1、 1 摘 要 混凝土 因其取材广泛、价格低廉、抗压强度高、可浇筑成各种形状，并耐火性好、不易风化、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 。但是 混凝土抗拉能力差、脆性大、容易开裂。一般对结构的使用无大的危害，可允许其存在；但是这些裂缝在使用荷载或外界物理、化学因素的作用下，不断产生和扩展，引起混凝土碳化、保护层剥落、钢筋腐蚀，使混凝土的强度和刚度受到削弱，耐久性降低，严重时甚至发生垮塌事故，危害结构的正常使用，必须加以控制。 关键词 ： 混凝土 ;裂缝 ; 成因 ;控制措施 1 目 录 第一章 前言 2 第二章 混凝土 裂缝 产生的原因 3 2.1混凝土施工造成的裂缝 3 2
2、.1.1混凝土浇筑时模板洒水造成的裂缝 3 2.1.2混凝土振捣施工造成的裂缝 3 2.1.3模板支设和拆除造成的裂缝 3 2.1.4混凝土收面压光造成的裂缝 3 2.1.5混凝土后浇带施工造成的裂缝 3 2.1.6混凝土养护造成的裂缝 4 2.2混凝土本身原因造成的裂缝 4 2.1.1混凝土本身内部作用造成的裂缝 4 2.2.2混凝土塑性收缩造成的裂缝 5 2.2.3混凝土水化收缩造成的裂缝 5 2.2.4混凝土干燥收缩造成的裂缝 5 2.2.5混凝土自身收缩造成的裂缝 5 2.2.6混凝土干湿造成的裂缝 6 2.2.7混凝土内部温度造成的裂缝 6 2.3混凝土外界因素造成的裂缝 7 第三章
3、 混凝土裂缝的控制措施 7 3.1混凝土结构设计方面 的控制措施 7 1 3.2施工方面的控制 措施 9 3.3混凝土施工温度方面 的 控制 12 3.4原材料及施工配合比方面的控制措施 12 第四章 混凝土裂缝控制案例 13 4.1工程概况 13 4.2裂缝的出现部位和表现形式 14 4.3裂缝产生的原因及危害 14 4.4此实例混凝土裂缝的处理措施 15 4.5以后混凝土施工裂缝的防治措施 15 结束语 17 参考文献 18 致谢 19 2 第一章 前 言 混凝土结构裂缝 在我们施工过程中都要产生，为了避免砼有害裂缝的出现，为了确保工程质量符合国家规范要求，在工程施工中应尽可能采取必要的技
4、术和施工措施来控制裂缝的出现，使我们所施工的混凝土结构裂缝的数量和宽度尽量减少到国家规范要求以内。 混凝土 裂缝 也 是 社会各界 可以接受的一种 现象 ，只是 我们 如何 将 有害程度控制在 规范要求以内 。 正 因为混凝土是多种材料组成的一种混合体， 它 又是一种脆性材料， 它 在受到 不同 压力、温度和外力的作用下，都有 可能 出现裂缝。 混凝土构件通常都是带缝工作的，由于混凝土裂缝的存在和发展往往会使其内部的钢筋等材料产生腐蚀， 造成混凝土结构的承载能力、耐久性及抗渗能力降低，直接影响建筑物的外观、使用寿命。很多工程结构的失事都是由于混凝土裂缝造成的。混凝土规范也明确规定：结构构件在所
5、处的不同条件下，允许存在一定宽度的裂缝。但是在施工中应尽量采取有效措施控制裂缝产生，使其结构尽可能不出现裂缝或尽量减少裂缝的数量和宽度，尤其要避免有害裂缝的出现，从而确保工程质量和结构安全。 本文 结合的 现场施工 经验，并 参考 大量 文献 资料，分析了混凝土裂缝产生 的 原因， 并 提出了防治对策 和控制措施 。 3 第二章 混凝土 裂缝 产生的原因 混凝土裂缝形成的原因有多个方面的因素造成的 ,大致可分为混凝土施工、本身特性、外界因素等三大类。在此 ,我们就按此分类来谈谈混凝土裂缝形成的成因。 2.1 混凝土施工造成的裂缝 2.1.1 混凝土浇筑时模板洒水造成的裂缝 混凝土浇筑时施工模板
6、洒水不当，过于干燥，或因模板本身吸水量过大，造成混凝土的塑性收缩变形产生裂缝。 2.1.2 混凝土振捣施工造成的裂缝 混凝土振捣 不到位，或者振捣时间过短，造成混凝土没有达到密实状态；如果使混凝土振捣时间过长，造成石子下沉砂浆上浮，容易形成混凝土干缩变形量大，因此造成混凝土收缩不均匀产生裂缝。 2.1.3 模板支设和拆除造成的裂缝 模板支设和拆除施工过程中由于工人施工不规范、模板支设体系不牢固，或者工人过早拆除梁板底模板和支撑钢管等原因造成的裂缝；项目部对施工班组在施工过程中控制不严，造成局部施工荷载过大而导致出现的裂缝。 2.1.4 混凝土收面压光造成的裂缝 混凝土表面过度的收面压光会使表面
7、砂浆过多， 并形成含水量很大的水泥浆层，使 水泥浆中的氢氧化钙与空气中二氧化碳产生化学作用生成碳酸钙，引起混凝土表面体积碳水化收缩，并使混凝土表面产生龟裂裂缝。 2.1.5 混凝土后浇带施工造成的裂缝 为了更好的解决钢筋混凝土收缩变形和温度应力变形， 国家规范要求我们采用后浇带施工法，但是有些施工后浇带不能按设计规范要求施工，例如后浇带未留企口缝、板面的后浇带不支设模板而造成斜坡槎；还有疏松混凝土未彻4 底凿除干净，施工时未提前洒水等造成混凝土板面的裂缝。 2.1.6 混凝土养护造成的裂缝 混凝土过早洒水养护会影响混凝土的胶结能力；过迟洒水养护，如混凝 土表面干燥过快，则通常在其表面上形成宽度
8、大小不一且不规则的收缩裂缝。混凝土开始养护的时间应该综合考虑气温、湿度、风速等等各种因素，一般情况下，在混凝土达到初凝时，就要开始洒水养护。混凝土养护措施要合理，可采用麻袋覆盖洒水养护，以保证混凝土表面达到充分的湿润，保证养护时间至少 7 天以上。如果混凝土养护不好则对混凝土整体质量产生显著影响，将直接影响到混凝土本身的抗裂能力。在冬季和夏季施工期间，我们更要预先制定施工方案，施工时按照施工方案实施，特别要对混凝土内外温差和湿度的控制。 2.2 混凝土本身原因造成的裂缝 2.2.1 混凝土本身内部作用造成的裂缝 混凝土中的钢筋锈蚀形成的裂缝和碱骨料之间起化学作用形成的裂缝是钢筋混凝土结构中最常
9、见的裂缝。在混凝土中的钢筋腐蚀是电化学作用反应的过程。总之决定钢筋腐蚀的基本因素是电位差、水和氧 ,但是钢筋实际的腐蚀速度大多不是受制于氧的供应。而是 cl离子，它是钢筋腐蚀反应的活化剂 ,因为 cl 能破坏钢筋表面钝化膜从而引发钢筋腐蚀 ,并且能增大溶液导电性、增大电位差、加速腐蚀反应等 ;所以我们在混凝土中掺有氯盐或掺入 cl离子时就会引发钢筋锈蚀 ,因此现实施工中的钢筋锈蚀病害大多由它 引起的。如果混凝土中钢筋表层腐蚀或铁锈后 ,其体积可增加好几倍 ,并且挤压其外侧混凝土并使之产生垂直于外的拉应力 ,当其拉应力超过混凝土的承耐的拉力时就会形成混凝土的保护层上顺沿钢筋的纵向方向裂缝。因为在
10、混凝土拌和时会产生一些碱性离子，而这些离子在与某些活性骨料会产生化学反应并吸收周围环境中的水而使其体积增大，并造成混凝土膨胀开裂。如果这种裂缝出现在混凝土结构使用期间将会很难补救，因此我们在施工中应采取有效措施进行控制和预防。由于在混凝土浇筑、振捣不当或者是钢筋保护层较少 ,会使有害物质进入混凝土内部使钢筋产生5 锈蚀 ,当锈蚀的钢筋体积膨胀过大 ,会导致混凝土膨胀裂缝 ,因此此种裂缝多为纵向裂缝 ,沿钢筋的布置位置出现。当混凝土裂缝出现后 ,外面的水、气 (氧 ) 可顺着裂缝渗入并进一步加快钢筋的腐蚀 ,如果使裂缝长期发展下去 ,裂缝将会增宽、增长 ,甚至会使混凝土保护层大片脱落。也会造成钢
11、筋截面随着锈蚀发展而减小 ,导致钢筋锈断并对工程结构的耐久性、安全性产生严重的影响。 2.2.2 混凝土塑性收缩造成的裂缝 塑性收缩定义是指混凝土在凝固之前，因混凝土表面失水过快而产生的收缩变形。塑性收缩裂缝一般发生在干燥大风或高温天气时出现，其裂缝多呈 现中间宽两端细且大小长短不一、互不连通的状态。造成的主要原因有如下：混凝土在终凝之前几乎没有抗拉压强度或者强度很小，当混凝土刚刚终凝时抗拉压强度小，此时受到干燥大风或高温天气的影响，会使混凝土表面失水过快造成混凝土内部体积急剧收缩，而此时混凝土的抗拉压强度又无法抵抗其本身收缩变形，导致龟裂裂缝的出现。混凝土塑性收缩开裂的主要影响因素有混凝土的
12、凝结时间、水灰比、风速、环境温度、相对湿度等因素。 2.2.3 混凝土水化收缩造成的裂缝 由于混凝土中水和水泥作用反应后生成物体积 ,会比反应之前水和水泥的体积减小， 又因水化作用时 ,其绝对体积也会减少 ,即混凝土产生水化收缩。 2.2.4 混凝土干燥收缩造成的裂缝 干燥收缩是由于混凝土的脱水干燥时 ,其体积或长度会有所减少的过程。干燥收缩变形主要是由于水泥浆的干缩造成的 ;水泥浆的收缩量比混凝土大 ,如果以普通混凝土的 1d的龄期为基准 , 环境的相对湿度 70 %左右的情况下 ,与其收缩变形量一致。混凝土干缩变形的主要影响原因有如下两个方面原因 : 内因涉及单方水灰比、水泥用量、骨料用量
13、 和构件大小 (厚度 )、 用水量 ;外因则涉及干燥时间、环境相对湿度等。 2.2.5 混凝土自身收缩造成 的裂缝 混凝土自身收缩是指在外部无水分供应时 ,在水泥浆的骨架形成后 ,当伴随6 着水泥浆水化作用的逐步完成 ,水泥浆中的水会被消耗完时 ,混凝土会产成弯液面而发生负压 ,此时会出现的收缩变形。 2.2.6 混凝土干湿造成的裂缝 混凝土结构硬化后虽然是稳定的 ,但时高湿度环境或者水中的地方 ,将会由于混凝土吸水而产生膨胀 ,故称之为润湿膨胀。其膨胀变形的主要影响原因有 :混凝土中单方用水量、混凝土浸水前的干燥状态、水灰比、水中存放期限水泥用量以及骨料以及构件的大小 (厚度 )等。 2.2
14、.7 混凝土内部温度造成的裂缝 温 度裂缝主要是由于混凝土内部温度差或由于外界温度的变化通过混凝土热胀冷缩效应而引起混凝土开裂的裂缝。因此温度裂缝可分为二类。 一类温度裂缝并不是混凝土本身内部有温度差引起的，而是出在整个混凝土结构中局部混凝土结构构件受环境温度的变化，通过混凝土热胀冷缩效应，对与其有相关的结构构件产生拉应力。当混凝土抗拉强度小于这个来自外部的拉应力时，混凝土就会产生裂缝。此类裂缝出现的时间比较晚，一般会在混凝土硬化后 1.5 2.5年内出现，如果出现通常是贯穿的裂缝，宽度一般 0 2mm，但是局部位置也会超过 0 2mm。例如在建 筑物的东西两端墙角混凝土结构楼板处，由于墙角两
15、侧的混凝土结构墙体受太阳的照射，温度差大，容易产生膨胀，从而对与之相连的混凝土结构楼板会有来之两个垂直方向的拉应力，其合力为45方向的力，若这个拉应力大于混凝土楼板的抗拉强度时，则在墙角处的混凝土结构楼板会在与外界 45拉应力合力方向相正交的方向产生 45的斜向裂缝。由于对混凝土结构楼板来讲这个温度变化而产生拉应力来自外界和结构内部，因而，这里对这一类温度裂缝的预防、控制不展开讨论。 一类为由于混凝土本身内部存在一个温度差，从而使其本身内部产生温度应力而导致混 凝土开裂的。这主要发生在厚度宽度 lm的大体积混凝土中，出现的时间一般在混凝土硬化早期和硬化过程中，混凝土温度变化主要来源于水泥水化过
16、程中所释放的水化热，如果混凝土内部由于热量散发比混凝土表面较慢时，在混凝土内部和表面形成一个温度差，从而产生混凝土温度应力，当混7 凝土抗拉强度小于温度应力时，混凝土就会开裂，此类裂缝宽度一般情况下不会超过 0 2mm，但若施工过程中温差过大，控制不当，有时会使局部部位裂缝超过 0 3mm。此类裂缝有不贯穿的，也有贯穿的。但是对于对大体积混凝土 ,温差引起的膨胀是极其可怕的。由于大体积 混凝土 ,其聚积在内部的热量不易散发 ,容易导致混凝土内部温度显著升高 ;而且混凝土表面温度散热较快 ,因此形成较大的内表温差 ,导致混凝土内部产生压应力 ,其表面产生拉应力。当混凝土的极限抗拉强度小于此时表面
17、拉应力时 ,就会使混凝土表面产生表面裂缝。同时 ,随着混凝土水化反应的减弱 ,混凝土将渐渐降温 ,但是这个降温过程也会引起混凝土的收缩变形 ;再加上混凝土的多余水分蒸发也会引起的体积变化 ,当它们受到结构边界和地基的约束 ,会产生很大的收缩应力 (拉应力 ) ,当该混凝土抗拉应力小于收缩应力时 ,混凝土将会产生整个截面的贯穿裂缝。 温度裂缝的主要影响因素有 : 构件形状、水泥浆量、水泥品种、外界气温、混凝土浇注时温度及断面尺寸等。 2.3 混凝土外界因素造成的裂缝 结构受外界产生裂缝的因素有很多，施工中和使用工程中都可能出现裂缝。例如拆模过早或方法不当、构件堆放、早期受震、吊装时的垫块或吊点位
18、置不当、运输、施工超载、张拉应力值过大等均可能产生裂缝。而施工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会出现不同程度的裂缝。普通钢筋混凝土结构构件在承受了 35% 40% 的设计荷载，就有可能出现裂缝，我们的肉眼一般不能察觉 ，而混凝土结构构件的极限破坏值往往都在设计荷载的 1.5 倍以上。所以在一般情况下钢筋混凝土结构构件是允许带裂缝工作的 (通常称之为无害裂缝 )。在钢筋混凝土结构设计规范中，分别对不同情况的裂缝规定为最大宽度为 0.2 0.3mm，但是对那些宽度长度超过规范规定的裂缝， 以及在不允许开裂的构件上出现裂缝则应认为有害裂缝，需加以认真分析和正确的处理， 确保
19、工程质量和安全。 第三章 混凝土裂缝的控制措施 8 3.1 混凝土结构 设计方面的控制措施 3.1.1 当 在混凝土 结构设计 中，应特别重视 构造钢筋 的配置，应该符合国家建筑设计规范内容；特别 对于楼面、 墙板 等薄壁构件更应注意构造钢筋的直径和数量的选用。例如混凝土设计规范上规定当混凝土保护层大于 40mm 时应设置6150的抗裂构造网片；如果 按双向板配筋：为使楼板计算简图与实际受力情况一致，现浇楼板应按双向连续板计算配筋。为了减少开裂，宜采用双面配筋，增加表面配筋量。楼板最小配筋率 ，应采用 细直径螺纹钢筋。例如在单向板满足受力情况下选用直径较小的钢筋，双面配筋，可减小间距，加大配筋
20、率，来满足受力要求。 3.1.2 当 设计中结构界面突变带来的应力集中时，如果无法回避时，应当 做局 部处理，如转角处做圆角，突变处做成渐变过渡，同时加强构造配筋，转角处增配斜向钢筋等措施。 3.1.3 当 增 加楼板厚度时，应考虑到楼板双面配筋，并且楼板内暗敷电线管线较多，再加上楼面上 30mm 细石混凝土地坪常被取消等因素，现浇楼板厚度应采用120mm。 3.1.4 合理的留设施工后浇带将可以使混凝土自由的收缩，从而大大减少收缩应力，使混凝土的抗拉强度可以大部分用来抵抗温度应力，从而提高混凝土抵抗温度变化的能力。 3.1.5 当 加强构造配筋时，为了克服墙角 45斜裂缝，将在墙角配置放射筋（特别在建筑物端部），长度大于 1/3跨（不少于 1.0 2.0m）。且在上部支座处负弯矩钢筋宜每隔 1根设置 1根通长筋，以抵抗 板中裂缝及端头裂缝。除受力筋
