淺談混凝土結(jié)構(gòu)裂縫成因及控制措施——論文模板

1、淺談混凝土結(jié)構(gòu)裂縫成因及控制措施一一論文模板網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院本 科生畢 業(yè)論文（設(shè) 計）題 冃：淺談混凝土結(jié)構(gòu)裂縫成因及控制措施年 學(xué) 學(xué) 完成日期：年 月 日個字符的中文摘要。i淺談混凝土結(jié)構(gòu)裂縫成因及控制措施2.1.2按裂縫產(chǎn)生的時間分類32.1.3按裂縫的形狀分類52.1.4按裂縫的發(fā)展狀態(tài)分類52.2混凝土裂縫的產(chǎn)生原因52.2.1收縮裂縫的產(chǎn)生原因分析62.2.2溫度裂縫的產(chǎn)生原因分析72.2.3沉陷裂縫的產(chǎn)生原因分析73混凝土裂縫的預(yù)防措施及處理技術(shù)93.1混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的預(yù)防措施93.1.1干縮及塑性收縮裂縫的預(yù)防措施93.1.2溫度裂縫的預(yù)防措施93.1.2沉陷裂縫及其他裂縫的預(yù)防

2、措施93.2混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的處理技術(shù)103.2.1表面封閉法103.2.2灌漿、嵌縫封堵法103.2.3結(jié)構(gòu)加固法及混凝土置換法114工程實例分析125結(jié)論與展望13參考文獻14附錄.15 錄ii注意引言內(nèi)容不要與摘要內(nèi)容雷同。引言，或稱前言，主要闡述立 題的背景與問題的提出。諸如本課題所及的國內(nèi)外現(xiàn)狀、理論依據(jù)、研究 的意義，并點出自己要研究的主題和本論文要解決的問題等。淺談混凝土結(jié)構(gòu)裂縫成因及控制措施1緒言（本章需要寫作的內(nèi)容為混凝土結(jié)構(gòu)裂縫問題的現(xiàn)狀，可以包括混凝 土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用情況，裂縫對混凝土結(jié)構(gòu)的危害及影響，維修的費用及困難 等問題，是全文內(nèi)容的引出章節(jié)，需要自行組織內(nèi)容，紅字部分閱

3、讀后刪 除）1淺談混凝土結(jié)構(gòu)裂縫成因及控制措施2混凝土裂縫的分類及成因混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫是一個相當(dāng)普遍的現(xiàn)象，大量工程實踐以及近代科學(xué)關(guān)于混凝土強度的細觀研究都表明結(jié)構(gòu)物的裂縫是不可避免的，它是材 料的一種特性。因此，科學(xué)地對待裂縫問題是在對裂縫進行分類、研究的 基礎(chǔ)上，采取有效的措施，將裂縫的有害程度控制在允許的范圍內(nèi)。本章 將就混凝土結(jié)構(gòu)中常見裂縫進行分類，并對結(jié)構(gòu)中占主要部分的裂縫進行 成因分析。2.1混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的分類2.1.1按裂縫的成因分類根據(jù)混凝土裂縫產(chǎn)生的原因，可分為結(jié)構(gòu)性裂縫和非結(jié)構(gòu)性裂縫兩大 類。一、結(jié)構(gòu)性裂縫結(jié)構(gòu)性裂縫是由荷載引起的，其裂縫與荷載相對應(yīng)，是承載力不足的 結(jié)

4、果，其裂縫形式多種多樣，主要形式有：（一）設(shè)計原因引起的裂縫1、鋼筋錨固長度不滿足要求產(chǎn)生的裂縫。2、設(shè)計吋的計算簡圖與實際受力情況不符產(chǎn)生的裂縫。3、計算理論選擇錯誤，結(jié)構(gòu)構(gòu)造不當(dāng)引起的裂縫。4、構(gòu)件的剛度不滿足要求，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂。5、平板結(jié)構(gòu)中結(jié)構(gòu)構(gòu)造不當(dāng)導(dǎo)致板面開裂。6、計算模型選擇時，考慮主要應(yīng)力，忽略次要應(yīng)力，而忽略部分的 應(yīng)力導(dǎo)致。結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的裂縫。7、設(shè)計時未考慮施工方法，由此在結(jié)構(gòu)屮產(chǎn)生的裂縫。8、預(yù)制構(gòu)件連接部分的裂縫。（二）施工原因引起的裂縫1、施工時，鋼筋位置擺放不止確，在結(jié)構(gòu)中引起的裂縫。2、模板支護不當(dāng)，在構(gòu)件屮產(chǎn)生的裂縫。3、施工使用的原材料不符合設(shè)計要求或不合格而

5、引起的裂縫。4、施工時，構(gòu)件未達到規(guī)定的強度要求便使其承受堆載等荷載而引 起的裂縫。5、施工質(zhì)量達不到要求而引起的裂縫。（三）使用原因引起的裂縫1、改變建筑物的使用條件引起的裂縫。2淺談混凝土結(jié)構(gòu)裂縫成因及控制措施2、火災(zāi)等事故引起的裂縫。3、由地震等偶然荷載引起的結(jié)構(gòu)開裂。二、非結(jié)構(gòu)性裂縫由各種變形變化引起的裂縫。從國內(nèi)外的研究資料以及大量的工程實 踐來看，非結(jié)構(gòu)性裂縫在混凝土結(jié)構(gòu)裂縫中占了絕大多數(shù)，約為80%,其 形成原因比較復(fù)雜，以收縮裂縫為主導(dǎo)，工程中比較常見的非結(jié)構(gòu)性裂縫 有收縮裂縫、溫度裂縫和沉降裂縫。1、收縮裂縫收縮裂縫是由濕度變化引起的，它是混凝土非結(jié)構(gòu)性裂縫中的主要部 分。根

6、據(jù)收縮裂縫的形成機理與形成時間的不同，工程屮常見的收縮裂縫 主要有塑性收縮裂縫、沉降收縮裂縫和干燥收縮裂縫三類，此外，還有自 身收縮裂縫和碳化收縮裂縫等。2、溫度裂縫混凝土受溫度變化產(chǎn)生熱脹冷縮，如果混凝土內(nèi)外溫差或季節(jié)氣溫變 化過大，在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生溫度應(yīng)力，當(dāng)溫度應(yīng)力超過混凝土的抗拉 強度時，混凝土就會產(chǎn)生裂縫，這種裂縫為溫度裂縫。溫度裂縫常出現(xiàn)在 我國北方地區(qū)的建筑物屮。3、沉降裂縫地基基礎(chǔ)承載上部結(jié)構(gòu)的荷載作用，當(dāng)?shù)鼗A(chǔ)承載力不均勻或地基 承載力均勻但建筑物建成后各不同部位荷載差異較大，導(dǎo)致地基產(chǎn)生不均 勻沉降，這種不均勻沉降在結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力及剪應(yīng)力，當(dāng)這種拉應(yīng)力 及剪應(yīng)力超

7、過結(jié)構(gòu)口身的抗拉及抗剪強度時，結(jié)構(gòu)就會在最薄弱的部位產(chǎn) 生裂縫，稱為沉降裂縫。這種裂縫多為貫穿的，其位置與沉降方向一致。2.1.2按裂縫產(chǎn)生的時間分類根據(jù)混凝土裂縫產(chǎn)生的時間劃分，可將裂縫分為施工期間出現(xiàn)的裂縫 和使用期間出現(xiàn)的裂縫。一、施工期間出現(xiàn)的裂縫1、塑性收縮裂縫人多發(fā)生在混凝土初凝后、終凝前。此裂縫多產(chǎn)生于新澆筑的混凝土 結(jié)構(gòu)表面，形狀規(guī)則且長短不一，互不連貫，裂縫較淺。在環(huán)境氣溫高、 風(fēng)速大，氣候干燥3淺談混凝土結(jié)構(gòu)裂縫成因及控制措施的情況下易于出現(xiàn)。2、沉降收縮裂縫沉降收縮裂縫多在混凝土澆筑后產(chǎn)生，硬化后停止。多沿結(jié)構(gòu)上表面 鋼筋通長方向或箍筋上出現(xiàn)，或在預(yù)埋件的附近周圍出現(xiàn)。裂

8、縫呈菱形, 寬度14mm,深度不大，一般延伸至鋼筋上表面為止。3、干燥收縮裂縫這類裂縫一般在混凝土澆注后一段時間出現(xiàn)，嚴重時該裂縫會由表及 里，由小到大逐步向結(jié)構(gòu)內(nèi)部發(fā)展，形成貫穿裂縫，一般在薄壁混凝土結(jié) 構(gòu)中常出現(xiàn)。4、溫度裂縫多發(fā)生在混凝土澆注后的硬化過程中，裂縫寬度受溫度變化影響較為 明顯，冬季較寬，夏季較細。5、其他一些施工原因產(chǎn)生的裂縫，如混凝土攪拌、運輸、澆注、振 搗等工序的疏漏缺陷導(dǎo)致的裂縫，以及模板構(gòu)造不當(dāng)、拆模時間過早或方 法不當(dāng)，現(xiàn)場建材的堆放和鋼筋綁扎不當(dāng)，水電預(yù)埋管細部處理不當(dāng)?shù)榷?可能產(chǎn)生混凝上裂縫。二、使用期間出現(xiàn)的裂縫1、鋼筋銹蝕膨脹產(chǎn)生的裂縫鋼筋表面出現(xiàn)銹斑、銹

9、片后進一步發(fā)展成整個鋼筋表面銹蝕，并產(chǎn)生 膨脹，與保護層脫離，發(fā)生層裂，最后表現(xiàn)為鋼筋鐵銹進一步膨脹，混凝 土本身發(fā)生破壞，岀現(xiàn)順筋裂縫，混凝土脫離。2、鹽堿類介質(zhì)及酸性侵蝕氣、液體等引起的裂縫鹽堿類介質(zhì)及酸性侵蝕氣、液體等引起了混凝土的ph值發(fā)牛變化，導(dǎo)致了鋼筋銹蝕，最終導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫。3、凍融循環(huán)造成的裂縫受凍混凝土內(nèi)部水分結(jié)成冰，產(chǎn)生膨脹，膨脹應(yīng)力較大時，使結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫?；炷帘頍┖蛢?nèi)部所含水分的凍結(jié)和融化的交替出現(xiàn)，形成了凍 融循環(huán)。凍融的反復(fù)作用，使得混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，造成建筑構(gòu)造的嚴 重破壞。4、堿骨料反應(yīng)引起的裂縫混凝土骨料石子中的活性二氧化硅(sio2)如白云質(zhì)石灰?guī)r石子

10、等,與水泥中過量的堿發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。這種反應(yīng)一般在水泥混凝土硬化后進行,反應(yīng)生成堿性硅酸鹽或碳酸鹽，體積膨脹，使混凝土產(chǎn)生裂紋并破壞。淺談混凝土結(jié)構(gòu)裂縫成因及控制措施2.1.3按裂縫的形狀分類混凝土結(jié)構(gòu)中的裂縫按形狀可分為:(1)縱向裂縫,多數(shù)平行于混凝土構(gòu)件底面，順筋分布，主要是由鋼筋銹蝕作用引的。(2)橫向裂縫,垂直于構(gòu)件底面，主要是由荷載作用、溫差作用引起的。(3)剪切裂縫,主要是由于豎向荷載或震動位移引起的。(4)斜向裂縫、八字形或倒八字形裂縫，常見于混凝土墻體和混凝土梁，主要因地基的不均勻沉降以及溫差作用引起。(5) x形裂縫，常見于框架梁、柱的端頭以及墻面上，由于瞬間的機 械撞擊作

11、用或者震動荷載作用引起。(6)各種不規(guī)則裂縫，如反復(fù)凍融或火災(zāi)等引起的裂縫。有直縫及 不規(guī)則形狀裂縫，此種裂縫中間寬并且貫通，兩頭深度較淺，多發(fā)生于混 凝土樓板。此外，還有因混凝土攪拌或運輸時間過長引起的網(wǎng)狀裂縫，現(xiàn)澆樓板 四角出現(xiàn)的放射狀裂縫或板面出現(xiàn)的十字形裂縫等等。2.1.4按裂縫的發(fā)展狀態(tài)分類根據(jù)裂縫所處的運動狀態(tài)及英發(fā)展趨勢，可分為：1、穩(wěn)定裂縫。這種裂縫不影響持久應(yīng)用，包括兩類：一類是在運動 過程中可以自愈合的裂縫，常見于一些新建的防水工程屮，這是由于裂縫 處水泥顆粒在滲漏過程中與水進一步化合，析出ca (oh) 2晶體且部分 ca (oh) 2 乂與溶解在水中的c02發(fā)生碳化反應(yīng)

12、形成caco3結(jié)晶，兩者形成的凝膠物質(zhì)將膠合裂 縫封閉，從而滲漏停止，裂縫達到自愈。另一類是處于穩(wěn)定運動中的裂縫，如在周 期性荷載作用下產(chǎn)生的周期性擴展和閉合的裂縫。2、不穩(wěn)定裂縫。這種裂縫將產(chǎn)生不穩(wěn)定性的擴展，影響結(jié)構(gòu)物的持 久使用，應(yīng)視其擴展部位，采取相應(yīng)的措施。就這兩種裂縫而言，不穩(wěn)定裂縫對工程結(jié)構(gòu)安全的危害更大。2.2混凝土裂縫的產(chǎn)生原因如前所述，混凝土裂縫的形式是多種多樣的，產(chǎn)牛的原因也非常復(fù)雜,而非結(jié)構(gòu)性裂縫約占混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的80%左右，是混凝土結(jié)構(gòu)中的主要 裂縫和常見裂縫，因此，本節(jié)將對幾種主要的非結(jié)構(gòu)性裂縫的產(chǎn)生原因進 行淺耍分析。5淺談混凝土結(jié)構(gòu)裂縫成因及控制措施2.2.1

13、收縮裂縫的產(chǎn)生原因分析收縮裂縫是由濕度變化引起的，它占混凝土非結(jié)構(gòu)性裂縫中的主要部 分?；炷潦且运酁橹饕z結(jié)材料，以天然砂、石為骨料加水拌合，經(jīng) 過澆筑成型、凝結(jié)硬化形成的人工石材。在施工中，為保證其和易性，往 往加入比水泥水化作用所需的水分多45倍的水。多出的這些水分以游 離態(tài)形式存在，并在硬化過程中逐步蒸發(fā)，從而在混凝土內(nèi)部形成大量毛 細孔、空隙甚至孔洞，造成混凝土體積收縮。此外，混凝土硬化過程中水 化作用和碳化作用也會引起混凝土體積收縮。根據(jù)有關(guān)試驗測定，混凝土 最終收縮量約為0.04%0.06%?？梢?，收縮是混凝土固有的物理特性， 一般來說，水灰比越大、水泥強度越高、骨料越少、環(huán)境

14、溫度越高、表曲 失水越大，則其收縮值越大，也越易產(chǎn)生收縮裂縫。根據(jù)收縮裂縫的形成 機理與形成時間，工程中常見的收縮裂縫主要有塑性收縮裂縫、沉降收縮 裂縫和干燥收縮裂縫三類，此外，還有自身收縮（化學(xué)減縮）裂縫和碳化 收縮裂縫。（1）塑性收縮裂縫塑性收縮裂縫多產(chǎn)生于新澆混凝土表面，大多產(chǎn)生于混凝土初凝后、 終凝前?；炷帘砻嫠终舭l(fā)速度超過其內(nèi)部初、終凝硬化的速度，致使 混凝土表面收縮，但是這種收縮受到結(jié)構(gòu)構(gòu)件和下層配筋約束而產(chǎn)牛的淺 層開裂，有時還有收縮與壓縮的疊加。裂縫多呈外寬內(nèi)窄，常見為不規(guī)則 的多邊形或與鋼筋方向相互平行，長度從幾厘米到幾米不等，一般自表面 開始，但也可發(fā)展成貫穿裂縫。在環(huán)

15、境氣溫高、風(fēng)速大，氣候干燥的情況 下易于出現(xiàn)。高性能混凝土特別容易產(chǎn)生這種裂縫。主要成因分析：混凝土澆注后未及時覆蓋，表面水分蒸發(fā)過快，產(chǎn) 生急劇的體積收縮，而此時混凝土強度極低，不能抵抗這種變形應(yīng)力而導(dǎo) 致開裂；水泥用量過多，或使用過量粉砂，或混凝土水灰比過大；使 用有滲透性的柔性模板、模板、墊層過于干燥，吸水大；振搗不足。（2）干燥收縮裂縫這類裂縫一般在混凝土澆注一段時間后出現(xiàn)，裂縫多為表面性的，寬 度較細，多在0.050.2mmo走向縱橫交錯，沒有規(guī)律性。但薄壁混凝土 結(jié)構(gòu)中，多沿結(jié)構(gòu)的短方向分布；此外在結(jié)構(gòu)變截面處以及大體積混凝土 的平面部位較多見。嚴重時裂縫會由表及里，由小到大逐步向

16、深部發(fā)展, 形成貫穿裂縫。6淺談混凝土結(jié)構(gòu)裂縫成因及控制措施主要成因分析：混凝土澆注后養(yǎng)護不當(dāng)，表面水分散失快，體積收 縮大，而內(nèi)部濕度變化小，收縮也小，因而表面收縮變形受內(nèi)部混凝土約 束出現(xiàn)拉應(yīng)力，引起混凝土表面開裂；混凝土連續(xù)長度較長，整體收縮 大；混凝土級配中砂石含泥量大，收縮大，抗拉強度低；混凝土過度 振搗，表面形成水泥含量較多的砂漿層，收縮增大。（3）自身收縮裂縫在常溫下混凝土構(gòu)件與環(huán)境不發(fā)生任何水分交換時所產(chǎn)生的收縮裂 縫，自收縮裂縫在高水灰比(w/c>045)的混凝土中較少，但當(dāng)水灰比 小于0.3時則很常見，其收縮量甚至達到總收縮量的50%。主要成因分析：這與高粘結(jié)

17、材料在水泥灰漿基體中產(chǎn)生較多細小的收 縮孔有關(guān)，是由于持續(xù)的水化消耗了毛細孔的水造成自身收縮坍塌所致。(4) 碳化收縮裂縫這類裂縫在結(jié)構(gòu)表面出現(xiàn)，呈花紋狀，無規(guī)律性，裂縫一般較淺，深 度為16mm,裂縫寬度為0.050.2mm，多發(fā)生在混凝土澆注完成后數(shù) 月或更長時間。主要成因分析：混凝土中的氫氧化鈣與空氣中的二氧化碳作用生成碳 酸鈣，引起表面體積收縮，受到結(jié)構(gòu)內(nèi)部未碳化混凝土的約束而導(dǎo)致表面 發(fā)牛龜裂。2.2.2溫度裂縫的產(chǎn)生原因分析溫度裂縫是由于混凝土內(nèi)外溫差或季節(jié)氣溫變化過大而形成的。表面 溫度裂縫走向無定規(guī)律性，大面積結(jié)構(gòu)溫度裂縫?？v橫交錯。表面溫度 裂縫常發(fā)生在施工期間，寬度受溫度變

18、化影響較明顯，冬季較寬，夏季較 細。主要成因分析：表面溫度裂縫多由溫差較大引起。特別是人體積混凝 土基礎(chǔ)澆注后，在硬化期間，水泥放岀大量水化熱，內(nèi)部溫度不斷上升, 使混凝土表面和內(nèi)部溫差較大，當(dāng)溫度產(chǎn)生非均勻的降溫差時，將導(dǎo)致混 凝土表面急劇的溫度變化而產(chǎn)生較大的降溫收縮，此時表面受到內(nèi)部混凝 土的約束，將產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，而混凝土早期抗拉強度很低，因而出現(xiàn) 裂縫。2.2.3沉陷裂縫的產(chǎn)生原因分析沉陷裂縫多屬進深或貫穿性裂縫，走向與基礎(chǔ)沉陷情況有關(guān)，可能出 現(xiàn)在結(jié)構(gòu)的上部或下部，一般與地曲垂直。較大的貫穿性沉陷裂縫往往上 下或左右有一定的差距，裂縫寬度受溫度變化影響小，因荷載大小而異, 且與不

19、均勻沉降值成7淺談混凝土結(jié)構(gòu)裂縫成因及控制措施比例。主要成因分析：結(jié)構(gòu)、構(gòu)件下面的地基軟硬不均，或者存在松軟土， 未經(jīng)夯實和必要的加固處理，混凝土澆注后，地基局部產(chǎn)生不均勻沉降而 引起裂縫；結(jié)構(gòu)各部荷載懸殊，未作必耍的加強處理，混凝土澆注后因 地基受力不均，產(chǎn)生不均勻下沉，造成結(jié)構(gòu)應(yīng)力集中而導(dǎo)致裂縫；模板 剛度不足，模板支撐不牢，支撐間距過人或支撐在松軟土上，以及過早拆 模，也常導(dǎo)致不均勻沉陷裂縫出現(xiàn)；冬季施工時模板支架支承在凍土層 上，若上部結(jié)構(gòu)未達到規(guī)定強度，地層化凍下沉，使結(jié)構(gòu)下垂或產(chǎn)生裂縫。8由于裂縫的產(chǎn)生是由材料的特性導(dǎo)致的，在混凝土結(jié)構(gòu)中普遍存在且 危害較大，因此，要對混凝土裂縫進

20、行認真研究、區(qū)別對待，并在施工中 采取各種有效的措施來預(yù)防裂縫的岀現(xiàn)和發(fā)展。下面首先闡述混凝土結(jié)構(gòu)中幾種常見裂縫的預(yù)防措施。3.1混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的預(yù)防措施3.1.1干縮及塑性收縮裂縫的預(yù)防措施（本節(jié)內(nèi)容主要討論干縮裂縫及塑性收縮裂縫的預(yù)防方法及主要措施等內(nèi)容。）3.1.2溫度裂縫的預(yù)防措施（本節(jié)內(nèi)容主要討論溫度裂縫的預(yù)防方法及其主要措施等內(nèi)容。）3.1.2沉陷裂縫及其他裂縫的預(yù)防措施（本節(jié)內(nèi)容主耍討論沉陷裂縫的預(yù)防方法及其主耍措施，以及化學(xué)反 應(yīng)引起的裂縫及鋼筋銹蝕引起的裂縫的預(yù)防方法及其主要措施等內(nèi)容。）9淺談混凝土結(jié)構(gòu)裂縫成因及控制措施3.2混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的處理技術(shù)裂縫不但會影響結(jié)構(gòu)的整體性和剛度，還會降低混凝土的耐久性和抗 疲勞、抗?jié)B能力，因此在實際工程中，應(yīng)根