混凝土裂缝的成因与控制(修改)

吉林大学远程教育本科生毕业论文（设计）混凝土裂缝的成因与控制学生姓名陆先生专业土木工程（工业与民用建筑方向）层次年级2010春专升本学号201004719889指导教师金开鑫职称讲师学习中心黑龙江佳木斯市委员会党校成绩2012年4月23日吉林大学远程教育2012届本科生毕业论文（设计）第I页共23页摘要房屋建筑工程中混凝土的裂缝问题是一个普遍存在而又难于解决的工程实际问题。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，总结了混凝土裂缝的处理方法：表面处理法、填充法、灌浆法、结构补强法、混凝土置换法、电化学防护法、仿生自愈合法等。关键词：混凝土裂缝成因控制吉林大学远程教育2012届本科生毕业论文（设计）第II页共23页目录摘要······························I前言······························1第1章概述···························21.1课题的提出.................................错误!未定义书签。1.2本论文的研究内容...........................错误!未定义书签。1.3本论文的研究方法...........................错误!未定义书签。第2章裂缝的成因························32.1设计原因....................................................32.2材料原因....................................................42.3混凝土配合比设计原因........................................42.4施工及现场养护原因..........................................42.5使用原因(外界因素)..........................................5第3章裂缝的控制措施······················63.1设计方面....................................................63.1.1设计中的‘抗’与‘放’................................63.1.2尽量避免结构断面突变带来应力集中.......................63.1.3采用补偿收缩混凝土技术.................................63.1.4设计上要注意容易开裂部位..............................63.1.5重视构造钢筋..........................................73.2材料选择....................................................73.3混凝土配合比设计............................................73.4施工方面....................................................83.4.1模板的安装及拆除......................................83.4.2混凝土的制备..........................................93.4.3混凝土的运输..........................................93.4.4混凝土的浇筑.........................................103.4.5混凝土的养护.........................................113.5管理方面...................................................11吉林大学远程教育2012届本科生毕业论文（设计）第III页共23页3.6环境方面...................................................12第4章混凝土裂缝的处理方法···················144.1混凝土裂缝的处理方法.......................................144.1.1.表面处理法...........................................144.1.2填充法................................................144.1.3灌浆法................................................144.1.4.结构补强法...........................................144.1.5混凝土置换法..........................................144.1.6电化学防护法..........................................144.1.7仿生自愈合法..........................................154.2混凝土裂缝控制案例分析.....................错误!未定义书签。4.2.1在建工程发生裂缝描述.................错误!未定义书签。4.2.2初步处理措施.........................错误!未定义书签。4.2.3以后施工过程中裂缝的防治措施.........错误!未定义书签。第5章结论···························165.1混凝土裂缝产生原因.........................................165.2混凝土裂缝的控制措施.......................................165.3混凝土裂缝的处理方法.......................................16参考文献·····························18致谢·····························19吉林大学远程教育2012届本科生毕业论文（设计）第1页共23页引言在当今房屋建筑工程的设计和施工中，因混凝土结构具有耐久性、耐火性、可塑性、整体性好以及容易就地取材等优点，所以绝大多数建筑物采用钢筋混凝土结构作为建筑的主要结构形式，但混凝土结构自身也存在一定的缺点，如自重大，对大跨、高层、结构抗震等不利；抗裂性差，钢筋混凝土结构中存在裂缝将导致结构刚度下降，变形增大，影响其耐久性等等。本文着重对混凝土裂缝形成的原因进行分析，并针对裂缝形成原因提出相应的预防措施，并阐述了产生混凝土裂缝后的处理方法，以对混凝土裂缝防治起到一个借鉴作用。吉林大学远程教育2012届本科生毕业论文（设计）第2页共23页第1章钢筋混凝土结构裂缝的类型钢筋混凝土结构裂缝就其开展程度分为表面裂缝、贯穿性裂缝、破坏性裂缝；就其在结构表面形状分为网状裂缝、爆裂状裂缝、不规则短裂缝、纵向裂缝、横向裂缝、斜裂缝等；按其发展情况分为稳定裂缝和不稳定裂缝、能闭合裂缝和不能闭合的裂缝；按其尺寸大小分为微观裂缝和宏观裂缝两类，微观裂缝是混凝土内部固有的一种裂缝，它是不连贯的，一般存在于混凝土结构内部，尺寸较小，裂缝宽度通常情况下不超过0.5mm，宏观裂缝是指尺寸较大的裂缝，裂缝宽度通常情况下大于0.5mm，可存在于混凝土内部，也可存在于混凝土表面；按时间可分为施工期间形成的裂缝和使用期间产生的裂缝；按其影响因素可分为设计因素裂缝、材料因素裂缝、施工因素裂缝、使用因素裂缝、温度因素裂缝等几大类。下面就工程中比较常见的裂缝类型进行阐述。1.1塑性收缩裂缝塑性裂缝出现在结构表面，形状不规则且长短不一，这种裂缝大多出现在混凝土浇筑初期。塑性裂缝又称龟裂，出现很普遍。1.2混凝土干缩引起的裂缝在混凝土硬化过程中，产生内部干缩而引起体积变化，当这种体积变化收到约束时，就可能产生干缩裂缝。干缩裂缝处在结构的表面，较细，走向纵横交错，没有规律性。这类裂缝一般在混凝土露天养护完毕一段时间后，在表层或侧面出现，并随湿度和温度变化逐渐出现。1.3温度变化引起的裂缝混凝土具有热胀冷缩的性质，当环境温度发生变化时就会产生温度变形，由此产生附加应力，当这种应力超过混凝土的抗拉强度时就会产生裂缝，在工程中，这种裂缝比较常见，譬如现浇屋面板上的裂缝、大体积混凝土的裂缝。温度裂缝大多发生在施工的中后期间，缝宽受温度变化影响较明显。表面温度裂缝多缘于较大温差。特别是大体积混凝土基础在浇灌混凝土后，在硬化期间放出大量水化热，内部的温度不断上升，使混凝土表面和内部温差很大。当温差出现非均匀变化时，如施工中过早拆除模板，冬季施工过早拆除保温层，或受到寒潮袭击，都会导致混凝土表面急剧的温度变化，使其因降温而收缩。此时，表面受到内部混凝土的约束，将产生很大的拉应力，而混凝土早期抗拉强度又很低，因此出现裂吉林大学远程教育2012届本科生毕业论文（设计）第3页共23页缝。但这种温差仅在表面处较大，离开表面就很快减弱。因此，这种裂缝只在接近表面较浅的范围内出现。深入和贯穿性的温度裂缝多缘于结构温差大。如大体积混凝土凝结和硬化过程中，水泥和水产生化学反应，释放出大量的热量，成为“水热化”，导致混凝土块体温度升高，当混凝土块体内部的温度与外部的温度相差很大，以致所形成的温度应力或温度变形超过混凝土当时的抗拉强度或极限拉伸应变，就会形成裂缝。1.4结构基础不均匀沉降引起的裂缝当结构的基础沉降不均匀时，结构构件受到强迫变形，导致结构物中构件与构件之间产生斜拉和剪切作用，从而是的结构构件开裂，随着不均匀沉降的进一步发展，裂缝会进一步扩大。这类裂缝的大小、形状、方向取决于地基变形的情况。由于地基变形造成的应力一般较大，因此裂缝宽度较大、多呈45°，并且通常是贯穿性的。1.5荷载作用引起的裂缝构件承受的不同性质的荷载作用，其裂缝形状也不同，通常裂缝方向大致是与主拉应力的方向正交。结构受载后产生裂缝的因素很多，在施工中和使用中都可能出现裂缝。例如早期受地震，脱模过早或方法不当，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均可能产生裂缝。第2章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。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。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。吉林大学远程教育2012届本科生毕业论文（设计）第4页共23页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.骨料粒径越细、针片含量越