鋼筋混凝土結構利弊

1、鋼筋混凝土結構利弊摘 要鋼筋和混凝土這種物理、力學性能很不相同的材料之所以能有效地結合在一起共同工作，主要靠兩者之間存在粘結力，受荷后協(xié)調變形。再者這兩種材料溫度線膨脹系數接近，此外鋼筋至混凝土邊緣之間的混凝土，作為鋼筋的保護層，使鋼筋不受銹蝕并提高構件的防火性能。隨著我國城市化進程的高速推進,混凝土的應用范圍迅速擴大，在長期不利的自然環(huán)境和使用條件下，混凝土雖能滿足強度要求，但因耐久性不良而遭到破壞的工程實例比比皆是，本文主要研究了鋼筋混凝土結構利弊及引起的裂縫。鋼筋鋼筋混凝土產生裂縫的原因很多，主要有以下四類：荷載和約束外加變形引起的裂縫；施工過程中形成的裂縫；因鋼筋混凝土組成成分所產生的

2、裂縫；因使用和環(huán)境條件導致的裂縫。本文簡要介紹了鋼筋混凝土的概念、特點、分類等。分析了引起裂縫的成因，研究了主要預防措施，最后列舉實例加以證明。關鍵詞：鋼筋混凝土，優(yōu)缺點，裂縫，措施AbstractKeywords: 目 錄1引言12鋼筋混凝土簡介12.1鋼筋混凝土概念12.2鋼筋混凝土材料特性及原理22.3鋼筋混凝土結構的優(yōu)缺點33鋼筋混凝土裂縫分析54鋼筋混凝土裂縫原因54.1溫度引起的裂縫5溫度原因5特征6易發(fā)生關鍵的部位6預防措施64.2塑性收縮引起的裂縫7收縮裂縫的原因7特征8措施95基礎導致的裂縫106鋼筋腐蝕引起的裂縫107鋼筋混凝土裂縫的控制與防治措施137.1大體積鋼筋混凝土

3、的裂縫控制13在設計方面13在施工方面137.2工程實例14分析引起裂縫的可能原因14混凝土裂縫處理辦法158總結17參考文獻18致 謝191引言混凝土具有原料豐富，價格低廉，生產工藝簡單的特點，因而使其用量越來越大。同時混凝土還具有抗壓強度高，耐久性好，強度等級范圍寬等特點。這些特點使其使用范圍十分廣泛，不僅在各種土木工程中使用，就是造船業(yè)，機械工業(yè)，海洋的開發(fā)，地熱工程等，混凝土也是重要的材料。混凝土是一種充滿生命力的建筑材料。隨著混凝土組成材料的不斷發(fā)展，人們對材料復合技術認識不斷提高。對混凝土的性能要求不僅僅局限于抗壓強度，而是在立足強度的基礎上，更加注重混凝上的耐久性、變形性能等綜合

4、指標的平衡和協(xié)調?；炷粮黜椥阅苤笜说囊蟊纫郧案鞔_、細化和具體。同時，建筑設備水平的提升，新型施工工藝的不斷涌現和推廣，使混凝土技術適應了不同的設計、施工和使用要求，發(fā)展很快?；炷敛⒉皇且环N孤立存在的單一材料。它離不開混凝土用原材料的發(fā)展，離不開混凝土的工程應用對象的發(fā)展變化。應該從土木工程大學科的角度來認真對待混凝土?；炷僚浜媳仍O計也是這樣，首先要分析工程項目的結構、構件特點、設計要求，預估可能出現的不利情況和風險，立足當地原材料.然后采用科學、合理、可行的技術線路、技術手段。配制出滿足設計要求、施工工藝要求和使用要求的優(yōu)質混凝土。2鋼筋混凝土簡介2.1鋼筋混凝土概念1、概念當在混凝

5、土中配以適量的鋼筋，則為鋼筋混凝土。鋼筋和混凝土這種物理、力學性能很不相同的材料之所以能有效地結合在一起共同工作，主要靠兩者之間存在粘結力，受荷后協(xié)調變形。再者這兩種材料溫度線膨脹系數接近，此外鋼筋至混凝土邊緣之間的混凝土，作為鋼筋的保護層，使鋼筋不受銹蝕并提高構件的防火性能。鋼筋混凝土的發(fā)明出現在近代，通常為人認為發(fā)明于1848年。1868年一個法國園丁， 獲得了包括鋼筋混凝土花盆，以及緊隨其后應用于公路護欄的鋼筋混凝土梁柱的專利。1872年，世界第一座鋼筋混凝土結構的建筑在美國紐約落成，人類建筑史上一個嶄新的紀元從此開始，鋼筋混凝土結構在1900年之后在工程界方得到了大規(guī)模的使用。1928

6、年，一種新型鋼筋混凝土結構形式預應力鋼筋混凝土出現，并于二次世界大戰(zhàn)后亦被廣泛地應用于工程實踐。鋼筋混凝土的發(fā)明以及19世紀中葉鋼材在建筑業(yè)中的應用使高層建筑與大跨度橋梁的建造成為可能。鋼筋混凝土是當今最主要的建筑材料之一，但它的發(fā)明者既不是工程師，也不是建筑材料專家，而是一位法國名叫莫尼埃的園藝師。莫尼埃有個很大的花園，一年四季開著美麗的鮮花，但是花壇經常被游客踏碎。為此，莫尼埃常想：“有什么辦法可使人們既能踏上花壇，又不容易踩碎呢？”有一天，莫尼埃移栽花時，不小心打碎了一盆花，花盆摔成了碎片，花根四周的土卻僅僅包成一團?！班?！花木的根系縱橫交錯，把松軟的泥土牢牢地連在了一起！”他從這件事上

7、得到啟發(fā)，將鐵絲仿照花木根系編成網狀，然后和水泥、砂石一起攪拌，做成花壇，果然十分牢固。由于鋼筋混凝土結構合理地利用了鋼筋和混凝土兩者性能特點，可形成強度較高，剛度較大的結構，其耐久性和防火性能好，可模性好，結構造型靈活，以及整體性、延性好，適用于抗震結構等特點，因而在建筑結構及其他土木工程中得到廣泛應用。2、鋼筋混凝土分類按施工方法分為：現澆式、裝配式或裝配整體式、現澆鋼筋鋼筋混凝土樓板?，F澆鋼筋鋼筋混凝土樓板：在施工現場通過支模，綁扎鋼筋，澆筑鋼筋混凝土，養(yǎng)護等工序而成型的樓板。 優(yōu)點：整體性好，抗震能力強，形狀可不規(guī)則，可預留孔洞，布置管線方便。缺點：模板，用量大，施工速度慢。預制裝配式

8、鋼筋鋼筋混凝土樓板：在預制廠或施工現場預制。缺點：樓板的整性差，板縫嵌固不好時易出現通長裂縫。裝配整體式鋼筋鋼筋混凝土樓板：部分構件預制現場安裝整體現澆。2.2鋼筋混凝土材料特性及原理1、鋼筋混凝土材料特性混凝土是水泥（通常硅酸鹽水泥）與骨料的混合物。當加入一定量水分的時候，鋼筋鋼筋混凝土水泥水化形成微觀不透明晶格結構從而包裹和結合骨料成為整體結構。通?；炷两Y構擁有較強的抗壓強度（大約 3,000 磅/平方英寸, 35 MPa）。但是混凝土的抗拉強度較低，通常只有抗壓強度的十分之一左右，任何顯著的拉彎作用都會使其微觀晶格結構開裂和分離從而導致結構的破壞。而絕大多數結構構件內部都有受拉應力作用

9、的需求，故未加鋼筋的混凝土極少被單獨使用于工程。 相較混凝土而言，鋼筋抗拉強度非常高，一般在200MPa以上，故通常人們在混凝土中加入鋼筋等加勁材料與之共同工作，由鋼筋承擔其中的拉力，混凝土承擔壓應力部分。2、鋼筋混凝土結構原理由于混凝土的抗拉強度遠低于抗壓強度，因而素混凝土結構不能用于受有拉應力的梁和板。如果在混凝土梁、板的受拉區(qū)內配置鋼筋，則混凝土開裂后的拉力即可由鋼筋承擔，這樣就可充分發(fā)揮混凝土抗壓強度較高和鋼筋抗拉強度較高的優(yōu)勢，共同抵抗外力的作用，提高混凝土梁、板的承載能力鋼筋混凝土結構鋼筋與混凝土兩種不同性質的材料能有效地共同工作，是由于混凝土硬化后混凝土與鋼筋之間產生了粘結力。它

10、由分子力（膠合力）、摩阻力和機械咬合力三部分組成。其中起決定性作用的是機械咬合力，約占總粘結力的一半以上。將光面鋼筋的端部作成彎鉤，及將鋼筋焊接成鋼筋骨架和網片，均可增強鋼筋與混凝土之間的粘結力。為保證鋼筋與混凝土之間的可靠粘結和防止鋼筋被銹蝕，鋼筋周圍須具有一定厚度的混凝土保護層。若結構處于有侵蝕性介質的環(huán)境，保護層厚度還要加大。梁和板等受彎構件中受拉力的鋼筋，根據彎矩圖的變化沿縱向配置在結構構件受拉的一側。在柱和拱等結構中，鋼筋也被用來增強結構的抗壓能力。它有兩種配置方式：一是順壓力方向配置縱向鋼筋，與混凝土共同承受壓力；另一是垂直于壓力方向配置橫向的鋼筋網和螺旋箍筋，以阻止混凝土在壓力作

11、用下的側向膨脹,使混凝土處于三向受壓的應力狀態(tài)，從而增強混凝土的抗壓強度和變形能力由于按這種方式配置的鋼筋并不直接承受壓力，所以也稱間接配筋。在受彎構件中與縱向受力鋼筋垂直的方向，還須配置分布筋和箍筋，以便更好地保持結構的整體性，承擔因混凝土收縮和溫度變化而引起的應力，及承受橫向剪力。2.3鋼筋混凝土結構的優(yōu)缺點1、優(yōu)點耐久性好。在混凝土結構中，鋼筋受到保護不易銹蝕，因此混凝土結構具有良好的耐久性.不像俐結構那樣需要經常地保養(yǎng)和維護；耐火性好。棍凝土為不良導熱體，當火災發(fā)生時，混凝土不會像木結構那樣迅速燃燒，也不會像鋼結構那樣很快軟化而破壞，因此，混凝土結構具有更好的耐火性。整體性好?，F澆或裝

12、配整體式訛凝土結構其有良好的整體性，其剛度較大，有利于抵抗地展作用或強烈爆炸時沖擊波的作用?？赡Ｐ院??；炷两Y構可根據需要澆筑成任何形狀.有利于建筑造型。就地取材。混凝土的主要成分.如砂和石均可就地取材。另外，還可有效利用礦造、粉煤灰等工業(yè)廢料。節(jié)約鋼材。鋼筋混凝土結構合理地發(fā)揮了鋼筋和混凝土兩種材料的性能。與鋼結構相比.可以節(jié)約鋼材并降低造價。2、缺點自重大。在負擔相同荷重的悄況下，混凝土結構的截面尺寸和自重都比鋼結構大，這對大跨結構、高層建筑結構都是不利的。另外，自重大會使結構地震作用增大，對抗震也不利。抗裂性差。由于混凝土的抗拉強度很低。因此在正常使用條件下鋼筋混凝土構件截面的受拉區(qū)都處

13、于開裂狀態(tài)，如果裂縫過寬，則會影響結構的耐久性和應用范圈。需用模板。混凝土結構的制作，需用模板予以成型。如果采用木模板，則可重復使用的次數減少，從而增加工程造價。混凝土結構施工工序復雜，周期較大，且受季節(jié)和氣候的影響較大?；炷恋哪途眯允侵富炷两Y構在實際使用條件下抵抗破壞因素的作用，長期保持強度和外觀完整性的能力。目前有大量的混凝土結構由于受到各種各樣的破壞，致使耐久性失效，最終達不到預定的使用年限?；炷潦钱敶钪饕耐聊竟こ滩牧现?。它不僅具有原料豐富，價格低廉，生產工藝簡單的特點，同時還具有抗壓強度高，強度等級范圍寬的特點，這些特點使其用量越來越大，使用范圍越來越廣，不僅在各種土木工程

14、中使用，就是在機械工業(yè)、海洋的開發(fā)等建筑工程中，混凝土也是重要的材料。鋼筋混凝土最主要當然與其材料：也就是鋼筋和混凝土有關啦，其中鋼筋的抗拉強度和混凝土的抗壓強度最重要。另外，施工之中還和天氣的溫度濕度等有關，因為會影響到混凝土的凝結速度。3鋼筋混凝土裂縫分析鋼筋鋼筋混凝土產生裂縫的原因很多，主要有以下四類：荷載和約束外加變形引起的裂縫；施工過程中形成的裂縫；因鋼筋混凝土組成成分所產生的裂縫；因使用和環(huán)境條件導致的裂縫。進一步究其原因有以下諸點大體積鋼筋混凝土溫度變化引起的裂縫由于鋼筋混凝土塑性收縮引起的裂縫鋼筋混凝土早期凍脹引起的裂縫結構基礎不均勻沉陷引起的裂縫鋼筋腐蝕引起的裂縫施工工藝質量

15、引起的裂縫其中，大體積鋼筋混凝土水化熱引起的裂縫、鋼筋混凝土塑性收縮引起的裂縫、鋼筋混凝土早期凍脹引起的裂縫基本為45d內發(fā)生的屬于早期裂縫。根據國外有關的調查資料表明，鋼筋混凝土早期裂縫占裂縫起因的80%，因此，我們有必要對鋼筋混凝土早期裂縫的起因及防治做深入的研究。4鋼筋混凝土裂縫原因4.1溫度引起的裂縫溫度原因溫度裂縫多發(fā)生在大體積混凝土表面或溫差變化較大地區(qū)的混凝土結構?；炷翝仓?，在硬化過程中，水泥水化產生大量的水化熱，而混凝土表面散熱較快，這樣就形成內外的較大溫差。較大的溫差造成內部與外部熱脹冷縮的程度不同，使混凝土表面產生一定的拉應力。當拉應力超過混凝土的抗拉強度極限時，混凝土

16、表面就會產生裂縫，這種裂縫多發(fā)生在混凝土施工中后期。溫度裂縫的走向通常無一定規(guī)律，大面積結構裂縫常縱橫交錯；梁板類長度尺寸較大的結構，裂縫多平行于短邊；深入和貫穿性的溫度裂縫一般與主筋方向平行或接近平行。高溫膨脹引起的混凝土溫度裂縫通常是中間粗兩端細，而冷縮裂縫的粗細變化不太明顯。此種裂縫的出現會引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，降低混凝土的抗凍融、抗疲勞及抗?jié)B能力等。溫度應力可以達到甚至超出荷載應力。溫度裂縫區(qū)別其它裂縫最主要特征是它將隨溫度變化而擴張或合攏。引起溫度變化主要因素有：年溫差、日照、驟然降溫、水化熱、蒸汽養(yǎng)護或冬季施工時施工措施不當、混凝土驟冷驟熱、內外溫度不均等等。特征溫度裂縫是

17、粗裂縫產生的重要原因，一般出現在配筋薄弱處。大體積的鋼筋混凝土結構在拆模后，突然遇到短期內大幅度的溫度降低，使結構內外有很大溫差，引起較大的溫度應力，從而使鋼筋混凝土開裂。由于溫度引起的內應力及約束應力的大小與溫度有關，特別是與晝夜間的變化關系最大，結構上嚴重損壞的裂縫往往發(fā)生在氣候條件最差的時候。溫度應力也與結構所處的地理位置有關。例如，處于比較穩(wěn)定的海洋氣候中的結構要比處于大陸氣候中的結構有利一些。易發(fā)生關鍵的部位在箱形橋梁中，當橋面的溫度與底板溫度有較大差別時，箱形梁腹板處容易開裂。此時，若底板較薄，則腹板上部易開裂；若底板較厚，則腹板下部易開裂，且厚腹板比薄腹板更容易出現裂縫，因為它對

18、底板的溫度變形有更大的阻力。薄構件與厚構件相連之處易發(fā)生裂縫，這是因為薄構件比厚構件溫度變化快，因而收縮也快容易受到拉應力。施工縫由于新老混凝土之間幾乎不能承受抗拉強度，故在錨固區(qū)的施工縫易產生裂縫。在受力筋拼接縫處及相鄰一段區(qū)域內由于鋼筋混凝土的局部變形，也會出現裂縫。澆注大體積鋼筋混凝土時，由于鋼筋混凝土內外溫差過大（超過25），容易引起較大的溫度應力，當鋼筋混凝土的溫度應力超過其抗拉強度時，鋼筋混凝土即會開裂。此外，鋼筋混凝土在降溫收縮時，由于受約束內部產生拉應力，當鋼筋混凝土的溫度應力超過其抗拉強度時，鋼筋混凝土也容易開裂。預防措施(1)混凝土中盡量摻加混凝土摻合料，如粉煤灰或礦粉。(

19、2)減少水泥用量，將水泥用量盡量控制在450kgm3以下。(3)降低水灰比，一般混凝土的水灰比控制在0.6以下。(4)改善骨料級配，采用摻加粉煤灰或高效減水劑等來方法減少水泥用量，降低水化熱。(5)改善混凝土的攪拌加工工藝，在傳統(tǒng)的“三冷技術”的基礎上采用“二次風冷”新工藝，降低混凝土的澆筑溫度。(6)在混凝土中摻加一定量的具有減水、增塑、緩凝等作用的外加劑，降低水化熱，推遲熱峰的出現時間。(7)高溫季節(jié)澆筑時可以采用搭設遮陽板等輔助措施控制混凝土的溫升，降低澆筑混凝土的溫度。(8)在大體積混凝土內部設置冷卻管道，通冷水或者冷氣冷卻，減小混凝土的內外溫差。(9)加強混凝土溫度的監(jiān)控，使大體積混

20、凝土的內外溫差盡量小于25。(10)預留溫度收縮縫。(11)減小約束，澆筑混凝土前宜在基巖和老混凝土上鋪設5mm左右的砂墊層或使用瀝青等材料涂刷。(12)加強混凝土養(yǎng)護，混凝土澆筑后，及時用濕潤的草簾、麻片等覆蓋，并注意灑水養(yǎng)護，適當延長養(yǎng)護時問，保證混凝土表面緩慢冷卻。在寒冷季節(jié)，混凝土表面應設置保溫措施，以防止寒潮襲擊。(13)混凝土中配置少量的鋼筋或者摻人纖維材料將混凝土的溫度裂縫控制在一定的范圍之內。4.2塑性收縮引起的裂縫收縮裂縫的原因鋼筋混凝土在凝結硬化過程中產生體積變化，當鋼筋混凝土產生收縮而結構又受到約束時，就可能產生收縮裂縫。與溫度應力相比，收縮裂縫僅起到次要作用。由于收縮引

21、起的應力一般只相當溫度引起應力的10%30%。根據裂縫產生機理的不同，收縮裂縫又可分為化學收縮、干燥收縮、塑性收縮、自收縮、碳化收縮裂縫等?；瘜W收縮指隨著水泥不斷水化，固相體積增加，但水泥一水體系的絕對體積減少?；瘜W收縮與水泥中C3A和SO3含量有關，摻用的礦物用量越大，活性越高，化學收縮越大。干燥收縮是指鋼筋混凝土養(yǎng)護完成后，在不飽和的空氣中失去內部毛細孔和凝膠孔的吸附水而發(fā)生的不可逆收縮，它不同于干濕交替引起的可逆收縮。隨著相對溫度的降低，水泥漿體的干縮增大。鋼筋混凝土的水灰比和水化程度、水泥的組成和用量、細摻料和外加劑、集料的品種和用量等十影響干縮的主要因素。塑性收縮是指塑性階段的鋼筋混

22、凝土因表面失水而產生的收縮。鋼筋混凝土在新拌狀態(tài)下，拌合物種顆粒間充滿水，若養(yǎng)護不足，表面失水速度超過內部水向表面遷移的速率，就會造成毛細管中產生負壓，使?jié){體產生收縮，影響鋼筋混凝土塑性收縮開裂的內部因素是水灰比、細摻料、鋼筋混凝土的溫度、凝結時間等；外部因素是風速、環(huán)境溫度、相對濕度等?？刂扑苄允湛s最有效的方法是終凝前保持鋼筋混凝土表面的濕潤，如在鋼筋混凝土表面覆蓋塑料薄膜，噴灑養(yǎng)護劑等。自收縮鋼筋混凝土內部相對濕度隨水泥水化的進尺而降低，造成毛細孔中的水分不飽和而產生壓力差，當壓力差為負值時，引起鋼筋混凝土的自收縮。對水灰比較高的普通鋼筋混凝土，自收縮可以忽略。鋼筋混凝土自收縮的大小與水灰

23、比、細摻料的活性、水泥細度等因素有關。特征鋼筋混凝土的收縮裂縫一般從鋼筋混凝土表層開始向深處發(fā)展，有時會在鋼筋混凝土保養(yǎng)層出現環(huán)向裂縫。鋼筋混凝土的干縮裂縫常出現在鋼筋鋼筋混凝土薄腹梁，有較高較窄的橫截面的腹壁上，且一般出現在梁中段的腹壁中部，沿梁垂直方向排列，裂縫中間寬大，兩端漸窄，上不到頂，下不到底，呈“棗核”形。干縮裂縫最顯著的特征是與荷載無關，常在無外荷載的作用下開裂，且裂縫比較穩(wěn)定。即一旦出現裂縫，若沒有其它影響，裂縫寬度不會再有太大變化，這一點與溫度裂縫有明顯不同。a、特點：大部分屬表面裂縫，裂縫寬度較細，且縱橫交錯，成龜裂狀，形狀沒有任何規(guī)律。b、成因主要包括：塑性收縮、縮水收縮

24、、自生收縮和碳化收縮，其中塑性收縮和縮水收縮(干縮)是引起混凝土體積變形的主要原因。(1)塑性收縮引起的裂縫：發(fā)生在施工過程中、混凝土澆筑后45小時左右。此時水泥水化反應激烈，水化產物逐漸形成，表面水分急劇蒸發(fā)，混凝土失水收縮，同時骨料因自重下沉，因為此時混凝土尚未硬化，稱為塑性收縮。塑性收縮裂縫一般在干熱或大風天氣出現，裂縫多呈中間寬、兩端細且長短不一，互不連貫狀態(tài)。較短的裂縫一般長l530ram，較長的裂縫可達2030cm，寬l5mm。其產生的主要原因為：混凝土在終凝前幾乎沒有強度或強度很小，或者混凝土剛剛終凝而強度很小時，受高溫或較大風力的影響，混凝土表面失水過快，造成毛細管中產生較大的

25、負壓而使混凝土體積急劇收縮，而此時混凝土的強度又無法抵抗其本身收縮，因此產生龜裂。影響混凝土塑性收縮開裂的主要因素有水灰比、混凝土的坍落度大小、環(huán)境溫度、風速、相對濕度、養(yǎng)護制度等等。措施一是嚴格控制水灰比，摻加高效減水劑來增加混凝土的坍落度和和易性，減少水泥及水的用量。二是澆筑混凝土之前，將基層和模板澆水均勻濕透。三是混凝土澆筑完成后多次抹面，及時覆蓋塑料薄膜或者潮濕的草墊、麻片等，保持混凝土終凝前表面濕潤，或者在混凝土表面噴灑養(yǎng)護劑等進行養(yǎng)護。四是在高溫和大風天氣要設置遮陽和擋風設施，及時養(yǎng)護。(2)縮水收縮(干縮)引起的裂縫：干縮裂縫多出現在混凝土養(yǎng)護結束后的一段時間，或是混凝土澆筑完畢

26、后的一周左右。水泥漿中水分的蒸發(fā)會產生干縮，且這種收縮是不可逆的。干縮裂縫的產生主要是由于混凝土內外水分蒸發(fā)程度不同而導致變形不同：混凝土受外部條件的影響，表面水分損失過快，變形較大，而內部濕度變化較小，變形較小。較大的表面干縮變形受到混凝土內部約束，產生較大拉應力而產生裂縫。相對濕度越低，水泥漿體干縮越大，干縮裂縫越易產生。干縮裂縫多為表面性的平行線狀或網狀淺細裂縫，寬度多在0.05-0.2mm之間。大體積混凝土中平面部位多見，較薄的梁板中多沿其短向分布。于縮裂縫通常會影響混凝土的抗?jié)B性，引起鋼筋的銹蝕而影響混凝土的耐久性，在水壓力的作用下會產生水力劈裂而影響混凝土的承載力等等。主要預防措施

27、：一是混凝土的干縮受水灰比的影響較大，水灰比越大，干縮越大，因此在混凝土配合比設計中應盡量控制好水灰比的選用，同時摻加合適的減水劑。二是加強混凝土的早期養(yǎng)護，并適當延長混凝土的養(yǎng)護時間。冬季施工時要適當延長混凝土保溫覆蓋時間，并涂刷養(yǎng)護劑養(yǎng)護。三是在混凝土結構中設置合適的收縮縫。5基礎導致的裂縫由于基礎豎向不均勻沉降或水平方向位移，使結構中產生附加應力，超出混凝土結構的抗拉能力，導致結構開裂?；A不均勻沉降的主要原因有：(1)地質勘察精度不夠、試驗資料不準。在沒有充分掌握地質情況就設計、施工，這是造成地基不均勻沉降的主要原因。(2)地基地質差異太大。建造在山區(qū)溝谷的橋梁，河溝處的地質與山坡處變

28、化較大，河溝中甚至存在軟弱地基，地基土由于不同壓縮性引起不均勻沉降。(3)結構荷載差異太大。在地質情況比較一致條件下，各部分基礎荷載差異太大時，有可能引起不均勻沉降，例如高填土箱形涵洞中部比兩邊的荷載要大，中部的沉降就要比兩邊大，箱涵可能開裂。(4)結構基礎類型差別大。同一聯(lián)橋梁中，混合使用不同基礎如擴大基礎和樁基礎，或同時采用樁基礎但樁徑或樁長差別大時，或同時采用擴大基礎但基底標高差異大時，也可能引起地基不均勻沉降。(5)修建的高速公路左右半幅橋梁，新建橋梁荷載或基礎處理時引起地基土重新固結，均可能對原有橋梁基礎造成較大沉降。(6)地基凍脹。在低于零度的條件下含水率較高的地基土因冰凍膨脹；一

29、旦溫度回升，凍土融化，地基下沉。因此地基的冰凍或融化均可造成不均勻沉降。(7)橋梁基礎置于滑坡體、溶洞或活動斷層等不良地質時，可能造成不均勻沉降。(8)橋梁建成以后，原有地基條件發(fā)生變化。6鋼筋腐蝕引起的裂縫（1）鋼筋銹蝕的原因鋼筋銹蝕的原因有兩個方面：一是鋼筋保護層的碳化，其碳化的原因是混凝土不密實，抗?jié)B性能不足。硬化的混凝土，由于水泥水化，生成氫氧化鈣，故顯堿性，pH值12，此時鋼筋表面生成一層穩(wěn)定、致密、鈍化的保護膜，使鋼筋不生銹。當不密實的混凝土置于空氣中或含二氧化碳環(huán)境中時，由于二氧化碳的侵入，混凝土中的氫氧化鈣與二氧化碳反應，生成碳酸鈣等物質，其堿性逐漸降低，甚至消失，稱其為混凝土

30、的碳化。當混凝土的pH值12時，鋼筋的鈍化膜就不穩(wěn)定，當pH值n.5時，鋼筋的鈍化保護膜就遭破壞，鋼筋的銹蝕便開始進行；二是氯離子的含量。據有關試驗證明，即便是pH值較高的溶液（如pH值13），只要有46mg/L的氯離子含量，就足可以破壞鋼筋的鈍化膜，使鋼筋失去鈍化，在水和氧氣的作用下導致鋼筋銹蝕。（2）鋼筋銹蝕產生裂縫原因分析由于混凝土質量較差或保護層厚度不足，混凝土保護層受二氧化碳侵蝕炭化至鋼筋表面，使鋼筋周圍混凝土堿度降低，或由于氯化物介入，鋼筋周圍氯離子含量較高，均可引起鋼筋表面氧化膜破壞，鋼筋中鐵離子與侵入到混凝土中的氧氣和水分發(fā)生銹蝕反應，其銹蝕物氫氧化鐵體積比原來增長約24倍，從

31、而對周圍混凝土產生膨脹應力，導致保護層混凝土開裂、剝離，沿鋼筋縱向產生裂縫，并有銹跡滲到混凝土表面。由于銹蝕，使得鋼筋有效斷面面積減小，鋼筋與混凝土握裹力削弱，結構承載力下降，并將誘發(fā)其它形式的裂縫，加劇鋼筋銹蝕，導致結構破壞。要防止鋼筋銹蝕，設計時應根據規(guī)范要求控制裂縫寬度、采用足夠的保護層厚度（當然保護層亦不能太厚，否則構件有效高度減小，受力時將加大裂縫寬度）；施工時應控制混凝土的水灰比，加強振搗，保證混凝土的密實性，防止氧氣侵入，同時嚴格控制含氯鹽的外加劑用量，沿海地區(qū)或其它存在腐蝕性強的空氣、地下水地區(qū)尤其應慎重。（3）鋼筋銹蝕的預防措施通過大量的調查研究證明，鋼筋銹蝕的原因正是由于混

32、凝土保護層的碳化和氯離子的侵入而造成的，為了防止鋼筋銹蝕，必須防止混凝土的碳化或減慢碳化速度和防止氯離子的侵入。而混凝土碳化又是由于混凝土抗?jié)B性能不足引起的，所以為防止碳化，必須提高混凝土的抗?jié)B性。其方法有：降低水灰比?；炷潦怯伤?、粗、細骨料和水拌制而成，根據水泥完全水化的理論，需水量只有水泥重量的25左右，但在拌制混凝土時，為了獲的必要的流動性，滿足施工要求，常用較多的水，即較大的水灰比w/c.當混凝土硬化后，多余的水就會蒸發(fā)掉，形成毛細孔。用水量越大，水泥水化后留下的毛細孔越多，滲透系數也越大。所以在拌制混凝土時，在滿足設計要求和施工要求的情況下，盡量降低水灰比，減少用水量，增加密實度

33、，提高混凝土的抗?jié)B性。摻外加劑。一是摻引氣型的減水劑，一方面使混凝土內部產生均勻、穩(wěn)定、互不連通的微小氣泡，阻止液體的滲透，另一方面也大大減少混凝土的用水量，增加混凝土的密實度，提高抗?jié)B性；二是摻抗?jié)B劑，摻抗?jié)B劑在混凝土內形成膠體洛合物，填充、堵塞了混凝土內部的毛細孔縫，從而增加混凝土的密實度，提高抗?jié)B性；三是摻膨脹劑，通過摻膨脹劑發(fā)生化學反應，使混凝土產生膨脹，在外力約束下，增加混凝土的密實度，也可提高抗?jié)B性。選擇合適的材料。應選用顆粒細、水化熱低的水泥。因為越細，凝結越快，泌水越少，抗?jié)B性能越好。水泥標號一般不低于425號；并摻用適量優(yōu)質摻合料；細骨料要求砂的顆粒均勻、圓滑、質地堅硬、平均

34、粒徑為0.4mm左右的河砂，含泥量3，并含適量的粉砂；選用粗骨料，除大體積外，一般情況下粒徑530mm為宜，最大粒徑不超過40mm.含泥量1，要求組織細密、顆粒整齊、質地堅硬，另外級配要優(yōu)良，以改善混凝土的和易性，增加密實度，提高抗?jié)B性。加強養(yǎng)護。如混凝土早期養(yǎng)護不好，水泥得不到正常水化，會降低混凝土的密實度，繼而影響抗?jié)B性。所以一定要加強混凝土的早期濕潤養(yǎng)護，時間不得少于14d，以保證水泥正常水化，增加密實度，提高抗?jié)B性。防止裂縫?；炷两ㄖ镏谐Ｒ娏芽p有：收縮裂縫、沉降裂縫、溫度裂縫等。防止收縮裂縫、沉降裂縫采取的措施有：除以上提到的14項外，混凝土攪拌時間要適當，澆筑時下料不要太快，防止

35、堆積，振搗要密實，但避免過振，一般振搗時間為1015s次，混凝土初凝前要抹平，終凝前要壓光，壓光后要及時用濕草簾苫蓋或噴涂養(yǎng)護劑認真養(yǎng)護。夏天氣溫高，要及時噴水養(yǎng)護，使其保持濕潤；防止溫度裂縫的措施有：施工時，首先要考慮礦渣水泥、粉煤灰水泥，對于大體積混凝土要用中熱或低熱水泥，同時在保證強度指標的情況下加入一定量的活性摻合料（如粉煤灰、礦渣微粉等）。在一定范圍內，活性摻合料對水泥的代用量越多，降低混凝土溫升的效果越好。另外可充分利用混凝土的后期強度，根據工程結構實際承載的情況，用56d、90d的抗壓強度代替28d的抗壓強度做為設計強度。如充分利用混凝土的后期強度，可使每方混凝土少用水泥約50k

36、g，則混凝土溫度可降低約5，可減少混凝土溫度裂縫。再就是在大體積混凝土里加入緩凝、引氣型的減水劑，以改善其和易性、流動性、黏聚性、保水性。通過分散減水和緩凝作用，可降低用水量，增加混凝土的密實度和強度，同時還降低水化熱，推遲溫峰出現的時間，因而減少溫度裂縫，亦提高混凝土抗?jié)B性。此外，還可選擇水化后產生氫氧化鈣較多的水泥，如早強硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥等，這樣也可以放慢碳化速度。防止氯離子進入混凝土的措施有：配置混凝土時不使用含氯離子的材料或外加劑。采取各種措施，提高混凝土的密實度，防止氯離子侵入混凝土內部，避免鋼筋銹蝕。摻入阻銹劑，使鋼筋表面的氧化膜趨于穩(wěn)定，彌補表面的缺陷，使整個鋼筋被一層

37、氧化膜所包裹，致密性很好，能防止氯離子穿透，從而達到防銹的目的。適當增加鋼筋混凝土保護層的厚度，以延緩二氧化碳、氯離子等到達鋼筋表面的時間。7鋼筋混凝土裂縫的控制與防治措施溫度、收縮裂縫從出現到發(fā)展，一般均有一段過程，因此常會在工程竣工交付使用后的一段時間出現，裂縫的控制與防治應從設計與施工兩個方面進行。7.1大體積鋼筋混凝土的裂縫控制7.1.1在設計方面在設計方面，可以適當增配構造鋼筋以提高結構的抗裂性能，若能沿鋼筋混凝土表面設置細密的溫度鋼筋，則可以提高鋼筋混凝土表面的極限拉伸強度，使鋼筋混凝土表面由溫差、收縮引起的應變能均勻分布，當配率為1%2%時，收縮可減少30%50%。設計上要避免在

38、結構斷面處產生應力集中。同時，在鋼筋混凝土配合比的設計上要盡量減少水泥用量，優(yōu)先選用低、中熱水泥，盡可能在滿足施工工藝的要求下降低水灰比、塌落度和砂率。在設計中，使用減水劑、粉煤灰、膨脹劑等添加劑尤為重要。7.1.2在施工方面在施工方面，要嚴格控制鋼筋混凝土原材料的質量，特別注意控制骨料的含泥量，含泥量的增加會大大降低鋼筋混凝土的抗拉強度；應注意振搗，在施工條件的允許下課進行二次振搗，以提高鋼筋混凝土的抗裂性，同時還可有效防止塑性裂縫；采用合理的養(yǎng)護措施，如采用冷卻水管進行外蓄內散綜合養(yǎng)護措施，實行信息化自動監(jiān)控。7.2工程實例在實際工程中要區(qū)別對待各種裂縫，根據實際情況解決問題。結合工程實例

39、，討論一下工程中遇到的裂縫形式、成因、處理方法及效果。北宋莊大橋位于保定至阜平高速公路曲陽境內，橋梁全長497.0m，上部構造采用12mmX40mm裝配式混凝土連續(xù)T梁；下部構造采用薄壁空心墩，柱式墩，重力式U型臺，以12#臺為例介紹施工過程中的裂縫情況。北宋莊大橋12#臺為重力式U型橋臺，橋臺混凝土設計強度等級為C25，配合比為：水泥(353)、砂子(768)、石子(1106)、水(153)、減水劑(1.756)。施工結束后專人24小時養(yǎng)護，養(yǎng)護期限為l4天，養(yǎng)護期間逐漸發(fā)現臺身、臺背出現不同程度的豎向裂縫，裂縫形狀大部分是豎直方向，處于臺身中下部，且基本是等臺身分部，臺前裂縫與臺背裂縫位置

40、大致相同，屬于沿臺身前后貫通情況，實測裂縫寬度大致在0.32.Omm，長度在1.01.5m左右，結構施工采用組合鋼模，型鋼加勁，半幅一次性澆筑，澆筑時間約25小時，施工時最高氣溫為28。由于方量大，橋臺采用泵送混凝土工藝，坍落度為l2cm，混凝土振搗采用插入式振動棒。7.2.1分析引起裂縫的可能原因該橋臺未承受施工荷載及使用荷載，可以排除外力產生裂縫，橋臺下接2×0.75m擴大基礎，經檢驗未發(fā)現有裂縫，認為基礎絕對剛性，因此可以排除基礎不均勻沉降導致的裂縫；從裂縫的規(guī)則性、均勻分布、走向一致，可以排除混凝土拌合不均勻造成的裂縫，考慮結構物的尺寸特征及裂縫形態(tài)，可以初步判斷可能有以下幾

41、方面引起的：(1)采用輸送泵澆筑，調整了水灰比及坍落度，水灰比增加，混凝土內部水化后殘留多余水分，降低強度的同時增加了混凝土收縮量。(2)U型橋臺由于臺身較高，混凝土半幅一次性成型，相比多次澆筑成型，混凝土體積和表面積增大，相應增加了混凝土結構溫度應變和收縮變形。(3)橋臺施工正值5月份，因環(huán)境溫度而養(yǎng)護不到位，特別是在氣溫變化較大的晝夜交替時間里，由于外界氣溫驟降，增加了混凝土內外溫度梯度，又無法得到很好的散熱，由此產生的溫度應力同樣是造成開裂的不利因素。7.2.2混凝土裂縫處理辦法裂縫的出現不但會影響結構的整體性和剛度，還會引起鋼筋的銹蝕、加速混凝土的碳化、降低混凝土的耐久性和抗疲勞、抗?jié)B

42、能力。因此根據裂縫的性質和具體情況我們要區(qū)別對待、及時處理，以保證建筑物的安全使用。混凝土裂縫的修補措施主要有以下幾種方法：(1)開槽法修補裂縫該法適合于修補大于0.5ram的較寬裂縫，采用環(huán)氧樹脂：10，聚硫橡膠：3，水泥：l2.5，砂：28。首先用人工將曬干篩后的砂、水泥按比例配好攪拌均勻后，將環(huán)氧樹脂、聚硫橡膠也按配比拌勻。然后摻人已拌好的砂、水泥當中，再用人工繼續(xù)攪拌。最后用少量的丙酮將已拌好的砂漿稀釋到適中稠度(約0.2kg丙酮就可以了)。及時(一般約30分鐘)將已拌好的改性環(huán)氧樹脂砂漿用橡膠桶盛裝、倒人已鑿好洗凈吹干后的混凝土鑿槽內進行嵌入。嵌入后的砂漿養(yǎng)護，即砂漿嵌入縫槽內處理好

43、后兩小時以內及時用毛氈、麻袋將修補砂漿進行覆蓋，待完全初凝后，開始用水養(yǎng)護。(2)低壓化學灌漿法修補裂縫低壓灌漿法適用于裂縫寬度為0.20.3mm的混凝土裂縫修補。修補工序如下：裂縫清理一試漏一配制注漿液一壓力灌漿一二次注漿一清理表面?；瘜W灌漿，即將一定的化學材料配制成漿液，用壓送設備將其灌入縫隙或孔洞中，使其擴散凝固，從而達到防滲、堵漏、補強、加固的目的?；瘜W灌漿材料有較好的可靠性，其凝膠時間可根據工程需要調節(jié)。有的可在瞬間固化，適用于大流量漏水、涌水的處理。有的膠凝時間長，起始粘度低，適用于混凝土細微裂縫和孔隙的滲漏處理?？晒┻x擇的化學灌漿材料有許多，常用的有丙烯酰胺、甲基丙烯酸酯、油性或水性聚氨酯、環(huán)氧樹脂等等。由于化學灌漿可將化學漿材壓人很細的混凝土孔隙中，因此可有效地保護混凝土。滲漏治理施工過程中，可根據孔隙的大小和材料的可灌性選用適當的化學灌漿材料。低粘度環(huán)氧樹脂化學灌漿材料由于其起始粘度低，適用于細微裂縫的封閉和補強加固。油性或水性聚氨酯遇水立即起反應膨脹產生高彈性發(fā)泡體