量因掺加粉煤灰而减小，则由于浆体增大的收缩可得到补偿.

超细矿物掺料则对高强混凝土的性能影响更大，作为高强掺和料的超细矿粉具有较高的比表面积和活性，与水泥掺和使用后的水化产物主要为水化硅酸钙凝胶和水化铝酸钙，水化速度快，其体积减缩值大。

以硅粉为例，化合后引起体积