钢筋混凝土结构裂缝控制-课件.ppt

钢筋混凝土结构裂缝控制指 南1 1内 容 简 介 钢筋混凝土结构裂缝控制指南章节条文，首先概括简介了钢筋混凝土结构裂缝控制指南适用范围、钢筋混凝土结构的裂缝、裂缝的类型、裂缝产生的原因及对应于不同原因的裂缝控制措施。继之，分章就设计、材料、配合比及施工方面系统地提出了为控制裂缝所应采取的具体措施。2 2前 言 裂缝是混凝土工程中最常见的一种缺陷。这里所说的裂缝是指肉眼可见的宏观裂缝，而不是微观裂缝，其宽度应在0.05mm以上。混凝土出现宏观裂缝的原因多种多样，通常是因混凝土发生体积变化时受到约束，或因受到荷载作用时，在混凝土内引起过大拉应力（或拉应变）而产生裂缝。3 3 混凝土的微观裂缝则为一般混凝土所固有，因为混凝土是由水泥浆体水化硬化后的水泥石与砂、石骨料组成，它们的物理力学性能并不一致，水泥浆体硬化后的干缩值较大，而混凝土中的骨料则限制了水泥浆体的自由收缩，这种约束等作用使混凝土内部从硬化开始就在骨料与水泥浆体的粘结面上出现了微裂缝。4 4 也就是说，即使没有外部荷载作用，或者即使混凝土发生体积变化时没有受到外部的约束，混凝土内部已经有了微裂缝，但是这些微裂缝在不大的外力或变形作用下是稳定的，当外力或变形作用较大时，这些粘结面上微裂缝就会发展，当外力或变形作用更大时，微裂缝就会扩展穿过硬化后的水泥石，逐渐发展成可见的宏观裂缝。5 5 多数轻微细小的宏观裂缝，对工程结构的承载能力、使用功能和耐久性不会有大的影响，只是有损结构的外观，引起对工程质量的疑虑。当可见的宏观裂缝较宽较深时，会影响结构的抗渗性能，导致水分及有害物质渗入，诱发钢筋锈蚀或加速混凝土的自然老化，从而损害工程结构的承载能力、使用功能和耐久性。6 6 混凝土结构产生宏观裂缝不外乎是由于混凝土原材料质量低劣、配合比选定不当；或是由于施工过程的施工方法有误或工艺欠佳；或是由于设计有误；或对温度变化和混凝土收缩产生的拉应力估计不足；或混凝土已遭受腐蚀或重大损伤，结构存在严重薄弱环节，成为结构面临破坏的前兆。所以必须采取各种措施预防或减少产生宏观裂缝，一旦出现宏观裂缝，就须分析其原因，并采取适当修补措施。7 7 钢筋混凝土结构裂缝控制指南章 节 条 文8 81.2 应用时注意事项 对裂缝及其引起钢筋混凝土结构损害的控制，需贯彻“防、放、抗”相结合治理的原则，从设计、材料、配合比及施工等各方面综合考虑，统筹处理。9 9第2章 裂缝的类型、产生原因及控制2.1 裂缝的类型 当裂缝已影响到或可能发展到影响结构性能、使用功能或耐久性时称为有害裂缝。不少情况下，混凝土出现的可见裂缝对结构性能、使用功能或耐久性等不会有大的影响，只是影响结构的外观，对这些裂缝称为无害裂缝。虽称为无害裂缝，但也反映了在原材料、配合比和施工过程中或在设计中存在某些缺陷，也应予以关注和改进。1010 裂缝就其开裂深度可分为表面的、贯穿的；就其在结构物表面形状可分为网状裂缝、爆裂状裂缝、不规则短裂缝、纵向裂缝、横向裂缝、斜裂缝等；裂缝按其发展情况可分为稳定的和不稳定的、能愈合的和不能愈合的；裂缝按其产生的时间可分为混凝土硬化之前产生的塑性裂缝和硬化之后产生的裂缝；裂缝按其产生的原因，可分为荷载裂缝和变形裂缝。荷载裂缝是指因动、静荷载的直接作用引起的裂缝。变形裂缝是指因不均匀沉降、温度变化、湿度变异、膨胀、收缩、徐变等变形因素引起的裂缝。2.2 裂缝产生的原因概括分类如下面所示。1111一、与结构设计及受力荷载有关的1、在设计荷载范围内，超过设计荷载范围或设计未考虑到的作用2、地震、台风作用等3、构件断面尺寸不足、钢筋用量不足、配置位置不当4、结构物的沉降差异5、次应力作用6、对温度应力和混凝土收缩应力估计不足1212二、与使用及环境条件有关的1、环境温度、湿度的变化2、结构构件各区域温度、湿度差异过大3、冻融、冻胀4、内部钢筋锈蚀5、火灾或表面遭受高温6、酸、碱、盐类的化学作用7、冲击、振动影响1313三、与材料性质和配合比有关的1、水泥非正常凝结（受潮水泥、水泥温度过高）2、水泥非正常膨胀（游离CaO、游离MgO、含碱量过高）3、水泥的水化热4、骨料含泥量过大5、骨料级配不良6、使用了碱活性骨料或风化岩石14147、混凝土收缩8、混凝土配合比不当（水泥用量大、用水量大、水胶比大、砂率大等）9、选用的水泥、外加剂、掺合料不当或匹配不当10、外加剂、硅灰等掺合料掺量过大1515四、与施工有关的1、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2、泵送时增加了用水量、水泥用量3、浇筑顺序有误，浇筑不均匀（振动赶浆、钢筋过密）4、捣实不良，坍落度过大、骨料下沉、泌水，混凝土表面强度过低就进行下一道工序5、连续浇筑间隔时间过长，接茬处理不当6、钢筋搭接、锚固不良，钢筋、预埋件被扰动7、钢筋保护层厚度不够16168、滑模工艺不当（拉裂或塌陷）9、模板变形、模板漏浆或渗水10、模板支撑下沉、过早拆除模板、模板拆除不当11、硬化前遭受扰动或承受荷载12、养护措施不当或养护不及时13、养护初期遭受急剧干燥（日晒、大风）或冻害14、混凝土表面抹压不及时15、大体积混凝土内部温度与表面温度或表面温度与环境温度差异过大17172.3 裂缝的控制2.3.1 为了控制钢筋混凝土结构的裂缝，除应遵守混凝土结构设计规范 GB 50010、混凝土结构工程施工质量验收规范GB 50204、普通混凝土配合比设计规程JGJ55等有关规范、标准的规定外，还应对本指南所列的裂缝产生的各种原因，采取相应控制措施。18182.3.2 钢筋混凝土结构裂缝的控制，主要是为了控制有害裂缝，减少（小）可见裂缝，以保证建筑结构的安全性、耐久性和使用功能。19192.4 裂缝控制措施的分类 设计方面的措施；材料、配合比方面的措施；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”。2.5 对应于不同原因的裂缝控制措施2020基本措施荷载，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设计方面的收缩，膨胀，碳化，氯化物，碱骨料反应，泌水材料，配合比方面的钢筋预埋件位置移动，管线配置不当，捣实不良，骨料下沉，泌水，初期急剧干燥，施工扰动，养护不良，保护层厚度不足 施工方面的注：弯曲、剪切和轴心受拉构件的荷载；混凝土中氯离子含量，应符合混凝土结构 设计规范GB 50010和混凝土质量控制 标准GB 50164的规定；2121特殊措施不均匀沉降，氯化物，水泥水化热，冻融，环境腐蚀设计方面的水泥水化热，氯化物，冻融材料、配合比方面的水泥水化热，初期冻害，初期急剧干燥施工方面的注：外部侵入的氯化物。2222第3章 有关设计方面的措施3.1 一般规定3.1.1 设计混凝土结构构件时，对其承受的永久荷载和可变荷载应按建筑结构荷载规范GB 50009中的规定采用；施工过程中的临时荷载，可按预期的最大值确定；机械运转或运输机具运转时产生的动荷载，按特殊荷载确定。设计时应避免在设计使用年限内发生结构构件不应有的超载。23233.1.2 设计时除应符合混凝土结构设计规范GB 50010的规定外，尚应根据当地地震裂度等级、建筑物的规模、体量、体形、平面尺寸、地基基础情况、结构体系类别、当地气候条件、使用功能需要、使用环境、装饰要求、施工技术条件、房屋维护管理条件等因素，全面慎重地考虑对混凝土结构构件采取有效设计措施，控制混凝土收缩、温度变化、地基基础不均匀沉降等原因产生的裂缝。24243.1.3 控制最大裂缝宽度的目标值 钢筋混凝土结构构件的最大裂缝宽度限值是保证结构构件耐久性的设计目标值，见下表。需要考虑防止漏水的最大裂缝宽度的目标值要根据可靠资料确定。2525钢筋混凝土结构最大裂缝宽度限值环境类别一二三最大裂缝宽度限值/mm0.3（0.4）0.20.2 一类环境是指室内正常环境。二类环境是指室内潮湿环境；非严寒和非寒冷地区的露天环境、与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境；严寒和寒冷地区的露天环境；与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境。三类环境是指使用除冰盐的环境；严寒和寒冷地区冬季水位变动的环境；滨海室外的环境。2626 3.在一类环境下，对钢筋混凝土屋架、托架及需作疲劳验算的吊车梁，其最大裂缝宽度限值应取为0.2mm；对钢筋混凝土屋面梁和托梁，其最大裂缝宽度限值应取为0.3mm。27273.1.4 对较长的建筑结构在设计时可采取分割措施（设置沉降缝、防震缝、伸缩缝等），将建筑物分割为长度较短的若干结构单元，以减少混凝土收缩、温度变化或地基不均匀沉降产生的结构构件内部拉应力。也可采取加强结构构件刚度或增设除按通常承载力计算所需结构构件配筋量外的构造钢筋或设置后浇带或对地基进行处理等措施。28283.1.5 应采取有效措施加强建筑物屋面、外墙或构件外露表面的保温、隔热性能，减少温度变化和日照对混凝土结构构件产生的不利影响。3.1.6 对跨度较大的混凝土受弯构件宜采用预加应力或其他有效措施，控制正截面、斜截面裂缝的开展并减小其宽度。29293.2 基本控制措施3.2.1 在板的温度、收缩应力较大区域（如跨度较大并与混凝土梁及墙整浇的双向板的角部和中部区域或当垂直于现浇单向板跨度方向的长度大于8m时沿板长度的中部区域等）宜在板未配筋表面配置控制温度收缩裂缝的构造钢筋。30303.2.2 在房屋下列部位的现浇混凝土楼板、屋面板内应配置抗温度收缩钢筋：当房屋平面体形有较大凹凸时，在房屋凹角处的楼板；房屋两端阳角处及山墙处的楼板；房屋南面外墙设大面积玻璃窗时，与南向外墙相邻的楼板；房屋顶层的屋面板；与周围梁、柱、墙等构件整浇且受约束较强的楼板。31313.2.3 当楼板内需要埋置管线时，现浇楼板的设计厚度不宜小于110mm。管线必须布置在上下钢筋网片之间，管线不宜立体交叉穿越，并沿管线方向在板的上下表面一定宽度范围内采取防裂措施。3.2.4 楼板开洞时，当洞的直径或宽度（垂直于构件跨度方面的尺寸）不大于300mm时，可将受力钢筋绕过洞边，不需截断受力钢筋和设置洞边附加钢筋。当洞的直径较大时，应在洞边加设边梁或在洞边每侧配置附加钢筋。3232 3.2.5 为控制现浇剪力墙结构因混凝土收缩和温度变化较大而产生的裂缝，墙体中水平分布筋除满足强度计算要求外，其配筋率不宜小于0.4%，钢筋间距不宜大于100mm。外墙墙厚宜大于160mm，并宜双排配置分布钢筋。33333.2.7 对大体积混凝土工程，可采取降低混凝土水化温升的有效措施；对大面积混凝土工程可采用分段间隔浇筑措施，分段原则应根据结构条件确定，经过大于10d的养护再将各分段连成整体。对有防水要求的结构，应在分段之间设置钢止水带，并仔细处理好施工缝。对较长的工程可设置“后浇带”（每隔3050m设置一道）。34343.2.8 为解决高层建筑与裙房间沉降差异过大而设置的“沉降后浇带”。3.2.9 楼板、屋面板采用普通混凝土时，其强度等级不宜大于C30，基础底板、地下室外墙不宜大于C35。35353.2.10 框架结构较长（超过规范规定设置伸缩缝的长度）时，纵向梁侧边宜配置足够的抗温度收缩钢筋。3.3 特殊措施3.3.1 为控制水泥水化热产生的混凝土裂缝，除施工中应采取有效措施降低混凝土在硬化过程中的水化温升外，设计中应在预计可能产生裂缝的部位配置足够的构造钢筋或设置诱导缝。36363.3.2 为控制因冻融产生的混凝土裂缝，在外露的混凝土构件表面应采取有效的防冻处理，缓和混凝土的急剧降温，并采用有效的防水措施，保持混凝土的干燥状态。3.3.3 为控制混凝土内部氯化物引起钢筋锈蚀产生的裂缝，应根据混凝土结构所处的环境条件，按混凝土结构设计规范GB 50010的规定确定构件的最小混凝土保护层厚度和最大氯离子含量。37373.3.4 为控制有可能受外部侵入的氯化物引起钢筋锈蚀产生的裂缝，必要时可在构件表面采取保护措施，预防氯化物的侵入，此外设计中也应加严控制裂缝宽度的限值，并应适当加大混凝土保护层厚度。3838第四章 有关材料和配合比方面的措施4.1 一般规定 为了控制混凝土结构的有害裂缝，应妥善选定组成材料和配合比，以使所制备的混凝土除符合设计和施工所要求的性能外，还应具有抵抗开裂所需要的功能。4.2 材料4.2.1 水泥。宜用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥；对大体积混凝土，宜采用中热硅酸盐水泥、低热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥。使用时水泥的温度不宜超过60。3939 4.2.2 骨料。对混凝土用的骨料应符合普通混凝土用砂质量标准及检验方法JGJ 52、普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法JGJ 53及其他国家现行有关标准的规定，且应优选洁净、级配良好的中砂和级配良好、空隙率较小的粗骨料。4040 混凝土结构如处在潮湿环境中，特别是室外和地下工程，其混凝土应采用上述标准中规定的非碱活性的骨料。4141混凝土碱含量限值反映类别环境条件混凝土最大碱含量（按Na2O当量计）/（kg/m3）一般工程结构重要工程结构特殊工程结构碱硅酸盐反应干燥环境不限制不限制3.0潮湿环境3.53.02.0含碱环境3.0用非活性骨料42424.2.3 矿物掺合料。为改善混凝土性能应在其中掺入矿物掺合料，所用矿物掺合料应分别符合用于水泥和混凝土中的粉煤灰GB 1596、用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉GB/T 18046、天然沸石粉在混凝土和砂浆中应用技术规程JGJ/T 112等的规定。粉煤灰掺量不宜超过水泥用量的30%，对现浇楼板不宜超过20%；矿渣粉掺量不宜超过水泥用量的50%；沸石粉不宜超过水泥用量的10%；硅粉不宜超过水泥用量的10%；采用复合矿物掺合料时，其掺量不宜超过水泥用量的50%。43434.3 配合比4.3.1 混凝土配合比除应按普通混凝土配合比设计规程JGJ 55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4.3.24.3.10的规定。4.3.3 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宜小于120mm，柱、墙用的混凝土坍落度宜小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左右。44444.3.4 用水量。不宜大于180kg/m3。4.3.5 水泥用量。普通强度等级的混凝土宜为270450kg/m3，高强混凝土不宜大于550kg/m3（含替代水泥的矿物掺合料）。4.3.6 水胶比。应尽量采用较小的水胶比。混凝土水胶比不宜大于0.60。4.3.7 砂率。在满足工作性要求的前提下，应采用较小的砂率。4.3.8 泌水量。宜小于0.3mL/cm2。4.3.9 宜采用引气剂或引气减水剂。45454.4 其他特殊措施4.4.1 用于有外部侵入氯化物的环境时，钢筋混凝土结构或部件所用的混凝土应采取下列措施之一：水胶比应控制在0.55以下；混凝土表面宜采用密实、防渗措施；必要时可在混凝土表面涂刷防护涂料等以阻隔氯盐对钢筋混凝土的腐蚀。46464.4.2 对因水泥水化热产生的裂缝的控制措施 尽量采用水化热低的水泥；优化混凝土配合比，提高骨料含量；尽量减少单方混凝土的水泥用量；延长评定混凝土强度等级的龄期；掺矿物掺合料替代部分水泥。4.4.3 对因冻融产生的裂缝的控制措施 采用引气剂或引气减水剂；混凝土含气量宜控制在5%左右；水胶比不宜大于0.5。4747第5章 有关施工方面的措施5.1 一般规定 钢筋混凝土工程施工时，除满足通常所要求的混凝土物理力学性能及耐久性能外，还应控制有害裂缝的产生。为此，事先要妥善制订好能满足上述要求的施工组织设计、相关的技术方案和质量控制措施，并应进行技术交底，切实贯彻执行。在各道工序各个环节配置具备相应技能的熟练人员，按这些计划进行施工。48485.2.3 安装模板时，为确保钢筋保护层厚度，应准确配置混凝土垫块或钢筋定位器等。5.2.4 模板的支撑立柱应置于坚实的地面上，并应具有足够的刚度、强度和稳定性，间距适度，防止支撑沉陷，引起模板变形。5.2 模板的安装及拆除49495.2.5 模板及其支架的拆除顺序及相应的施工安全措施在制定施工技术方案时应考虑周全。拆除模板时，不应对楼层形成冲击荷载。5.2.6 底模及其支架拆除时的混凝土强度应符合设计要求；50505.2.7 后浇带模板的支顶及拆除易被忽视，由此常造成结构缺陷，应予以特别注意，须严格按施工技术方案执行。5.2.8 已拆除模板及其支架的结构，在混凝土强度达到设计要求的强度等级后，方可承受全部使用荷载。51515.4 混凝土的运输5.4.1 运输混凝土时，应能保持混凝土拌合物的均匀性，不应产生分层离析现象，运送容器应不漏浆，内壁光滑平整，具有防晒、防风、防雨雪、防寒设施，并宜快速运输。运送频率，应保证混凝土施工的连续性。5.4.2 运输车在装料前应将车内残余混凝土及积水排尽。当需在卸料前补掺外加剂调整混凝土拌合物的工作性时，外加剂掺入后运输车应进行快速搅拌，搅拌时间应由试验确定。52525.4.3 运至浇筑地点混凝土的坍落度应符合要求，当有离析时，应进行二次搅拌，搅拌时间应由试验确定。严禁向运输到浇筑地点的混凝土中任意加水。5.4.4 由搅拌、运输到浇筑入模，当气温不高于25时，持续时间不宜大于90min，当气温高于25时，持续时间不宜大于60min。当在混凝土中掺加外加剂或采用快硬水泥时，持续时间应由试验确定。53535.5 混凝土的浇筑5.5.1 为了获得匀质密实的混凝土，浇筑时要考虑结构的浇筑区域、构件类别、钢筋配置状况以及混凝土拌合物的品质，选用适当机具与浇筑方法。5.5.2 浇筑之前要检查模板及其支架、钢筋及其保护层厚度、预埋件等的位置、尺寸，确认正确无误后，方可进行浇筑，同时，还应检查对浇筑混凝土有无障碍（钢筋或预埋管线过密），必要时予以修正。5.5.3 混凝土的一次浇筑量要适应各环节的施工能力，以保证混凝土的连续浇筑。54545.5.5 浇筑墙、柱等较高构件时，一次浇筑高度以混凝土不离析为准，一般每层不超过500mm，捣平后再浇筑上层，浇筑时要注意振捣到位使混凝土充满端头角落。5.5.6 当楼板、梁、墙、柱一起浇筑时，先浇筑墙、柱，待混凝土沉实后，再浇筑梁和楼板。当楼板与梁一起浇筑时，先浇筑梁，再浇筑楼板。55555.5.7 浇筑时要防止钢筋、模板、定位筋等的移动和变形。5.5.8 浇筑的混凝土要充填到钢筋、埋设物周围及模板内各角落，要振捣密实，不得漏振，也不得过振，更不得用振捣器拖赶混凝土。56565.5.10由于混凝土的泌水、骨料下沉，易产生塑性收缩裂缝，此时应对混凝土表面进行压实抹光；在浇筑混凝土时，如遇高温、太阳暴晒，大风天气，浇筑后应立即用塑料膜覆盖，避免发生混凝土表面硬结。5.5.11 对大体积混凝土，应控制浇筑后的混凝土内外温差、混凝土表面与环境温差不超过25。为达到这一要求可采用以下几种措施：混凝土配合比设计时，应掺用矿物掺合料降低水泥用量，并采用水化热低的水泥；在混凝土表面采用可靠的保温、保湿措施；5757 降低混凝土入模温度（例如在拌制混凝土时可采用加冰屑或冰水降温、控制水泥及骨料温度等措施）；预埋冷却水管降低混凝土内部温度。5.5.13 板类（含底板）混凝土面层浇筑完毕后，应在初凝后终凝前进行二次抹压。58585.5.14 应按设计要求合理设置后浇带，后浇带混凝土的浇筑时间应符合设计要求，当无设计要求时，后浇带应在其两侧混凝土龄期至少6周后再行浇筑，且应加强该处混凝土的养护工作。5.5.15 施工缝处浇筑混凝土前，应将接茬处剔凿干净，浇水湿润，并在接茬处铺水泥砂浆或涂混凝土界面剂，保证施工缝处结合良好。59595.6 混凝土的养护5.6.1 养护是防止混凝土产生裂缝的重要措施，必须充分重视，并制定养护方案，派专人负责养护工作。5.6.2 混凝土浇筑完毕，在混凝土凝结后即须进行妥善的保温、保湿养护，尽量避免急剧干燥、温度急剧变化、振动以及外力的扰动。5.6.3 浇筑后采用覆盖、洒水、喷雾或用薄膜保湿等养护措施；保温、保湿养护时间，对硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土，不得少于7d；对掺用缓凝型外加剂或有抗渗要求的混凝土，不得少于14d。60605.7 其他特殊措施5.7.1 因水泥水化热产生裂缝的控制措施在施工技术方案中，应制订好入模混凝土的温度控制、浇筑后的混凝土温度控制、养护及拆除模板后的养护等措施，并组织实施。5.7.2因初期冻害产生裂缝的控制措施在施工技术方案中，应做好混凝土浇筑后初期避免遭受冻害的养护措施，并组织实施。61615.6.6 墙体混凝土浇筑完毕，混凝土达到一定强度（13d）后，必要时应及时松动两侧模板，离缝约35mm，在墙体顶部架设淋水管，喷淋养护。拆除模板后，应在墙两侧覆挂麻袋或草帘等覆盖物，避免阳光直照墙面，继续喷水养护时间应符合5.6.3条规定；地下室外墙宜尽早回填土。5.6.7 冬期施工不能向裸露部位的混凝土直接浇水养护，应用塑料薄膜和保温材料进行保温、保湿养护。保温材料的厚度应经热功计算确定。6262 谢谢大家！6363