混凝土裂缝的成因与控制(共16页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上混凝土裂缝的成因与控制摘要针对混凝土工程中普遍存在的裂缝问题，对混凝土裂缝形成的原因、危害、防治措施进行了分析和探讨。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，并总结了混凝土裂缝的处理方法：表面处理法、灌浆法、填充法、混凝土置换法、结构补强法、电化学防护法等。关键词： 混凝土；裂缝；成因；控制；防治措施Causes and Control of Concrete CracksAbstractIn view of the common crack problems in concrete engineering, the causes, hazards and prevention measures of concrete cracks are analyzed and discussed.  In this paper, the causes of some common cracks in concrete engineering are analyzed and discussed from the aspects of design, material, mix proportion, construction site maintenance and so on. In view of the causes of concrete cracks, measures to control the development of cracks are put forward in the aspects of concrete structure design, selection of concrete materials, optimization of mix proportion, and maintenance of construction site. According to the related literature, and summarized the treatment methods of concrete cracks : surface treatment method, grouting method, filling method, concrete replacement method, structure reinforcement method, electrochemical protection method and so on. Key words: concrete; crack; genesis; control; prevention and control measures  专心-专注-专业目录1 概述1.1课题的提出随着我国改革开放化进程的加快，我国的建设规模正日益增大，混凝土建筑工程施工中应用也越来越普遍，对混凝土的使用量也越来越大，施工技术也不断成熟，但很多工程仍然出现不同程度的裂缝，是由于混凝土自身材料的特性，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。轻者使内部的钢筋材料产生腐蚀，降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性等，严重的将威胁到人民的生命财产安全。由此，如何保证建筑质量也日益受到各级政府和社会各界人士的广泛关注。本文针对混凝土工程常见的裂缝问题及其危害和预防措施进行探讨分析，并根据具体情况提出了一些相应的措施。1.2本论文的研究内容 1、 设计原因2、 材料原因 3、 混凝土配合比设计原因4、 施工及现场养护原因5、 使用原因针对混凝土裂缝成因的分析以下几方面采取控制措施：1、 设计方面2、 材料选择3、 混凝土配合比设计4、 施工方面 5、 管理方面 6、 环境方面1.3本论文的研究方法 资料收集与调研方案 进行相关理论与技术进行分析在工程中应用并验证与相关实体工程结合，进行分析研究资料、数据整理，统计分析针对原因提出相对应的措施分析混凝土产生裂缝具体原因成果总结，编制报告 图1.1技术研究路线2 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人手。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。由六项主要因素组成的控制链见图2.1 结构材料地基裂缝处理环境施工工程结构裂缝控制链 图2.1 工程结构裂缝控制链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、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。5、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。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、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。  6、现场模板拆除不当（超张、偏心），引起混凝土张拉裂缝。2.5使用原因(外界因素)1、人为因素，如在构件上随意凿洞等，引起裂缝。2、结构构件各区域温度、湿度差异过大。3、周围环境影响，酸、碱、盐等对构筑物的侵蚀，引起裂缝。4、构筑物基础不均匀沉降，产生沉降裂缝。5、意外事件，火灾、轻度地震等引起构筑物的裂缝。3 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积极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。3.14重视对结构钢筋的认识在结构中，设计人员应重视对于结构钢筋的配置，特别是于楼面、墙板等薄壁构件更应注意构造钢筋的直径和数量的选择。3.2 材料选择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。2、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。3、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、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5、施工配合比，协调现场搞好构件的养护工作。6、选用级配优良的砂、石原材料，含泥量应符合规范要求。3.3 混凝土配合比设计1、混凝土配合比除应按普通混凝土配合比设计规程JGJ55的规定，根据要求的强度等级、抗渗等级、耐久性及工作性等进行配合比设计外，其配制的混凝土还应符合4.3.2-4.3.10的规定。2、干缩率。混凝土90d的干缩率易小于0.06%。3、坍落度。在满足施工要求的条件下，尽量采用较小的混凝土坍落度；基础、梁、楼板、屋面用的混凝土坍落度易小于120mm，柱、墙用的混凝土坍落度宜小于150mm；混凝土采用泵送时，高层建筑用的混凝土坍落度根据泵送高度宜控制在180mm左右，多层及高层建筑底部的混凝土坍落度宜控制在150mm。4、水泥用量。普通强度等级的混凝土宜为270-450千克每立方米，高强混凝土不宜大于550千克每立方米。5、水胶比。应采用适当较小的水胶比。混凝土水胶比不已大于0.60。6、用水量。不宜大于170kg/m3。7、砂率。在满足工作性要求的前提下，应采用较小的砂率。8、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。3.4 施工方面1、浇捣工作：浇捣时，振捣捧要快插慢拔，根据不同的混凝土坍落度正确掌握振捣时间，避免过振或漏振，应提倡采用二次振捣、二次抹面技术，以排除泌水、混凝土内部的水分和气泡。2、混凝土养护：在混凝土裂缝的防治工作中，对新浇混凝土的早期养护工作尤为重要。以保证混凝土在早期尽可能少产生收缩。主要是控制好构件的湿润养护，对于大体积混凝土，有条件时宜采用蓄水或流水养护。养护时间为1428天。3、混凝土的降温和保温工作：对于厚大体积混凝土，施工时应充分考虑水泥水化热问题。采取必要的降温措施(埋设散热孔、通水排热等)，避免水化热高峰的集中出现、降低峰值。浇捣成型后，应采取必要的蓄水保温措施，表面覆盖薄膜、湿麻袋等进行养护，以防止由于混凝土内外温差过大而引起的温度裂缝。4、对于地下结构混凝土，尽早回填土，对减少裂缝有利。5、夏季应注意混凝土的浇捣温度，采用低温人模、低温养护，必要时经试验可采用冰块，以降低混凝土原材料的温度。3.5 管理方面应当确定科学的控制裂缝标准，合理的选择施工进度，避免在混凝土施工中过分抢修工期，监督混凝土施工中制定的各项技术措施，必须严格执行。不应当预先指定设计及施工方法，设计图纸上不应指定施工单位采用尚不成熟的外加剂。施工过程中及验收后发现有少量的裂缝，应当采取化学灌浆方法和封闭方法加以处理，轻微的收缩裂缝不应作为“事故”处理，不应降低工程质量标准，采取适当措施以确保结构物的正常耐久使用，完全满足设计要求。除非承载力严重不足，不要轻易打掉重建，耗费巨资补强加固。注意到同一设计单位设计，同一材料供应单位，同一施工单位施工，在相同环境中，裂缝程度却完全不同，这是常遇到的现象，其要害是“非均质性”，裂缝控制的作用效应及抗力都是高度离散性和随机性的问题。3.6 环境方面注意施工的季节，环境的温湿度及气象变化对混凝土变形性能的影响，严格控制现场坍落度、防风、及时和气象站保持紧密联系，应当尽可能在较低的温度环境中开始浇灌混凝土，中间特别注意急剧降温、急剧干燥对混凝土的不利影响。注意暴雨中不能浇灌混凝土。4 混凝土裂缝的处理方法4.1 混凝土裂缝的处理方法4.1.1表面处理法表面涂抹和表面贴补法表面涂抹适用范围是浆材难以灌入的细而浅的裂缝，深度未达到钢筋表面的发丝裂缝，不漏水的缝，不伸缩的裂缝以及不再活动的裂缝。表面贴补（土工膜或其它防水片）法适用于大面积漏水（蜂窝麻面等或不易确定具体漏水位置、变形缝）的防渗堵漏。4.1.2 灌浆法此法应用范围广，从细微裂缝到大裂缝均可适用，处理效果好。利用压送设备（压力0.20.4Mpa）将补缝浆液注入砼裂隙，达到闭塞的目的，该方法属传统方法，效果很好。也可利用弹性补缝器将注缝胶注入裂缝，不用电力，十分方便效果也很理想。4.1.3填充法用修补材料直接填充裂缝，一般用来修补较宽的裂缝，作业简单，费用低。宽度小于 0.3mm，深度较浅的裂缝、或是裂缝中有充填物，用灌浆法很难达到效果的裂缝、以及小规模裂缝 的简易处理可采取开型槽，然后作填充处理。4.1.4 混凝土置换法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。4.1.5结构补强法因超荷载产生的裂缝、裂缝长时 间不处理导致的混凝土耐久性降低、火灾造成的裂缝等影响结构强度可采取结构补强法。包括断面补强法、锚固补强法、预应力法等混凝土裂缝处理效果的检查包括修补材料试验；钻心取样试验；压水试验；压气试验等。4.1.6电化学防护法电化学防腐是利用施加电场在介质中的电化学作用，改变混凝土或钢筋混凝土所处的环境状态，钝化钢筋，以达到防腐的目的。阴极防护法、氯盐提取法、碱性复原法是化学防护法中常用而有效的三种方法。这种方法的优点是防护法受环境因素的影响较小，适用钢筋、混凝土的长期防腐，既可用于已裂结构也可用于新建结构。5 结论5.1 混凝土裂缝产生原因混凝土裂缝产生的原因主要有：设计方面存在断面突变、施加预应力不当、钢筋配置过少或过粗、未充分考虑混凝土构件的收缩变形、混凝土等级过高、菏载收缩的原因。材料选择方面存在粗细集料含泥量过大、骨料粒径太细、混凝土外加剂和掺和料选择不当、水泥品种原因、水泥等级及混凝土强度等级的原因。混凝土配合比设计方面存在水泥等级或品种选用不当、水灰比过大、水泥用量越大和用水量越高、砂率和水灰比选择不当、混凝土膨胀剂掺量选择不当。施工及现场养护方面主要有混凝土振捣或插入不当、拌和不均匀、连续浇筑时间过长、现场养护措施不到位、现场模板拆除和预应力张拉不当等原因。5.2 混凝土裂缝的控制措施 混凝土裂缝的控制措施主要有：设计方面从设计中的抗与放相结合，避免结构断面突变带来应力集中、采用补偿收缩混凝土技术、重视构造钢筋等控制措施。材料选择从选择合适的混凝土强度等级及水泥品种、等级和级配优良的砂、石原材料，积极采用掺合料和混凝土外加剂等控制措施。混凝土配合比设计从干缩率、坍落度、用水量、水泥用量、水胶比、砂率的配制，采用引气剂或引气减水剂等控制措施。施工方面从浇筑的工序、环境和养护等进行控制。管理方面应当确定科学的控制裂缝标准，合理的选择施工进度。并且在环境方面应注意施工的季节，环境的温湿度，严格控制现场坍落度、防风、及时和气象站保持紧密联系。5.3 混凝土裂缝的处理方法通过本文的研究，混凝土裂缝处理的方法主要有：表面处理法、灌浆法、填充法、混凝土置换法、结构补强法、电化学防护法。裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象，它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力，影响建筑物的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀，混凝士的碳化，降低材料的耐久性，影响建筑物的承载能力，混凝土工程在社会中各个领域均有广泛的应用，为了保证经济的高速发展和人民的生命财产安全，因此要对混凝上裂缝进行认真研究、区别对待，采用合理的方法进行处理，并在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展，保证建筑物和构件安全、稳定地工作，保证建筑工程质量。这就要求我们在除了在设计中采取相应的措施外，也要在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现，只有双管齐下，以预防为主，防治相结合，才能最大限度的减少工程裂缝，确保工程的高质量。混凝土裂缝的问题虽然成因很多，影响因素错综复杂，但还是有规律可循。的。具体施工中要靠我们多观察，多比较，出现问题后多分析、多总结，结合多种预防处理措施，基本上控制裂缝缺陷，从而保证混凝士结构质量。防治混凝士裂缝是一个系统工程，混凝土裂缝的原因很复杂也是不可避免的，重点在于“防治”。采取上述综合性控制措施后，由于各种原因仍可能有少量的混凝土裂缝发生，当这些裂缝发生后，必须先查明裂缝产生的原因，判明裂缝的类型，才能选择正确的处理方法，同时要通过合理设计混凝士配合比、合理设计建筑结构、正确选用原材料、严格遵守施工技术规程、加强施工监控、提高施工技术水平，把裂缝宽度控制在设计允许范围内，这样才有可能极大程度减少混凝土裂缝的产生以及造成的危害。致谢感谢指导老师的认真指导，使论文才得以顺利完成，感谢桂林理工大学曾经为我授过课的老师，感谢桂林理工大学建工系的全体老师，是他们的言传身教，才是我日有使长，学有所成，感谢我的朋友，没有他（她）们的帮助，我的论文不可能顺利完成，感谢所有帮助过我的人。如今通过学习掌握了建筑工程的相关知识更好的为社会做奉献。参考文献1 耿小强.浅析混凝土裂缝的成因及处理方法 N .承德日报，2009年。2 何星华,高小旺.建筑工程裂缝防治指南M.北京:中国建筑工业出版社,2005.3 韩素芳,耿维恕.钢筋混泥土结构裂缝控制指南M.北京:化学工业出版社,2005,12.4 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