混凝土結(jié)構(gòu)裂縫成因及預(yù)防措施

1、混凝土結(jié)構(gòu)裂縫成因及預(yù)防措施學(xué)校名稱： 學(xué)生姓名： 學(xué)生學(xué)號(hào)： 班 級(jí)： 摘要混凝土在施工過(guò)程中會(huì)不同程度、不同形式的出現(xiàn)裂縫，這是一個(gè)相當(dāng)普遍和常見(jiàn)的現(xiàn)象，并且在大體積混凝土施工中表現(xiàn)尤為突出，這些裂縫會(huì)影響到混凝土工程的整體性和耐久性。如何在施工中預(yù)防和控制大體積混凝土裂縫，成為工程建設(shè)長(zhǎng)期困擾的一個(gè)技術(shù)難題，值得我們不斷的探索和提高。引起裂縫的原因是多方面的, 有的是地基不均勻沉陷引起裂縫, 有的是混凝土溫度應(yīng)力變化引起裂縫, 混凝土早期養(yǎng)護(hù)不到位, 支模不穩(wěn)定, 原材料的質(zhì)量問(wèn)題, 混凝土的干縮變形, 水灰比的選擇等, 都可能使混凝土施工出現(xiàn)裂縫。為保證混凝土施工質(zhì)量要求, 預(yù)防混凝土

2、施工裂縫發(fā)生, 通過(guò)分析混凝土施工裂縫的成因, 提出應(yīng)對(duì)混凝土施工裂縫的有效措施, 對(duì)提高混凝土施工技術(shù)及其可能引起的混凝土施工效應(yīng), 具有較為重要的價(jià)值。關(guān)鍵詞: 混凝土; 施工裂縫; 裂縫原因; 成因控制 質(zhì)量控制管理1 溫度裂縫1.1 產(chǎn)生的原因和特征水泥水化過(guò)程中產(chǎn)生大量的熱量，從而使混凝土內(nèi)部溫度升高，在澆筑溫度的基礎(chǔ)上，通常升高35左右。如果沒(méi)有降溫措施或澆筑溫度過(guò)高，混凝土內(nèi)部溫度高達(dá)8090的情況也時(shí)有發(fā)生。由于熱量的傳遞、積存，混凝土內(nèi)部的最高溫度大約發(fā)生在澆筑后的35d，因?yàn)榛炷羶?nèi)部和表面的散熱條件不同，所以混凝土中心溫度低，形成溫度梯度，造成溫度變形和溫度應(yīng)力。溫度應(yīng)力

3、和溫差成正比，溫度越大，溫度應(yīng)力也越大。當(dāng)這種溫度應(yīng)力超過(guò)混凝土的內(nèi)外約束應(yīng)力(包括混凝土抗拉強(qiáng)度)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生裂縫。這種裂縫的特點(diǎn)是裂縫出現(xiàn)在混凝土澆筑后的35d，初期出現(xiàn)的裂縫很細(xì)，隨著時(shí)間的發(fā)展而繼續(xù)擴(kuò)大，甚至達(dá)到貫穿的情況。總而言之, 溫度應(yīng)力是引起混凝土施工裂縫的主要原因。應(yīng)嚴(yán)格控制施工期間混凝土的溫度應(yīng)力變化, 以達(dá)到從根本上控制和預(yù)防混凝土施工裂縫的發(fā)生。溫度裂縫的控制措施混凝土內(nèi)部的溫度與混凝土厚度及水泥品種、水泥用量有關(guān)?；炷猎胶?，水泥用量越大，水化熱越高的水泥，其內(nèi)部溫度越高，形成溫度應(yīng)力越大，產(chǎn)生裂縫的可能性越大。對(duì)于大體積混凝土，其形成的溫度應(yīng)力與其結(jié)構(gòu)尺寸相關(guān)，在一

4、定尺寸范圍內(nèi)，混凝土結(jié)構(gòu)尺寸越大，溫度應(yīng)力也越大，因而引起裂縫的危險(xiǎn)性也越大，這就是大體積混凝土易產(chǎn)生溫度裂縫的主要原因。因此防止大體積混凝土出現(xiàn)裂縫最根本的措施就是控制混凝土內(nèi)部和表面的溫差。減少溫差的措施是選用中熱硅酸鹽水泥或低熱礦渣硅酸鹽水泥，在摻加泵送劑或粉煤灰時(shí)，也可選用礦渣硅酸鹽水泥。此外，可充分利用混凝土后期強(qiáng)度，以減少水泥用量。因此，為更好地控制水化熱所造成的溫度升高、減少溫度應(yīng)力，可以根據(jù)工程結(jié)構(gòu)實(shí)際承受荷載的情況，對(duì)工程結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度進(jìn)行復(fù)核與驗(yàn)算，并取得設(shè)計(jì)單位的同意后。為了降低混凝土的出機(jī)溫度和澆筑溫度，可以采取以下方法：降低原料溫度，每 混凝土中集料所占重量最大，所

5、以最有效的辦法是降低集料溫度。在氣溫較高時(shí)，為了防止太陽(yáng)直接照射，可以在砂石堆場(chǎng)搭設(shè)簡(jiǎn)易遮陽(yáng)棚，必要時(shí)可向集料噴淋霧狀水，或者在使用前用冷水沖洗集料；在攪拌混凝土?xí)r加冰塊冷卻；生產(chǎn)混凝土?xí)r避開(kāi)當(dāng)天高溫時(shí)段；對(duì)攪拌運(yùn)輸車罐體、泵送管道采取保溫、冷卻措施。2 沉陷(塑性)收縮裂縫2.1 產(chǎn)生的原因和特征這種裂縫產(chǎn)生的原因主要是混動(dòng)性過(guò)大和流動(dòng)性不足以及不均勻，在凝結(jié)硬化前沒(méi)有沉實(shí)或者沉實(shí)不夠，當(dāng)混凝土沉陷時(shí)受到鋼筋、模板抑制以及模板移動(dòng)、基礎(chǔ)沉陷所致。裂縫在混凝土澆筑后13 小時(shí)出現(xiàn)，裂縫的深度通常達(dá)到鋼筋上表面。2.2 影響因素和防止措施（1）要嚴(yán)格控制混凝土單位用水量在170kg/m3 以下，

6、水灰比在0.6 以下，在滿足泵送和澆筑要求時(shí)，宜盡可能減少坍落度；（2）摻加適量、質(zhì)量良好的泵送劑和摻合料，可改善工作性和減少沉陷；（3）混凝土攪拌時(shí)間要適當(dāng)，時(shí)間過(guò)短、過(guò)長(zhǎng)都會(huì)造成拌合物均勻性變壞而增大沉陷；（4）混凝土澆筑時(shí)，下料不宜太快，防止堆積或振搗不充分；（5）混凝土應(yīng)振搗密實(shí)，時(shí)間以1015s/次為宜，在柱、梁、墻和板的變截面處宜分層澆筑、振搗。在混凝土澆筑11.5h 后，混凝土尚未凝結(jié)之前，對(duì)混凝上進(jìn)行兩次振搗，表面要壓實(shí)抹光；（6）在炎熱的夏季和大風(fēng)天氣，為防止水分激烈蒸發(fā)，形成內(nèi)外硬化不均和異常收縮引起裂縫，應(yīng)采取措施緩凝和覆蓋。3干縮裂縫的成因及控制3干縮裂縫產(chǎn)生的原因混凝

7、土澆注后仍處于塑性狀態(tài)時(shí)，由于表面水分蒸發(fā)過(guò)快而產(chǎn)生的裂縫。這類裂縫多在表面出現(xiàn)，形狀不規(guī)則，長(zhǎng)短不一，呈龜裂狀，深度一般不超過(guò)，但薄板結(jié)構(gòu)如果混凝土中摻加有含泥量大的粉砂則可能穿透。此類裂縫的主要原因是混凝土澆注后左右其表面沒(méi)有被覆蓋，特別是平板結(jié)構(gòu)在炎熱或大風(fēng)干燥天氣條件下，混凝土表面水分蒸發(fā)過(guò)快，或者是被基礎(chǔ)、模板吸水過(guò)快，以及混凝土本身的高水化熱等原因造成混凝土產(chǎn)生急劇收縮，而此時(shí)混凝土強(qiáng)度幾乎為零，不能抵抗這種變形力而導(dǎo)致開(kāi)裂，從混凝土中蒸發(fā)和被吸收水分的速度越快，干縮裂縫越易產(chǎn)生。而預(yù)拌混凝土公司為了滿足施工現(xiàn)場(chǎng)的可泵性、流動(dòng)性，其出機(jī)混凝土坍落度和砂率較大，加之夏季高溫中為降低坍

8、落度損失，以及大體積混凝土中均摻緩凝劑，早期強(qiáng)度較低，所以水分特別容易散失，表面容易形成裂縫。3干縮裂縫的控制措施（）合理選擇水泥品種。一般來(lái)說(shuō)，水泥的需水量越大，混凝土的干燥收縮越大，不同水泥混凝土的干燥收縮按其大小順序排列為：礦渣硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、中低熱水泥和粉煤灰水泥。所以，從減少收縮的角度出發(fā)，宜采用中低熱水泥和粉煤灰水泥。（）控制水泥用量?；炷粮稍锸湛s隨著水泥用量的增加而增大，但是增加量不顯著。在有可能減少水泥用量時(shí)，還是盡可能降低水泥用量。（）用水量的把握。混凝土的干燥收縮受用水量的影響最大，在同一水泥用量條件下，混凝土的干燥收縮和用水量成正比，為直線關(guān)系；當(dāng)水泥用量較

9、高的條件下，混凝土的干燥收縮隨著用水量的增加而急劇增大。因此水灰比越大，干燥收縮越大。（）最佳砂率的確定?；炷恋母稍锸湛s隨著砂率的增大而增大，但增加的數(shù)值不大。泵送混凝土宜適當(dāng)加大砂率。（）化學(xué)外加劑的選用。摻加減水劑、泵送劑，特別是同時(shí)摻加粉煤灰的雙摻技術(shù)可以減小干燥收縮，（）正確選擇養(yǎng)護(hù)時(shí)間和方法?；炷翝仓媸艿斤L(fēng)吹日曬，表面干燥過(guò)快，產(chǎn)生較大的收縮，受到內(nèi)部混凝土的約束，在表面產(chǎn)生拉應(yīng)力而開(kāi)裂。如果混凝土終凝之前進(jìn)行早期保溫保濕養(yǎng)護(hù)，對(duì)減少干燥收縮有一定作用。4 基礎(chǔ)變形引起的裂縫因原有地基條件的改變、不準(zhǔn)確的試驗(yàn)資料，基礎(chǔ)置于滑坡體及其分期建造，地基凍脹，過(guò)大的結(jié)構(gòu)荷載、地基地質(zhì)及

10、結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)類型的差異，活動(dòng)斷層及溶洞等地質(zhì)段欠佳，地質(zhì)勘察精度不達(dá)標(biāo)等，導(dǎo)致水平位移及基礎(chǔ)豎向的不均勻沉降的發(fā)生，且混凝土結(jié)構(gòu)的抗拉能力低于結(jié)構(gòu)內(nèi)出現(xiàn)的附加應(yīng)力，致使結(jié)構(gòu)發(fā)生開(kāi)裂。4.1 可通過(guò)以下措施預(yù)防基礎(chǔ)變形造成的裂縫一是加大檢查和驗(yàn)收地基的力度，完成基坑開(kāi)挖后，需告知監(jiān)理單位及時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收，某些地基很復(fù)雜，基坑開(kāi)挖完成后設(shè)計(jì)方需要求勘察補(bǔ)鉆探，若探出的地質(zhì)狀況不好，一定要先進(jìn)行加固，如果驗(yàn)收合格下面的的施工即可開(kāi)始。二是基槽的開(kāi)挖施工最好不對(duì)其原狀結(jié)構(gòu)造成擾動(dòng)。三是對(duì)建筑物的長(zhǎng)高比做好控制，整體剛度隨長(zhǎng)高比的縮小而增大，也有助于不均勻沉降的調(diào)整。四是對(duì)各階段承重結(jié)構(gòu)的受力狀況的調(diào)整需合

11、理可行，使荷載能夠均勻分布，避免太集中的受力。五是沉降縫的布設(shè)方位要準(zhǔn)確。5 凍脹引起的裂縫如果大氣氣溫在零度以下，凍結(jié)了吸水飽和的混凝土，游離的水變成了冰，體積膨脹9%，使混凝土產(chǎn)生了膨脹應(yīng)力；此外，微觀結(jié)構(gòu)內(nèi)的混凝土凝膠孔的過(guò)冷水發(fā)生重分布及遷移造成滲透壓，增大了混凝土的膨脹力，致使混凝土強(qiáng)度下降，發(fā)生了裂縫。5.1 對(duì)于凍脹引起的裂縫主要預(yù)防措施冬季施工時(shí)，采用電氣加熱法、暖棚法、地下蓄熱法、蒸汽加熱法養(yǎng)護(hù)以及在混凝土拌和水中摻入防凍劑（但氯鹽不宜使用），可保證混凝土在低溫或負(fù)溫條件下硬化。6 施工工藝引起的裂縫有關(guān)施工工藝的內(nèi)容較多，其中，振搗施工時(shí)出現(xiàn)的疏漏及缺陷、砼的攪拌、澆筑和運(yùn)

12、輸，以上比較常見(jiàn)，均有可能導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)；模板構(gòu)造不合理，拆模較早、支撐剛度不夠、漏漿及漏水等均可引起砼出現(xiàn)開(kāi)裂現(xiàn)象；對(duì)砼的養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，裂縫與早期的養(yǎng)護(hù)質(zhì)量有密切的關(guān)聯(lián)；分層或分段澆筑混凝土?xí)r，若接頭部位的處理不當(dāng)，則裂縫易發(fā)生在施工縫與新舊混凝土間；施工質(zhì)量的控制不佳，對(duì)混凝土配合比隨意套用，水泥材料、水和砂石的計(jì)量不精確，降低了密實(shí)度及和易性等其他特性，造成混凝土強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)，同時(shí)開(kāi)裂現(xiàn)象也會(huì)發(fā)6.1 可通過(guò)如下措施預(yù)防施工工藝中發(fā)生的裂縫（1）配合比設(shè)計(jì)的用水量和水灰比不宜過(guò)高，使水泥用量降低。（2）嚴(yán)格根據(jù)施工圖來(lái)配置鋼筋，特別要注重如下幾點(diǎn)：鋼筋的數(shù)量、品種和規(guī)格及代用，一定要對(duì)其與構(gòu)

13、件抗裂性能的關(guān)聯(lián)一起注意。（3） 模板構(gòu)造應(yīng)合理，支架及模板的剛度應(yīng)符合要求，拆模時(shí)機(jī)要準(zhǔn)確。（4） 噴水養(yǎng)護(hù)應(yīng)及時(shí)進(jìn)行，若碰到問(wèn)題，或無(wú)法確保其充分濕潤(rùn)，可利用保濕材料將其覆蓋。（5） 對(duì)施工順序的安排應(yīng)合理可行。若相鄰建（構(gòu)）筑物間距過(guò)小，往往應(yīng)先由較深的基礎(chǔ)開(kāi)始施工，避免基坑開(kāi)挖對(duì)已建基礎(chǔ)的地基礎(chǔ)造成破壞。若建（構(gòu)）筑物各部分荷載相差過(guò)大，應(yīng)施工重、高部分，后施工輕、低部分。7 結(jié) 語(yǔ)要使混凝土施工不產(chǎn)生裂縫, 就必須結(jié)合工程現(xiàn)狀, 施工環(huán)境, 認(rèn)真分析施工條件, 嚴(yán)把材料質(zhì)量關(guān), 規(guī)范支模、配料、運(yùn)料、攪拌、振搗、拆模等施工環(huán)節(jié), 控制混凝土入料溫度, 按要求及時(shí)養(yǎng)護(hù), 進(jìn)而達(dá)到提高混凝土施工技術(shù)之目的,有效控制混凝土施工裂縫發(fā)生, 確?；炷潦┕M足工程質(zhì)量要求, 使混凝土施工達(dá)到峻工驗(yàn)收時(shí)的優(yōu)良工程?？傊?