1、 网络高等教育 本 科 生 毕 业 论 文（设 计） 题 目 ： 浅谈混凝土结构裂缝成因及控制措施 学习中心： 奥鹏学习中心 层 次： 专科起点本科 专 业： 土木工程 年 级： 学 号： 学 生： 指导教师： 完成日期： 浅谈混凝 土结构裂缝成因及控制措施 1 内容摘要 裂缝是钢筋混凝土结构中常见的一种作用效应，混凝土结构裂缝是建筑界最常见的、较难避免的现象，裂缝重则危及结构安全 ,轻则影响房屋的正常使用及 混凝土 的寿命。 本文从不同角度对裂缝进行了分类，并分析了混凝土裂缝的成因及预防措施和处理技术。 对在施工期如何进行混凝土裂缝控制的研究和实践有一定的指导意义 。 关键词： 混凝土结构
2、；裂缝； 分类 ；预防措施； 处理技术 浅谈混凝 土结构裂缝成因及控制措施 2 目 录 内容摘要 . 错误 !未定义书签。 引 言 . 3 1 绪言 . 1 2 混凝土裂缝的分类及成因 . 2 2.1 混凝土结构裂缝的分类 . 2 2.1.1 按裂缝的成因分类 . 2 2.1.2 按裂缝产生的时间分类 . 3 2.1.3 按裂缝的形状分类 . 6 2.1.4 按裂缝的发展状态分类 . 6 2.2 混凝土裂缝的产生原因 . 7 2.2.1 收缩裂缝的产生原因分析 . 7 2.2.2 温度裂缝的产生原因分析 . 8 2.2.3 沉陷裂缝的产生原因分析 . 9 3 混凝土裂缝的预防措施及处理技术 .
3、 10 3.1 混凝土结构裂缝的预防措施 . 10 3.1.1 干缩及塑性收缩裂缝的预防措施 . 10 3.1.2 温度裂缝的预防措施 .11 3.1.3 沉陷裂缝及其他裂缝的预防措施 .11 3.2 混凝土结构裂缝的处理技术 . 13 3.2.1 表面封闭法 . 13 3.2.2 灌浆、嵌缝封堵法 . 14 3.2.3 结构加固法及混凝土置换法 . 15 4 工程实例分析 . 19 5 结论与展望 . 24 参考文献 . 1 浅谈混凝 土结构裂缝成因及控制措施 3 引 言 随着我国房改、住房商品化的进展，建筑物的楼板裂缝、渗漏等涉及的纠纷或官司也越来越多，建筑物的裂缝已成为住户评判建筑物安全
4、的一个非常直观、敏感和首要的质量标准 ，人们 对建筑物现浇钢筋砼楼板裂缝的控制要求更为严格。混凝土结构裂缝产生的原因 复杂，有材料、温度变化等原因，也有设计、施工、使用等方面的 因素造成。 建筑产品作为一种特殊商品越来越受到消费者和社会的关注；市场经济条件下，良好的质量意识回报社会和消费者的同时将使投资商得到丰厚的回报。 所以解决这一难 题有很重要的现实意义。 浅谈混凝 土结构裂缝成因及控制措施 1 1 绪言 随着城市住宅建设步伐的加快 ,不少住宅小区相继建成 ,许多住户陆续搬进新居 ,他们对住房的质量要求越来越高。近年来，我们工作中发现，现浇钢筋混凝土楼板出现裂缝的情况较多，这已成为影响工程
5、质量的一大通病，同时该问题质量投诉案件有逐年增加趋势。 混凝土结构出现裂缝将对结构产生严重的危害： 1、影响结构承载力和使用安全性：对于受弯构件的楼板，尽管受弯区允许在一定的裂缝宽度存在，但是裂缝对结构承载力的影响是不可忽略的，尤其是一些使用者在装修和使用时又 给楼面增加了很多设计者没有考虑的荷载时。 2、影响结构的防水性：具有防水要求部位混凝土产生裂缝，除了影响结构安全性外，对使用者所带来的最直接的新问题是渗漏水的危害，尤其是在没有做防水的部位表现突出。 3、影响结构的耐久性和使用寿命：化学侵蚀、冻融循环、碳化、钢筋锈蚀、碱集料反应等都会对混凝土结构产生破坏功能。这些破坏功能发生的快慢，除了
6、受混凝土自身材料性质的影响外，裂缝就是一个重要的影响因素。 混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均质脆性材料。由于混凝土施工和本身变形、约束等一系列问题，硬 化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙、气穴和微裂缝，正是由于这些初始缺陷的存在才使混凝土呈现出一些非均质的特性。微裂缝通常是一种无害裂缝，对混凝土的承重、防渗及其他一些使用功能不产生危害。但是在混凝土受到荷载、温差等作用之后，微裂缝就会不断的扩展和连通，最终形成我们肉眼可见的宏观裂缝，也就是混凝土工程中常说的裂缝。 空气中的二氧化碳、二氧化硫气体及雨水等都会顺着裂缝进入混凝土内部，促成钢筋锈蚀的加快；碱集料反应及碳化
7、速度的加快进行；从而引起耐久性的下降和缩短建筑物的使用寿命。 混凝土结构裂缝产生的原因 复杂，有材料 、温度变化等原因，也有设计、施工、使用等方面的 因素造成。裂缝产生的形式和种类很多，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入手，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。 浅谈混凝 土结构裂缝成因及控制措施 2 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
8、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。 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： （一）设计原因引起的裂缝 1、计算理论选择错误，结构构造不当引起的裂缝。 2、设计时的计算简图与实际受力情况不符产生的裂缝。 3、钢筋锚固长度不满足要求产生的裂缝。 4、平板结构中结 构构造不当导致板面开裂。 5、构件的刚度不满足
9、要求，导致结构开裂。 6、计算模型选择时，考虑主要应力，忽略次要应力，而忽略部分的应力导致。结构中产生的裂缝。 7、预制构件连接部分的裂缝。 （二）施工原因引起的裂缝 1、施工时，钢筋位置摆放不正确，绑扎不到位而引起的裂缝。 2、模板过早拆除，而产生的裂缝。 3、施工使用的原材料不符合设计要求或不合格而引起的裂缝。 4、施工时，构件未达到规定的强度要求，其承受堆载等荷载而引起的裂缝。 5、施工质量达不到要求而引起的裂缝。 （三）使用原因引起的裂缝 1、由地震等偶 然荷载引起的结构开裂。 2、火灾等事故引起的裂缝。 浅谈混凝 土结构裂缝成因及控制措施 3 3、改变建筑物的使用条件引起的裂缝。 二
10、、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，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。 1、收缩裂缝 收缩裂缝是由湿度变化引起的，它是混凝土非结构性裂缝中的主要部分。根据收缩裂缝的形成机理与形成时间的不同，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三类，此 外，还有自身收缩裂缝和碳化收缩裂缝等。 2、温度裂缝 混凝土受温度变化产生热胀冷缩，如果混凝土内外温差或季节气温变化过大，在混凝土结构内部产生温度应力，当温度应力超过混凝土的抗拉
11、强度时，混凝土就会产生裂缝，这种裂缝为温度裂缝。 3、沉降裂缝 地基基础承载上部结构的荷载作用，当地基基础承载力不均匀或地基承载力均匀但建筑物建成后各不同部位荷载差异较大，导致地基产生不均匀沉降，这种不均匀沉降在结构内部产生拉应力及剪应力，当这种拉应力及剪应力超过结构自身的抗拉及抗剪强度时，结构就会在最薄弱的部位产生裂缝，称为沉降裂 缝。这种裂缝多为贯穿的，其位置与沉降方向一致。 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。 一、施工期间出现的裂缝 1、 塑性收缩裂缝 塑性收缩裂缝是指混凝土在凝结之前，表面因失水较快而产生
12、的收缩。塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现，裂缝多呈中间宽、两端细且长短不一，互不连贯状态。较短的裂缝一般长 2030cm，较长的裂缝可达 23，宽 15mm。其产生的主要原因为：混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小，或者混凝土刚刚终凝而强度 很小时，受高温或较大风力的影响，混凝土表面失水过快，造成毛细管浅谈混凝 土结构裂缝成因及控制措施 4 中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩，而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩，因此产生龟裂。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间、环境温度、风速、相对湿度等等。 2、 沉降收缩裂缝 沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软，或
13、回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致；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 30 45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。 3、干燥收缩裂缝 这类裂缝一般在混凝土浇注后一段时间出现，严重时该裂缝会由表及里，由小到大逐步向结构内部发展，形成贯穿裂缝，一般在薄壁混凝土结构中常出现。 4、温度裂缝 多发生在混凝
14、土浇注后的硬化过程中，裂缝宽度受温度变化影响较为明显，冬季较宽，夏季较细。温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或 温差变化较大地区的混凝土结构中。混凝土浇筑后 ,在硬化过程中 ,水泥水化产生大量的水化热，（当水泥用量在 350 550 kg/m3，每立方米混凝土将释放出 17500 27500kJ 的热量，从而使混凝土内部温度升达 70左右甚至更高）。由于混凝土的体积较大，大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发，导致内部温度急剧上升，而混凝土表面散热较快，这样就形成内外的较大温差，较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同，使混凝土表面产生一定的拉应力（实践证明当混凝土本身温差达到 2526时，混
15、凝土内便会产生大致在 10MPa 左右的拉应力）。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时，混凝土表面就会产生裂缝，这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。在混凝土的施工中当温差变化较大，或者是混凝土受到寒潮的袭击等，会导致混凝土表面温度急剧下降，而产生收缩，表面收缩的混凝土受内部混凝土的约束，将产生很大的拉应力而产生裂缝，这种裂缝通常只在混凝土表面较浅的范围内产生。 浅谈混凝 土结构裂缝成因及控制措施 5 温度裂缝的走向通常无一定规律，大面积结构裂缝常纵横交错；梁板类长度尺寸较大的结构，裂缝多平行于短边；深入和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接近平行，裂缝沿着长边分段出现， 中间较密。裂缝宽度大小不
16、一，受温度变化影响较为明显，冬季较宽，夏季较窄。高温膨胀引起的混凝土温度裂缝是通常中间粗两端细，而冷缩裂缝的粗细变化不太明显。此种裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。 根据温度应力的形成过程可分为以下三个阶段：早期：自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束，一般约 30 天。这个阶段的两个特征，一是水泥放出大量的水化热，二是混凝上弹性模量的急剧变化。由于弹性模量的变化，这一时期在混凝土内形成残余应力。中期：自水泥放热作用基本结束时起至混凝 土冷却到稳定温度时止，这个时期中，温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起，这些应力与早期形成的残余应力相
17、叠加，在此期间混凝上的弹性模量变化不大。晚期：混凝土完全冷却以后的运转时期。温度应力主要是外界气温变化所引起，这些应力与前两种的残余应力相迭加。 5、其他一些施工原因产生的裂缝，如混凝土搅拌、运输、浇注、振捣等工序的疏漏缺陷导致的裂缝，以及模板构造不当、拆模时间过早或方法不当，现场建材的堆放和钢筋绑扎不当，水电预埋管细部处理不当等都可能产生混凝土裂缝。 二、使用期间出现的裂缝 1、 钢筋锈蚀 膨胀产生的裂缝 钢筋表面出现锈斑、锈片后进一步发展成整个钢筋表面锈蚀，并产生膨胀， 与保 护层脱离，发生层裂，最后表现为钢筋铁锈进一步膨胀，混凝土本身发生破坏，出现顺筋裂缝，混凝土脱离。 2、 盐碱类介质
18、及酸性侵蚀气 、 液 体等 引起的裂缝 盐碱类介质及酸性侵蚀气、液体等引起了混凝土的 PH 值发生变化，导致了钢筋锈蚀，最终导致混凝土产生裂缝。 3、 冻融循环造成的裂缝 受冻混凝土内部 水分结成冰，产生膨胀，膨胀应力较大时， 使 结构出现裂缝。混凝土 表面和内部所含水分的冻结和融化的交替出现， 形成了 冻融循环。 冻融 的反复 作用 ， 使得混凝 土结构出现裂缝， 造成建筑构造的严重破坏。 浅谈混凝 土结构裂缝成因及控制措施 6 4、 碱骨料反应引起的裂缝 碱骨料反应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。混凝土骨料石子中的活性二氧化硅（ SiO2）如白云质石灰岩石子等，与水
19、泥中过量的碱发生的化学反应。这种反应一般在水泥混凝土硬化后进行，反应生成碱性硅酸盐或碳酸盐，体积膨胀，使混凝土产生裂纹并破坏。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收周围环境中的水而体积增大，造成混凝土酥松、膨胀开裂。这种裂缝一般出现中混凝土结构使用期间，一旦出现很难补救，因 此应在施工中采取有效措施进行预防。 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： （ 1）纵向裂缝，多数平行于混凝土构件底面，顺筋分布，主要是由钢筋锈蚀作用引的。 （ 2）横向裂缝，垂直于构件底面，主要是由荷载作用、温差作用引起的。 （ 3）剪切裂缝，主要是由于竖向荷载或
20、震动位移引起的。 （ 4）斜向裂缝、八字形或倒八字形裂缝，常见于混凝土墙体和混凝土梁，主要因地基的不均匀沉降以及温差作用引起。 （ 5） X 形裂缝，常见于框架梁、柱的端头以及墙面上，由于瞬间的机械撞击作用或者震动荷载作用引起。 （ 6）各种不规则裂缝，如反复冻融或火灾等引起的裂缝。有直缝及不规则形状裂缝，此种裂缝中间宽并且贯通，两头深度较浅，多发生于混凝土楼板。 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。 2.1.4 按裂缝的发展状态分类 根据裂缝所处的运动状态及其发展趋势，可分为： 1、稳定裂缝。这种裂缝不影响持久应用，包括两类：一类是在运动过程中可以自愈合的裂缝，常见于一些新建的防水工程中，这是由于裂缝处水泥颗粒在渗漏过程中与水进一步化合，析出 Ca（ OH） 2晶体且部分 Ca（ OH） 2又与溶解在水中的 CO2发生碳化反应形成 CaCO3结晶，两者形成的凝胶物质将胶合裂缝封闭，从而
