2022年钢筋混凝土结构裂缝问题的分析研究.docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 摘要混凝土是一种非均质脆性材料,由骨料、水泥石以及其中的气体和水组 成；在温度和湿度变化的条件下,硬化并产生体积变形,由于各种材料变形不 一样,相互约束而产生初始应力,造成在混凝土内显现微裂缝；这种微细裂缝 的分布不规章且不连贯,在荷载或应力作用下,裂缝开头扩展,并逐步相互贯 通,从而显现较大的肉眼可见的裂缝,称为宏观裂缝,即通常所说的裂缝；钢筋混凝土工程是现代建筑常见的工程工程,在建筑结构中起主要作用；钢筋混凝土结构开裂后,其性能的转变严峻影响结构的长期安全和耐久运行,直接影响整个工程的质量与使用寿命；本文分析了混凝土结构裂缝产生的原 因,并究其缘由提出了预防措施和处理方法；关键词 混凝土结构；裂缝成因；预防措施；处理方法1 / 21 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 第 1 章绪论1.1 钢筋混凝土结构裂缝讨论的意义和目的随着我国国民经济的高速增长, 促进了建筑业的快速、连续的进展；混凝土因其取材广泛 , 价格低廉 , 抗压强度高 , 可浇注成各种外形 , 并且耐火性好 , 不简单 风化 , 且养护费用低 , 成为当今世界建筑结构中使用最广泛的建筑材料之一；而 随着商品混凝土的产生,由于其施工便利快捷,性能稳固,质量牢靠,劳动强 度低,生产效率高,同时又可削减噪音,爱护环境等综合优点,更是把混凝土推向了一个顶峰；但是, 大量的工程和实践理论分析说明, 钢筋混凝土构件基本上都是带裂缝工作的 , 只是有些裂缝很细 , 甚至肉眼看不见 缝宽<0.5mm>,一般对 结构的使用无大的危害 , 答应其存在；有些裂缝在使用荷载或外界物理及化学因 素作用下 , 不断产生和进展引起混凝土碳化、爱护层剥落及钢筋锈蚀 , 使钢筋混 凝土强度和刚度受到减弱 , 耐久性降低 , 严峻时甚至发生垮塌事故 , 危害结构的正 常使用 , 必需加以掌握 , 因此讨论商品混凝土裂缝产生的缘由及预防措施是特别 重要而迫切的；开裂发生的缘由可能是原材料的选取与协作比的挑选不当、施工方法和措 施有误、建筑物所处的条件影响以及结构不合理等；混凝土所产生的温度收 缩、干燥收缩、不匀称沉降、结构应力集中等都可能会导致混凝土开裂；在实际工程中 , 往往是各种因素多重作用引起混凝土开裂；宽度小于或等于 0.05mm的裂缝通常对使用无大的危害, 叫做无害裂缝 , 而结构物的有害裂缝不仅会降低力学性能和承载力 , 而且直接影响结构耐久性 , 缩短使用寿命；施工中应采取措施使结构尽量不显现裂缝 , 或削减裂缝的数量和宽度 , 特殊是防止显现有害裂缝；国内外对裂缝宽度都有相应的规定 , 如我国的 CCES 01-2004混凝土结构耐久性设计与施工指南, 对钢筋混凝土结构的最大答应裂缝宽度就明确规定干湿交替和冻融环境下的一般构件为0.2mm；水中和土中环境下为0.3mm；混凝土由于各种收缩引起的开裂问题始终是混凝土结构物裂缝掌握的重点和难 点；1.2 国内外讨论现状1各国学者依据各自的试验和体会对钢筋混凝土结构裂缝的开裂机理主要有 以下三种观点：粘结滑移法；无滑移法；综合理论；其综合考虑了以上两 种破坏机理对混凝土破坏的准就的讨论；而对破坏准就的讨论,迄今为止国内 外学者提出的破坏准就也不下几十个,他们的来源可以分成三类：一类是借用 古典强度理论的观点和运算式；二是以混凝土多轴强度试验资料为基础的体会 回来式；三是以包络面的集合形式特点为依据的纯数学推导式；从整体上来 看,强度理论准就中参数过少的不太适用描述混凝土的实际破坏包络面,亦即 不能适应于广泛的应力范畴；但参数过多,可能略微提高模拟曲面的精细程 度,但对于材性离散的混凝土来说,也不肯定能真正提高运算精确程度的效 果；对混凝土裂缝宽度的运算模式主要有；我国设计规范中的运算公式和方法；美国规范对裂缝的运算公式和方法；模式规范 CEBFIPM90 中的运算方法：基于有限元讨论方法；直接确定最大裂缝的宽度等几种方法；对形成裂缝大小 的影响因素许多,一般说来主要有外界荷载及形式,配筋率及形式,钢筋与混2 / 21 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 凝土的 粘结力,混凝土的外形尺寸,粒径大小等都对混凝土裂缝产生、进展有较大的影响；混凝土受力的不同,裂缝产生的数量和表现形式也不同,依据不同的分类 标准,裂缝可以有以下几种分类方法：1>依据裂缝的大小不同可以分为：微观裂缝和宏观裂缝；2>按裂缝显现的时间早晚可以分为：早期裂缝和后期裂缝；3>按裂缝的危害程度可以分为：有害裂缝和无害裂缝；4>按裂缝运动情形分：愈合裂缝、闭合裂缝、运动裂缝、稳固裂缝和不稳固裂 缝；1.3 常见钢筋混凝土结构裂缝的危害2钢筋混凝土结构是多组分复合材料,在各种条件变化和各种材料变形不一 致的情形下 , 微观裂缝的产生几乎是不行防止的,这种微小裂缝假如不扩展或在 肯定范畴内扩展的话,它对一般的工业与民用建筑的正常使用是不会造成危害的,有害与无害的界限由结构使用功能打算的；对钢筋混凝土,特殊是有充分构造配筋的钢筋混凝土显现肯定程度的裂缝,不会快速导致破坏,只是限制裂 缝宽度的问题,使其达不到有害程度；但实际使用过程中,钢筋混凝土结构在 荷载作用下或是进一步温差和干缩的情形下,微小裂缝会开头开展并相互贯通,从而进展成较大裂缝, 对结构造成极大的影响,形成危害；常见危害有：1>影响钢筋混凝土结构的承载才能；2>引起钢筋锈蚀,使爱护层崩落；3>影响钢筋混凝土结构的正常使用；4>降低结构刚度,影响建筑物的整体性；5>影响钢筋混凝土结构的耐久性能和使用寿命；6>影响建筑物的美观；7>裂缝大的可能使结构或构件完全报废、造成工程返工、材料铺张、推迟 工期以及较大的经济缺失；第 2 章钢筋混凝土结构裂缝的类型及成因3实际上 , 钢筋混凝土结构裂缝的成因复杂而繁多, 甚至多种因素相互影响 , 但每一条裂缝均有其产生的一种或几种缘由；钢筋混凝土结构的裂缝产生的缘由 主要分为三个： 1>由于结构的实际工作状态与设计模型的差异而产生的结构次 应力引起的裂缝； 2>由外部荷载引起的裂缝缝隙,按常规运算的各种荷载而引 起的； 3>由温度差、收缩、膨胀、不匀称沉降等因素产生的变形应力而引起的 裂缝,施工中可以实行措施防止；4>大体积混凝土结构中,由于结构截面大,水泥用量多,水泥水化释放的水化热能产生很大的温度变化和收缩作用,是导致大体积混凝土裂缝的主要缘由；也可依据因素的不同分为混凝土自身缘由和 外部缘由两大类；在此 , 我们就按此分类谈谈常见裂缝的成因；2.1 混凝土因自身特性产生裂缝2.1.1 收缩裂缝3 / 21 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 收缩裂缝顾名思义其产生缘由就是混凝土硬化后水份蒸发体积收缩；从理 论上讲,当混凝土在无任何约束而处于自由收缩时,不会产生裂缝,而实际工 程中,混凝土总是受到各种约束的,如两端的约束、内部配制钢筋的约束等；由于混凝土收缩过程中受到约束,因而内部产生拉应力,当拉应力大于混凝土 的抗拉强度时,就会产生收缩裂缝；一般来讲,混凝土受到的约束越大,其产 生的收缩裂缝越多或越宽；由于混凝土体积收缩是由于水份蒸发、干燥导致 的,因而收缩裂缝也通常称为干缩裂缝；由于混凝土中的水份蒸发通常情形下 主要在混凝土浇捣后的硬化过程中和硬化早期一个月左右时间内完成的,特殊 在硬化过程中水份蒸发速率相对较大；因而,相应地收缩裂缝显现的时间一般 在混凝土浇捣后的硬化过程中和硬化早期一个月左右的时间内,通常情形下,混凝土拆模时收缩裂缝就已基本形成,有时只是由于裂缝太细、太窄不易被发 觉,之后随着混凝土水份的进一步蒸发,其收缩裂缝逐步变粗,或者由于产生 渗漏等情形,才被发觉；一般情形下,几个月以后,混凝土体内余外水份蒸发 已基本完成,混凝土内湿度与环境湿度基本趋于一样,因而收缩裂缝的宽度发 展也趋于停止,处于相对稳固状况；当然,之后仍将随着环境湿度和温度的变 化而略有变化,当环境湿度变大时,混凝土将吸取空气中的水份,而收缩裂缝 变窄些,反之当环境湿度变小时,混凝土收缩裂缝将变宽些；另外,仍随着环 境温度变化,混凝土也将产生热胀冷缩现象,因而收缩裂缝也会随着环境温度 的上升而变窄些,反之,随着环境温度的降低而变宽些；这种变化可分为：早 期体积变化、硬化过程的体积变化、硬化后的体积变化；假如混凝土的体积变化受到束约, 且混凝土自身抗击这种变形的抗拉性能过低时 , 就会产生开裂；可以说 , 混凝土自身收缩是其固有的物理特性 , 而由此类原因产生的收缩裂缝 , 占常见裂缝的绝大多数；2.1.1.1 干燥收缩由于水泥混凝土的脱水干燥 , 其长度或体积会有所削减 , 称干燥收缩；混凝土的干燥收缩主要是由于水泥石的干缩引起的；水泥石的收缩比混凝土大 , 约为一般混凝土的 1d 的龄期为基准 , 相对湿度 70 %左右的环境下 , 最终的收缩变形为左右；影响其干缩变形的主要缘由可分为内外两方面缘由 : 内因涉及单方水泥用量、用水量、水灰比、骨料 品种和单方用量 > 以及构件大小 厚度 > ；外因就涉及环境相对湿度、干燥时间等；2.1.1.2 混凝土自身收缩所谓自身收缩 , 是指在外部无水分供应时, 水泥浆的骨架形成后 , 相伴着水泥水化反应的逐步完成 , 水泥浆中的水被消耗 , 会形成弯液面而发生负压 , 显现的收缩现象；2.1.1.3 水化收缩水泥和水反应后生成物体积, 会比反应前水泥和水的体积减小；水化反应的同时 , 确定体积也会削减 , 即产生水化收缩；其产生的机理为：1>大体积混凝土结构的截面尺寸较大,在施工过程中,由水泥水化过程中 释放出大量水化热量,由于混凝土体积大,热量散发不易,造成温升较大,从 而导致混凝土体积增大；当这种变形不受约束时,混凝土结构内部不会产生应 力；但实际上这种变形确定会受到约束,约束有两种；一是混凝土与外部环境4 / 21 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 温度差异引起的约束；另一种是由于内部的条件而不同产生的约束,以上两种约束产生的应力为温度应力；2>其次,湿度变化引起的混凝土内部各单元体之间相互约束,产生的应力为干缩应力；由于湿度传导率远小于热度传导率<约为 1/1600 ）,所以,它主要产生在混凝土表面邻近：另外,混凝土自身体积变形不能自由伸缩所产生的 应力,称为自身体积变形应力；仍有地基不匀称沉降、模板走样也会产生相应 的变形应力；在以上非结构荷载的作用下所产生的应力中,主要是温度应力和 变形应力；对于大体积混凝土结构施工中,当混凝土浇筑体的边界无约束时 <如 底、顶板顶面）,在早期水化热的温度快速上升阶段,由于混凝土内、外散热 条件不同,形成温度梯度,表面受拉,内部受压；当拉应力超过混凝土抗拉强 度时,混凝土表面就产生裂缝；在混凝土的降温阶段,混凝土的温差引起的变 形加上混凝土的体积收缩变形,受到地基和结构边界条件的约束时,在浇筑体 的中心断面产生了内部拉应力,当该拉应力超过混凝土抗拉强度时,混凝土整 个截面就产生了贯穿裂缝；3>现浇钢筋混凝土结构梁、板产生裂缝的缘由,综合归纳起来可以分为两 大类：一是由于设计失误、实际施工不当等缘由导致的结构性裂缝；二是由于 混凝土本身的收缩和温差作用所产生的非结构性裂缝；有关资料统计及大量的 工程实践说明,一般工程中结构性裂缝约占 20,大部分为收缩和温差裂缝约 占 80,这些非结构性裂缝可以通过设计和施工阶段实行相应的技术措施进行 预防,从而将其掌握在现行规范所答应的范畴之内；从大量的工程实践中我们 可以发觉,建筑结构中混凝土的收缩和温差裂缝所显现的位置与构件部位和形 状关系的规律基本相同或类似；2.1.1.4 干湿引发的体积变化 硬化后混凝土结构虽然是稳固的 , 但在水中或者高湿度的地方 , 会由于吸水 而产生膨胀 , 称之为润湿膨胀；影响其膨胀率的主要缘由有 : 混凝土中单方用水量、水泥用量、水灰比、骨料以及构件的大小 态以及水中存放期限等；2.1.2 温度应力裂缝 厚度 > 、混凝土浸水前的干燥状温度应力裂缝产生的主要缘由是由于混凝土浇筑后,聚积在内部的水泥水 化热不易散发,造成混凝土的内部温度上升,而混凝土表面散热较快,这样形 成较大的内外温差,使混凝土内部产生压应力,表面产生拉应力；假如在混凝 土表面邻近存在较大的温度梯度,就会引起较大的表面拉应力,此时混凝土的 龄期很短,抗拉强度很低,假如温差产生的表面拉应力,超过此时的混凝土极 限抗拉强度,就会在混凝土表面产生表面裂缝；这种裂缝一般产生很早,多呈 不规章状态,深度较浅,属表面性质；表面裂缝易产生应力集中,能促使裂缝 进一步开展；其形成过程可以分为以下三个阶段：1>初期：自浇筑混凝土开头至水泥放热基本终止,一般约需 30 天；这个 阶段有两个特点,一是混凝土弹性模量的急剧变化,二是水泥放出大量的水化 热；由于弹性模量的变化,这一时期在混凝土内形成了残余应力；2>中期：自水泥放热作用基本终止时起至混凝土冷却到稳固温度时止,这 个过程时间中,温度应力主要是由于混凝土的冷却和外界气温的变化所引起,5 / 21 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 这些应力与早期形成的残余应力相叠加,在这个期间混凝土的弹性模量变化不 大；3>后期：混凝土完全冷却以后的运转时期；温度应力主要是由外界气温变 化所引起的,这些应力与前两种的残余应力相叠加；4>依据温度应力引起的缘由可分为两类：一是自生应力：边界上没有任何 约束或完全静止的结构,假如内部温度是非线性分布的,由于结构本身相互约 束而显现的温度应力的；例如,桥梁墩身、结构尺寸相对较大,混凝土冷却时 表面温度低,内部温度高,在结构表面显现拉应力,在结构中间显现压应力；二是约束应力：结构的全部或部分边界受到外界的约束,不能自由变形而引起 的应力；如箱梁顶板混凝土和护栏混凝土；这两种温度应力往往与混凝土的干 缩所引起的应力相互共同作用；要依据已知的温度精确分析出温度应力的分 布、大小是一项比较烦琐的工作；在大多数的情形下,是需要依靠模型试验或 数值运算；混凝土结构的徐变使温度应力有相当大的放松,运算温度应力时,必需考虑徐变产生的影响,详细运算这里就不再细述；2.1.3 塑性收缩裂缝塑性收缩裂缝产生的主要缘由是混凝土浇筑后,在塑性状态时表面水分蒸 发过快造成的；这类裂缝多在表面显现,外形不规章、长短宽窄不一、呈龟裂 状,深度一般不超过 50mm；产生的缘由主要是混凝土浇注后小时左右表 面没有被掩盖,特殊是平板结构在酷热或大风天气混凝土表面水分蒸发过快,或者是基础、模板吸水过快,以及混凝土本身的水化热高等缘由造成混凝土产 生急剧收缩,此时混凝土强度趋近于零,不能抗击这种变形应力而导致开裂；混凝土中蒸发和吸取水分的速度越快,塑性收缩裂缝越简单产生,而商品混凝 土由于为了满意可泵性、流淌性、出机时混凝土的塌落度和砂率比一般混凝土 大许多,早期强度低所以其水分特殊简单散失,表面简单形成裂缝；2.1.4 塑性沉降裂缝塑性沉降裂缝产生的主要缘由是由于混凝土骨料沉降时受到阻碍 <如钢筋、模 板）而产生的；这种裂缝大多显现在混凝土浇注后 0.5 小时至小时之间,混 凝土尚处在塑性状态,混凝土表面消逝水光时立刻产生,沿着梁及板上面钢筋 的走向显现,主要是混凝土塌落度大、沉陷过高所致；另外在施工过程中假如 模板绑扎的不好、模板沉陷、移动时也会显现此类裂缝；2.2 混凝土受外界影响产生裂缝2.2.1 化学反应影响产生的裂缝碱骨料反应裂缝和钢筋锈蚀引起的裂缝是钢筋混凝土结构中最常见的由于化学反应而引起的裂缝；混凝土拌和后会产生一些碱性离子这些离子与某些活性骨料产生化学反应并吸取四周环境中的水而体积增大,造成混凝土酥松、膨胀开裂；这种裂缝一般显现在混凝土结构使用期间一旦显现很难补救,因此应在施工中实行有效措越进行预防；由于混凝土浇筑、振捣不良或者是钢筋爱护层较薄 , 有害物质进入混凝土使钢筋产生锈蚀, 锈蚀的钢筋体积膨胀 , 导致混凝土胀裂 , 此种类型的裂缝多为纵向裂缝 , 沿钢筋的位置显现；钢筋在混凝土中6 / 21 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 腐蚀是电化学 原电池 > 的反应过程；打算钢筋腐蚀反应的基本因素是电位差、水和氧缺一不行 , 实际腐蚀速度大多不是受制于氧的供应；cl 是钢筋腐蚀反应的最剧烈的活化剂 , cl 能破坏钢筋表面钝化膜从而引发腐蚀 , 也能增高溶液导电性、增大电位差、加速腐蚀反应；所以当混凝土中掺有氯盐或掺入 cl 时就简单引发钢筋锈蚀 , 现实工程中的钢筋锈蚀病害大多起因于此；混凝土中钢筋表层腐蚀或铁锈后 , 体积可增加几倍 , 挤压其外侧混凝土并使之产生垂直于径向胀压力的拉应力 , 拉应力超过混凝土的承耐才能就将在混凝土的爱护层上引发出顺沿钢筋的纵向裂缝；裂缝显现后, 外面的水、气 氧> 可沿缝渗入并进一步加速腐蚀 , 如是进展下去 , 裂缝将更增宽、延长 , 甚至混凝土爱护层大片破裂剥落；钢筋截面可随着锈蚀进展而相应减小 性、耐久性造成恶劣的影响；2.2.2 结构受荷裂缝, 细径钢筋甚至可被锈断并对工程结构的安全结构受荷后产生裂缝的因素许多,施工中和使用中都可能显现裂缝；如：拆模过早或方法不当、构件堆放、运输、吊装时的垫块或吊点位置不当、施工 超载、张拉预应力值过大等等均可能产生裂缝；而最常见的是钢筋混凝土梁、板等受弯构件,在使用荷载作用下往往显现不同程度的裂缝；一般钢筋混凝土 构件在承担了 30 40的设计荷载时,就可能显现裂缝,肉眼一般不能察觉,而构件的极限破坏荷载往往在设计荷载的15 倍以上；所以在一般情形下钢筋混凝土构件是答应带裂缝工作的 这类裂缝有的文献称之为无害裂缝 >；在钢筋混凝土设计规范中,分别不怜悯形规定裂缝的最大宽度为 02mm03mm,对那些宽度超过规范规定的裂缝,以及不答应开裂的构件上显现裂缝,就应认为有害,需加以仔细分析,谨慎处理；2.3 施工工艺及流程造成的裂缝施工过程是一个特别复杂的过程,其形成裂缝的环节也比较多；在钢筋混凝土结构浇注、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程中 , 如施工工艺不合理 , 施工质量低劣 , 可能产生各种形式的裂缝 , 特殊是瘦长薄壁结构更简单出现裂缝；裂缝显现的部位和走向、裂缝宽度因产生缘由而异 , 比较典型且常见的如下 :1> 钢筋混凝土爱护层过厚 , 或乱踩绑扎的上层钢筋 , 使承担负弯矩的钢筋爱护层加厚 , 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；2>混凝土震捣不密实、不匀称 , 显现蜂窝、麻面、空洞 , 导致钢筋锈蚀或形成其它荷载裂缝的起源点； 3> 混凝土浇注过快 , 混凝土流淌性较低在硬化前因混凝土振捣不足 , 硬化后沉实过大 , 简单在浇注数小时后发生裂缝, 即塑性收缩裂缝； 4>混凝土搅拌、运输时间过长 , 水分蒸发过多 , 引起混凝土塌落度过低 , 使得在混凝土表面显现不规章的收缩裂缝；5> 用泵送混凝土施工时 , 为保证混凝土的流淌性, 增加水和水泥用量 , 或因其它缘由加大了水灰比 , 导致混凝土凝聚硬化时收缩量增加,混凝土表面显现不规章裂缝；6>混凝土分层或分段浇注时 , 接头部位处理不好 , 易在新、旧混凝土和施工缝之间显现裂缝；7>混凝土早期受冻 , 使构件表面显现裂纹 , 或局部剥落 , 或脱模后显现空鼓现象；8>施工时模板刚度不足 ,在浇注混凝土时 , 因侧向压力的作用使得模板变形 , 产生与模板变形一样的裂7 / 21 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 缝； 9>施工时拆模过早 , 混凝土强度不足 , 使得构件在自重或施工荷载作用下产 生裂缝；2.4 原材料质量引起的裂缝混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加剂组成；混凝土所采纳材料的质量不合格 , 可能导致结构显现裂缝；1>砂石含泥量超过规定 , 不仅降低混凝土的强度和抗渗性 , 仍会使混凝土干燥时产生不规章的网状裂缝；砂石的级配差, 或砂颗粒过细 , 用这种材料拌制的混凝土常造成侧面裂缝；碱骨料反应；骨料中含有泥性硅化物质与碱性物质相遇, 水、硅反应会生成膨胀的胶质, 吸水后造成局部膨胀和拉应力, 就构件产生爆裂状裂缝 , 在潮湿的地方较为多见；2>拌和用水及外加剂拌和用水或外加剂中氯化物等杂质含量较高时对钢筋锈蚀有较大影响；采纳海水或含碱泉水拌制混凝土, 或采纳含碱的外加剂, 可能对碱骨料反应有影响；第 3 章钢筋混凝土裂缝的预防措施4-7大体积混凝土结构的裂缝掌握是指杜绝有害裂缝,同时削减或防止不影响 使用的混凝土表面裂缝；裂缝掌握原理是：降低混凝土外部约束与非线性降温 和收缩所产生的拉应力,提高混凝土相应龄期的抗拉强度和极限拉伸,以确保 混凝土抗裂的安全度要求；裂缝掌握方法实行温差与温度应力双掌握方法,避 免结构物显现温度裂缝,同时调整混凝土表面湿度以防止表面干缩裂缝；结构 裂缝产生的主要缘由是降温顺收缩；任一降温温差包含水化热引起的温差和收 缩当量温差,又都可以分解为匀称降温差和非匀称降温差两钟；前者产生外约 束力,它成为贯穿性裂缝的主要缘由；后者引起自约束力,形成表面裂缝；只 有同时掌握好这两钟降温差,才能削减和防止混凝土裂缝的产生；必需从混凝土产生裂缝的几个主要缘由着手,才能有效地将裂缝掌握在允 许范畴内；混凝土自身的干缩变形确是无法完全防止的,由于它是混凝土本身 固有的特性,而我们只有通过改善各种影响混凝土干缩变形的因素,才能削减 和减小混凝土的裂缝产生和宽度；一般可分为两个掌握阶段：设计阶段和施工 阶段；设计阶段由设计人员对混凝土强度等级、钢筋的品种、规格、建筑物的 结构形式等统筹设计,有效的进行裂缝的掌握；施工阶段就实行加入外加剂的 方式改善混凝土性能、降低水泥水化热、降低混凝土内外温差、结构中设置施 工缝或变形缝、加强混凝土中的配筋率等措施来削减混凝土的收缩,防止混凝 土产生有害裂缝；对混凝土裂缝的掌握方法,应当以预防为主,同时在施工过程做好过程控 制,尽量做到按设计和施工规范进行操作,假如发觉微小裂缝存在,应及早进 行处理补救；现针对现场实际可能显现的情形,提出以下掌握措施和建议；3.1 材料方面3.1.1 材料的挑选1> 水泥：依据工程条件不同,尽量选选用中低水化热水泥,可使水泥在8 / 21 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 拌和过程中水化热释放较小,用以削减混凝土升温,如选用矿渣硅酸盐水泥,火山灰质硅酸盐水泥、普硅非早强型水泥；充分利用混凝土后期强度,削减每 立方 M混凝土中水泥用量；严禁使用安定性不合格的水泥；2> 粗骨料：适用表面粗糙、级配良好、间隙率小、无碱性反应；有害物 质及泥土含量和压碎指标值等满意相关规范及技术规范规定；3> 细骨料：一般采纳自然砂；宜用颗粒较粗、间隙较小的 2 区砂、对运 送混凝土宜选用中砂；所选的砂有害物质及混凝土含量和坚固指标等应满意相 关规范及技术规程规定；4> 外掺加料：宜采纳减水剂及膨胀剂等外加剂,以改善混凝土工作性 能,降低用水量,削减收缩；5>极采纳掺合料和混凝土外加剂,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；6>正确把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成效；应通过大量的试验确定膨胀剂的最 佳掺量；7>钢筋品种、规格、数量的转变、代用,必需考虑对构件抗裂性能的影响；8>钢筋的位置要正确,爱护层过大或过小都可能导致砼开裂,钢筋间距过大,易引起钢筋之间的砼开裂；3.1.2 配料1> 协作设计应尽量采有低水灰比、低水泥用量、低用水量；投料计量应 精确,搅拌时间应保证；禁止任意增加水泥用量；2> 混凝土运输过程中,车鼓保持在每分钟约6 转,并到工地后保持搅拌车高速运转到 4 至 5 分钟,以使混凝土浇筑前充分再次混合匀称；如遇塌落度 有所缺失,可以掺肯定的外加剂以达到抱负成效；3> 浇筑分层应合理,振捣应匀称、适度、不得随便留置施工缝；4>采纳混凝土双掺技术,即在混凝土中加入优质粉煤灰,掺入的量一般为 水泥用量的 20%左右,掺入缓凝型减水剂,用量为水泥用量的 1.0%左右；通过 采纳双掺技术,来削减水泥用量,从而降低水化热并使混凝土在常温下延长初 凝时间；5>掺合料和外加剂的掌握；掺合料的质量对混凝土裂缝有显著的影响,当 前用的掺合料主要是粉煤灰或矿粉,它们可以提高混凝土的和易性大大改善混 凝土工作性能和牢靠性,粉煤灰对混凝土的早期干缩影响很大,使用细度较粗 或含碳量高的粉煤灰会大幅度增加混凝土的需水量,从而加大混凝土的收缩导 致开裂；外加剂主要指减水剂、缓凝剂和膨胀剂；混凝土中掺入减水剂,不仅 使混凝土工作性能有了明显的改善,同时又削减拌和用水,节约水泥,从而降 低了水化热；如是泵送混凝土,同时在酷热的夏天,为了延缓凝聚时间,要加 缓凝剂,反之凝聚时间过早,将影响混凝土的输送和浇筑面的粘结,易显现层 间缝隙,使混凝土防水、抗裂和整体强度下降；为了防止混凝土的初始裂缝,可掺加膨胀剂；如加入UEA或 AEA膨胀剂,用量为水泥用量的14%左右,使混凝土在凝固过程中不产生收缩,仍可以提高混凝土自身的防水才能；3.1.3 配筋9 / 21 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1> 混凝土的配筋对于收缩值起肯定的约束作用；结构设计中常常忽视构 造钢筋的重要性,因而常常显现构造性裂缝；合理的配筋,特殊是构造配筋,细一点密一点可以提高混凝土的极限拉伸,可有效防止构造性裂缝的产生；2> 施工中对钢筋品种、规格、数量的转变、代用,必需考虑对构件抗裂 性能的影响；3> 钢筋绑扎位置要正确,爱护层厚度要尽量精确,不要超出规范规定；钢筋表面应洁净,钢筋代换必需考虑对构件抗裂性能的影响；3.1.4 砂石率的挑选适当砂石率的挑选对掌握混凝土的裂缝有积极作用,混凝土的干燥收缩随 砂石率的增大而增大；由于砂石率减小使粗骨料含量增大,在相同的条件下混 凝土的弹性模量较高,收缩量较小,而且由于粗骨料对收缩的约束作用,可减少开裂的可能；使用粗骨料,尽量选用粒径较大,级配良好的粗骨料,在厚大无筋或少筋的大体积混凝土中,掺总量不超过 量,以达到节约水泥和降低水化热的目的；3.2 构造设计方面的掌握措施83.2.1 合理设置伸缩缝和后浇带20%的大石块,削减混凝土的用1> 同一材料的收缩和膨胀线性系数为肯定值时,其面积越大、体形越 大,那么收缩或温差应力引起的变形及产生裂缝的可能性就越大；因此,合理 设置长体形建筑的伸缩缝是掌握混凝土温差变形裂缝的一项有效措施；设计人 员必需严格执行各类规范,在其规定的最大间距内设置伸缩缝,并应依据当地 实际环境气候及详细工程结构特点适当减小伸缩缝的间隔,以有效防止混凝土 结构的温差裂缝；2> 后浇带是当建筑体形较大、高度差较大以及不规章外形时,通常又不 便设置伸缩缝,为了防止混凝土因沉降、收缩和温差的变形产生裂缝,而特殊 浇筑的一种混凝土结构；设计施工图时应当留意合理位置预留后浇带,并明确 提出施工中的留意事项；3.2.2 适当的增大板厚和构件配筋率1>在钢筋混凝土结构中,钢筋对于抗击和掌握收缩和温差变形而产生的裂 缝,发挥着主导作用；现行规范中除了对混凝土构件的纵向配筋规定了最小配 筋率外,仍规定当温度等因素对结构产生较大的影响时,需要适当增加构件的 配筋率；我国一些地方夏、秋季昼夜温差很大,热胀冷缩的不断循环是造成混 凝土结构产生温差裂缝的主要缘由；部分工程实践说明,往往裂缝较多的构 件,其配筋率较小,因此设计人员对此应当予以重视,在设计时要充分考虑工程所出区域的气候特点和建筑物的不同部位 配筋率；<如外露构件）,适当的增大构件的2>常见的收缩和温差裂缝与楼面板、屋面板的厚度有关,假如设计时只计 算竖向荷载而未考虑温差和收缩变形对楼板的影响,特殊是对屋面板和框架平 面以外板件的影响,而采纳了较薄的板件,就难以防止在温差和收缩应力反复 作用下使结构产生裂缝；另外,楼板厚度不够的情形下,施工偏差会影响到钢 筋爱护层厚度和负弯矩的有效高度而产生裂缝；假如工程中的楼板暗埋管线比10 / 21 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 较多,也会直接影响板厚度,沿管线走向会产生集中应力而导致裂缝；为此,无论运算结果如何,即使板件跨度较小,也应当实行板厚100mm,且在温差影 响大的重点部位使板面负筋双向通长；3>建筑物两端楼梯间处的楼板平面刚度较小,简单产生裂缝,裂缝通常平 行于板的长边并贯穿梁侧；设计掌握方法是加厚该处的楼板厚度,板面的负筋除了满意运算配筋要求之外,仍应配置 8200双向通长钢筋,梁两侧加设纵向构造腰筋；楼板四大角裂缝产生的缘由是荷载、收缩及温差产生的应力向四角迭加成为剪力聚集区而引起的裂缝,一般呈45° 角,距板角约600mm1200mm,常为上下贯穿；设计掌握方法是除了满意运算配筋要求之外,在整块板的跨度范畴内增设双向 6 或 8200钢筋网,且四角加密；4>框架柱网外的悬挑梁板处的裂缝一般平行于板的短边并贯穿封口梁侧；产生的主要缘由是该位置的构件受外界温差影响产生较大的变形应力,因此外露梁板是温差裂缝的多发区域；设计掌握方法是在板面长度方向构造筋 8200通长；屋面板是收缩及温差变形裂缝产生较多的地方,因此全部板的 负弯矩筋不应切断；3.2.3 模板工程1> 模板构造要合理,以防止模板间的变形不同而导致混凝土裂缝；2> 模板和支架要有足够的刚度,防止施工荷载 模板变形过大造成开裂；<特殊是动荷载）作用下3> 合理把握拆模时机；拆模时间不能过早,应保证早龄期砼不损坏或不 开裂；但也不能太晚,尽可能不要错过砼水化热峰值,即不要错过正确养护时 机,拆模后混凝土表面温度不应下降 15以上；3.3 浇筑时的掌握措施3.3.1 加强混凝土的振捣加强混凝土的浇灌振捣,可以提高密实度,最好是采纳两次振捣技术,可 以大大改善混凝土的强度,提高抗裂性；3.3.2 加强混凝土的养护及测温工作混凝土浇筑完毕后,应准时按温控技术措施的要求进行保温养护,保温养 护是大体积混凝土施工的关键环节,其目的主要是降低大体积混凝土浇筑块体 的内外温差值以降低混凝土块体的自约束应力；其次是降低大体积混凝土浇筑 块体的降温速度,充分利用混凝土的抗拉强度,以提高混凝土块体的抗裂能 力,同时,在养护过程中保持良好的湿度和抗风条件,使混凝土在良好的环境 下养护；详细应使混凝土浇筑块体的里外温差及降温速度满意温控指标的要 求,保温养护的连续时间应依据温度应力加以掌握、确定,保温掩盖层的拆除 应分层逐步进行；在保温养护过程中,应保持混凝土表面的潮湿；施工人员需依据事先确定的温控指标的要求,来确定大体积混凝土浇筑后的养护措施,如 采纳蓄水法保温养护等；11 / 21 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3.3.3 严格把关材料质量和配比关系为了有效掌握现浇混凝土结构中收缩和温差裂缝的显现,我们在施工阶段更应当加倍重视,实行有效掌握措施；第一要对所选用的各种材料进行严格的检查和验收,不合格材料一律禁止使用；同时,要按规定的各项技术标准做好混凝土配比设计,并进行试配试验；施工时选用良好级砂石骨料和低热或中热水泥,严格把关砂石含泥量和外加剂的掺用量,防止使用过量粉砂,严格掌握水灰比和坍落度；3.3.4 切实做好混凝土的搅拌、运输、浇筑及养护等细节性工作1>混凝土的搅拌要严格依据规范进行,搅拌时间必需充分,配有外加剂的更要搅拌匀称,否就可能造成同一块板中混凝土的性质不同,收缩凝聚不匀称而引起开裂；另外,使用外加剂的量必需运算精确,用法正确,要对各种外加剂与不同水泥的相容性匹配关系有明确标识；混凝土的运输、浇筑和振捣必需在初凝前完成并确保板厚,保持构件中各种钢筋的正确位置,专人负责振捣；混凝土浇筑后应防止过早在其上进行施工、积累物料等活动；2>施工缝应按审批合格后的施工方案预留位置；雨季施工应实行防护措 施,防止随便停工留缝；施工接茬处应当用钢丝刷清洗洁净缝口,并扫水泥 浆,必要时仍要在接茬处设置钢丝网或实行其他可行措施防止产生收缩裂缝；混凝土的养护对掌握混凝土的收