《论混凝土结构裂缝成因及控制措施(共12页).doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《论混凝土结构裂缝成因及控制措施(共12页).doc（12页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、精选优质文档-倾情为你奉上 学校代码 学 号 XXXX 1分类号 1密 级 毕业综述论混凝土结构裂缝成因及控制措施学习中心名称XXXXXX专业名称XXXX 学生姓名XXXX指导教师2016年9月19日 专心-专注-专业浅谈混凝土结构裂缝成因及控制措施摘 要混凝土结构因其整体性强，抗震性好，得到了广泛地推广和应用。但是，由于混凝土是一种脆性材料，早期强度低，施工过程中极易出现裂缝缺陷，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，影响建筑结构的整体性和耐久性，维修起来又很难以彻底，长期的裂缝问题给业主给建筑物带来各种负面的影响。本文分析的主要内容是混凝土工程中常见的一些裂缝问题、混凝土
2、结构裂缝成因并结合各种裂缝成因进行分析。关键词：混凝土裂缝，成因，控制措施1 绪论混凝土的裂缝问题是一个普遍存在而又难以解决的工程实际问题，混凝土裂缝产生的原因很多，有变形引起的裂缝，如温度的变化、收缩、膨胀、不均匀沉陷等原因引起的裂缝。21世纪是飞速发展的世纪，各种各样的建筑物如雨后春笋般出现。随着改革开放的推进和十二五规划的推进，各种各样的工程建设越来越多，这些工程大部分以混凝土结构为主。而混凝土结构裂缝的频频出现，不但成为了业主投诉的热点也引出了很多有关房屋质量的纠纷。对很多工程来说，有一小部分混凝土的裂缝会直接影响到建筑物本身的承载力，大部分的混凝土裂缝还是属于安全裂缝，不会危及建筑物
3、的安全。只要对混凝土结构裂缝的成因加以分析，找到问题所在，提出相应的防范措施，可以大大降低混凝土结构裂缝对建筑物所带来的负面影响。2 混凝土裂缝的分类及成因混凝土结构的裂缝是一个相当普遍的现象，大量工程实践以及近代科学关于混凝土强度的细观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。本章将就混凝土结构中常见裂缝进行分类，并对结构中占主要部分的裂缝进行成因分析。2.1 混凝土结构裂缝的分类2.1.1 按裂缝的成因分类根据混凝土裂缝产生的原因，可分为结构性裂缝和非结构性裂缝两大类
4、。第一，结构性裂缝。结构性裂缝是由荷载引起的，其裂缝与荷载相对应，是承载力不足的结果，其裂缝形式多种多样，主要形式有：设计原因引起的裂缝；施工原因引起的裂缝；使用原因引起的裂缝第二，非结构性裂缝。由各种变形变化引起的裂缝。从国内外的研究资料以及大量的工程实践来看，非结构性裂缝在混凝土结构裂缝中占了绝大多数，约为80%，其形成原因比较复杂，以收缩裂缝为主导，工程中比较常见的非结构性裂缝有收缩裂缝、温度裂缝和沉降裂缝。2.1.2 按裂缝产生的时间分类根据混凝土裂缝产生的时间划分，可将裂缝分为施工期间出现的裂缝和使用期间出现的裂缝。2.1.3 按裂缝的形状分类混凝土结构中的裂缝按形状可分为：纵向裂缝
5、，横向裂缝，剪切裂缝，斜向裂缝、八字形或倒八字形裂缝，X形裂缝，各种不规则裂缝，如反复冻融或火灾等引起的裂缝。此外，还有因混凝土搅拌或运输时间过长引起的网状裂缝，现浇楼板四角出现的放射状裂缝或板面出现的十字形裂缝等等。2.2 混凝土裂缝的产生原因如前所述，混凝土裂缝的形式是多种多样的，产生的原因也非常复杂，而非结构性裂缝约占混凝土结构裂缝的80左右，是混凝土结构中的主要裂缝和常见裂缝，因此，本节将对几种主要的非结构性裂缝的产生原因进行浅要分析。2.2.1 收缩裂缝的产生原因分析收缩裂缝是由湿度变化引起的，它占混凝土非结构性裂缝中的主要部分。混凝土是以水泥为主要胶结材料，以天然砂、石为骨料加水拌
6、合，经过浇筑成型、凝结硬化形成的人工石材。在施工中，为保证其和易性，往往加入比水泥水化作用所需的水分多45倍的水。多出的这些水分以游离态形式存在，并在硬化过程中逐步蒸发，从而在混凝土内部形成大量毛细孔、空隙甚至孔洞，造成混凝土体积收缩。此外，混凝土硬化过程中水化作用和碳化作用也会引起混凝土体积收缩。根据有关试验测定，混凝土最终收缩量约为0.040.06。可见，收缩是混凝土固有的物理特性，一般来说，水灰比越大、水泥强度越高、骨料越少、环境温度越高、表面失水越大，则其收缩值越大，也越易产生收缩裂缝。根据收缩裂缝的形成机理与形成时间，工程中常见的收缩裂缝主要有塑性收缩裂缝、沉降收缩裂缝和干燥收缩裂缝
7、三类，此外，还有自身收缩（化学减缩）裂缝和碳化收缩裂缝。2.2.2 温度裂缝的产生原因分析温度裂缝是由于混凝土内外温差或季节气温变化过大而形成的。表面温度裂缝走向无一定规律性，大面积结构温度裂缝常纵横交错。表面温度裂缝常发生在施工期间，宽度受温度变化影响较明显，冬季较宽，夏季较细。主要成因分析：表面温度裂缝多由温差较大引起。特别是大体积混凝土基础浇注后，在硬化期间，水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，使混凝土表面和内部温差较大，当温度产生非均匀的降温差时，将导致混凝土表面急剧的温度变化而产生较大的降温收缩，此时表面受到内部混凝土的约束，将产生较大的拉应力，而混凝土早期抗拉强度很低，因而出现裂
8、缝。2.2.3 沉陷裂缝的产生原因分析沉陷裂缝多属进深或贯穿性裂缝，走向与基础沉陷情况有关，可能出现在结构的上部或下部，一般与地面垂直。较大的贯穿性沉陷裂缝往往上下或左右有一定的差距，裂缝宽度受温度变化影响小，因荷载大小而异，且与不均匀沉降值成比例。主要成因分析：结构、构件下面的地基软硬不均，或者存在松软土，未经夯实和必要的加固处理，混凝土浇注后，地基局部产生不均匀沉降而引起裂缝；结构各部荷载悬殊，未作必要的加强处理，混凝土浇注后因地基受力不均，产生不均匀下沉，造成结构应力集中而导致裂缝；模板刚度不足，模板支撑不牢，支撑间距过大或支撑在松软土上，以及过早拆模，也常导致不均匀沉陷裂缝出现；冬季施
9、工时模板支架支承在冻土层上，若上部结构未达到规定强度，地层化冻下沉，使结构下垂或产生裂缝。3 混凝土裂缝的预防措施及处理技术由于裂缝的产生是由材料的特性导致的，在混凝土结构中普遍存在且危害较大，因此，要对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待，并在施工中采取各种有效的措施来预防裂缝的出现和发展。下面首先阐述混凝土结构中几种常见裂缝的预防措施。3.1 混凝土结构裂缝的预防措施3.1.1 干缩收缩裂缝的预防措施干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右。水泥浆中水分的蒸发会产生干缩，且这种收缩是不可逆的。干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果
10、：混凝土受外部条件的影响，表面水分损失过快，变形较大，内部湿度变化较小变形较小，较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束，产生较大拉应力而产生裂缝。干缩裂缝主要预防措施有：一是选用收缩量较小的水泥，一般采用中低热水泥和粉煤灰水泥，降低水泥的用量。二是混凝土的干缩受水灰比的影响较大，水灰比越大,干缩越大，因此在混凝土配合比设计中应尽量控制好水灰比的选用，同时掺加合适的减水剂。三是严格控制混凝土搅拌和施工中的配合比，混凝土的用水量绝对不能大于配合比设计所给定的用水量。四是加强混凝土的早期养护，并适当延长混凝土的养护时间。冬季施工时要适当延长混凝土保温覆盖时间，并涂刷养护剂养护。五是在混凝土结构中设置合
11、适的收缩缝。3.1.2 温度裂缝的预防措施随着混凝土龄期的增长 ,其弹性模量和强度相应提高,对混凝土降温收缩变形的约束越来越强 ,即产生很大的温度应力 ,当混凝土的抗拉强度不能抵抗温度应力时,即产生温度裂缝。预防温度裂缝的措施主要可以从以下两个方面进行：一是从原材料的选择进行预防。选用发热量低初凝时间较长的水泥。尽量降低混凝土中的水泥用量 ,减少水泥水化反应产生的热量 ,降低混凝土的温升，提高混凝土硬化后的体积稳定性。二是施工技术方面预防措施。在炎热夏季进行施工时 ,要采取措施对材料进行降温。浇筑混凝土前应将基槽内的杂物清理干净，而且混凝土的浇筑应连续进行，间歇时间不得超过35h，浇筑时必须严
12、格控制混凝土的入模温度，混凝土最高浇筑温度不得超28，在浇筑混凝土时投入适量的毛石 ,以吸收热量并节约混凝土 ；在浇筑的混凝土内部预先埋置冷却管 ，用循环水来降低混 凝土内部温度峰值延缓升温速度 ；浇筑时若外界气 温过高 ，可采用在输送管上加盖草袋并喷冷水的方法。合理安排施工工序，遵循“同时浇捣、分层推进、一次到位、循序渐进”的成熟工艺，薄层浇捣，均匀上升，以利于散热。大体积混凝土浇筑时应尽量扩大浇筑工作面 , 分层浇捣 ,逐步推进。要严格控制振捣的时间及插 入深度 ,防止振捣过程中出现漏振。3.1.3 沉陷裂缝的预防措施沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软，或回填土不实或浸水而造成不均
13、匀沉降所致；或者因为模板刚度不足，模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致，特别是在冬季，模板支撑在冻土上，冻土化冻后产生不均匀沉降，致使混凝土结构产生裂缝。此类裂缝多为深进或贯穿性裂缝，其走向与沉陷情况有关，一般沿与地面垂直或呈3045角方向发展，较大的沉陷裂缝，往往有一定的错位，裂缝宽度往往与沉降量成正比关系。裂缝宽度受温度变化的影响较小。地基变形稳定之后，沉陷裂缝也基本趋于稳定。 主要预防措施：一是对松软土、填土地基在上部结构施工前应进行必要的夯实和加固。二是保证模板有足够的强度和刚度，且支撑牢固，并使地基受力均匀。三是防止混凝土浇灌过程中地基被水浸泡。四是模板拆除的时间不能太早，且要注意拆
14、模的先后次序。五是在冻土上搭设模板时要注意采取一定的预防措施。 3.2 混凝土结构裂缝的处理技术裂缝不但会影响结构的整体性和刚度，还会降低混凝土的耐久性和抗疲劳、抗渗能力，因此在实际工程中，应根据裂缝的性质和实际情况区别对待，及时处理，以保证建筑物的安全。混凝土结构裂缝的修补措施主要有以下几种方法：表面封闭法，灌浆、嵌缝封堵法，结构加固法，混凝土置换法等等。3.2.1 表面封闭法混凝土的微细裂缝是很多建筑危害产生的根源，很多微细修复起来非常困难。首先当裂缝宽度小于0.3mm时，很难往裂缝里面灌注修复材料。其次，有一些裂缝已经被水浸泡，裂缝内部产生碳酸钙结晶体将裂缝封堵，无法进行灌注。因此，针对
15、无法灌注修复的裂缝，需要采取封闭的办法进行处理。混凝土裂缝的封闭应在清洗构件表面的水分干燥后进行，按下列步骤进行：1、涂刷低黏度改性环氧底胶涂刷时，应使胶液在混凝土表面充分渗透。微裂纹内应含胶饱满，必要时可沿裂缝多道涂刷。2、底胶指干后，使用找平胶（小范围）或环氧修补砂浆（大范围）修补混凝土表面缺损。3、使用粘贴胶粘贴纤维复合材料（如碳纤维）。粘贴时，应排除气泡，使布面平整、含胶饱满均匀。织物宽度为80150mm，沿裂缝走向骑缝粘贴。当使用单向纤维织物时，纤维方向应与裂缝走向相垂直。3.2.2 灌浆、嵌缝封堵法灌浆法主要适用于对结构整体性有影响或有防渗要求的混凝土裂缝的修补，它是利用压力设备将
16、胶结材料压入混凝土的裂缝中，胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体，从而起到封堵加固的目的。常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化学材料。嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法，它通常是沿裂缝凿槽，在槽中嵌填塑性或刚性止水材料，以达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等等；常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。3.2.3 结构加固法及混凝土置换法结构加固法，当裂缝影响到混凝土结构的性能时，就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中常用的主要有以下几种方法：加大混凝土结构的截面面积，在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固
17、以及喷射混凝土补强加固。混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法，此方法是先将损坏的混凝土剔除，然后再置换入新的混凝土或其他材料。常用的置换材料有：普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。4 结论与展望混凝土结构裂缝的控制是一个综合性也是一个持久性的问题，需要设计、监理、施工及使用方等多方面的配合。混凝土裂缝问题一直严重困扰着混凝土的施工质量，在混凝土生产以及施工过程中有针对性地采取预防措施，尽可能采取有效的技术措施控制裂缝，使结构尽量不出现裂缝，或者使裂缝尽可能将其有害程度控制在允许范围之内，特别是避免有害裂缝的出现，以确保工程质量，使建筑物具备良好的结构稳定性和耐久性。参考文献1 陈晓东,浅谈商品混凝土结构裂缝的控制J.泰州职业技术学院学报.2009.2 赵志缙,高层建筑施工（第2版）M.中国建筑工业出版社.20123 党发宁.混凝土破裂过程的三维数值模型J. 计算力学学报. 2011(06).4 富文权,混凝土工程裂缝分析与控制J.中国铁道出版社.2010.5 王岳华,纤维高性能混凝土筒体构件高温性能研究D.大连理工大学.2011.