畢業(yè)論文-墻體或混凝土裂縫控制與措施(共7頁)

1、混凝土裂縫控制與措施 墻體或混凝土裂縫(li fng)控制與措施 摘要(zhiyo)：混凝土開裂(ki li)一直建筑工程常見的問題，本文試著從開裂的原因及控制方法和措施作出一點探討，包括墻體、樓板、基礎等。對常見的裂縫（溫度裂縫，結構裂縫、材料裂縫、施工裂縫）做了較淺的研究，裂縫的補救只做了較淺的探討。關鍵詞：裂縫、溫差、控制措施、約束。CONTROL AND METHODS OF CONCRETE CRACK KEY WORD: crack、temperature difference、control methods 、constraint.裂縫產生的原因裂縫產生的原因可以分為兩類：（1）

2、結構性裂縫是由于外荷載引起的，包括常規(guī)結構計算中的主要應力以及其他的結構次應力造成的受裂縫；（2）材料型裂縫，是由于非受力變形變化引起的，主要是由溫度應力和混凝土的收縮引起的；（3）施工原因。1.1 溫度裂縫溫度裂縫產生的主要原因是內外溫差引起的溫度應力。大體積混凝土由于水泥水化過程產生的水化熱積累，澆筑后34d內混凝土內部溫度急劇上升引起的混凝土膨脹變形，混凝土內部應力表現(xiàn)為壓應力，此時混凝土的彈性模量很小，由于溫度變化引起的受基礎混凝土膨脹變形仍舊很小。溫度峰值過后，混凝土由升溫期轉為降溫期，混凝土開始收縮，內部應力表現(xiàn)為拉應力。此時混凝土的彈性模量較大，降溫引起的受約束的收縮變形會產生相

3、當大的拉應力，當拉應力超過混凝土同齡期的抗拉強度時，就會產生溫度裂縫，對混凝土結構產生不同程度的危害。此外，在混凝土內部溫度較高時，外部環(huán)境溫度低或氣溫驟降期間，內外溫差過大在混凝土表面也會產生較大的拉應力而出現(xiàn)表面裂縫。1.2 收縮裂縫收縮裂縫包括干燥收縮，塑性收縮、自身收縮、碳化收縮等。這里主要介紹干燥收縮和塑性收縮。1.2.1 干燥收縮 干燥收縮多出現(xiàn)在混凝土養(yǎng)護結束后的一段時間內或混凝土澆筑完畢后的一周左右。干縮裂縫產生的主要原因；混凝土受外部環(huán)境影響，表面水分損失過快，變性過大，內部混凝土變性較小，較大的表面干縮變形受到混凝土內部約束，產生較大的拉應力而產生裂縫。相對濕度越低，水泥漿

4、體干縮越大，干縮裂縫越易產生?；炷粮煽s主要與混凝土水灰比、水泥成分、水泥用量，集料性質和用量，外加劑用量等有關。1.2.2 塑性收縮塑性收縮是混凝土終凝前，表面因失水過快而產生的收縮，一般在干熱或大風天氣出現(xiàn)。影響混凝土塑性收縮開裂的主要因素，由水灰比、混凝土的凝結時間、環(huán)境濕度、風速、相對濕度等。1.2.3早齡期收縮 早齡期收縮(shu su)特指混凝土澆筑后3d的干燥(gnzo)收縮值（包括干燥收縮），文獻【5】的研究表明，混凝土澆筑后早期得不到有效地保濕養(yǎng)護，那么早齡期(ln q)，尤其是第1天內的干縮被大大加劇了2. 外墻裂縫的產生原因 外墻裂縫除了以上介紹的原因外還有，就是局部設計

5、的缺陷21局部節(jié)點設計缺陷保溫設計中常常忽視對結構挑出部位，如陽光、雨罩，靠外墻陽臺欄板、空調室外機隔板、附壁柱、凸窗、裝飾線、靠外墻陽臺分戶隔墻、檐溝、女兒墻內外側及壓頂?shù)炔课坏谋?。在保溫層與其它材料的材質變換處，材質間的彈性模量和線性膨脹系數(shù)不同，在溫度應力的作用下的變形也不同，極易產生層裂縫。窗口周邊及墻體轉折處等易產生應力集中的部位未鋪網格布來分散應力，從而產生裂縫。3.預拌混凝土 預拌泵送屬于大流態(tài)混凝土，它與過去現(xiàn)場拌制的塑性混凝土相比，有塌落度大、砂率大，水泥用量的3個顯著特點，因此泵送出現(xiàn)裂縫的概率也以往多。 混凝土主要靠水泥水化后與骨料生成人工石，水泥是增強的主要膠結材料。

6、水泥的化學收縮與水泥的品種、標號、細度、用量有關。隨水泥標號提高，細度增多，混凝土的收縮值增加?；炷涟韬衔镌诮洑v化學收縮，塑性收縮，碳化收縮及干燥收縮后，總收縮率約為0.04%0.06%，所以混凝土自身收縮是其固有的物理特性，也是預拌泵送混凝土出現(xiàn)裂縫的根本原因所在。4.施工因素4.1 混凝土墻體發(fā)生較大的收縮變形（1）混凝土中水泥用量偏大 C40、C50預拌泵送混凝土、水泥用量為400500 g/m3（2）施工中養(yǎng)護不力 37d拆除模板后，沒有覆蓋或澆水保濕養(yǎng)護（3）水平鋼筋配筋率低。（4）膨脹劑使用效果不佳 摻膨脹劑后，達不到14d限制膨脹率指標，沒有發(fā)揮出補償收縮作用。5. 混凝土墻體

7、發(fā)生了過大的溫度變形（1）水化熱引起的溫度變形再拆模后混凝土顯著降溫使混凝土出現(xiàn)表面裂縫，隨著繼續(xù)降溫和收縮，側面處混凝土拉應力超過fct，裂縫向縱深發(fā)展，直至貫通。（2）晝夜溫差引起的變形(bin xng) 進入9月份晝夜溫差1113C直接暴露(bol)于大氣中的混凝土，因為(yn wi)混凝土存在“傳熱滯后現(xiàn)象”，考慮混凝土隨氣溫變動出現(xiàn)6C的瞬時降溫差，經計算混凝土18d齡期的綜合溫差應力為：(18)=1.751MPa (18) fct (18)=1.68MPa (開裂)裂縫的控制措施一、早期裂縫的控制早期裂縫的形成，最開始是由于初凝至終凝前后塑性裂縫的出現(xiàn)，這類裂縫中寬度較大的部分細小

8、的微裂縫（稱為“隱式裂縫”）則容易被忽視，則在其后的干燥收縮過程中，在出現(xiàn)這類隱式裂縫的薄弱部分，裂縫進一步擴展，最終成為“顯式裂縫”，即通常所指的干縮裂縫，由于此時混凝土強度與剛度發(fā)展均已相當成熟，因此，處理這類裂縫已不像凝結前后的塑性裂縫那樣，可以通過二次抹平等簡單方式加以修復。研究表明，控制這類早期裂縫（包括收縮裂縫與早期干縮裂縫）是有顯著效果的二、早期養(yǎng)護對早齡期收縮的抑制作用1 早齡期收縮早齡期收縮特指混凝土澆筑后3d的干燥收縮值（包括干燥收縮），文獻【5】的研究表明，混凝土澆筑后早期得不到有效地保濕養(yǎng)護，那么早齡期，尤其是第1天內的干縮被大大加劇了。2 相對溫度的控制 早期養(yǎng)護的關

9、鍵是保證混凝土澆筑后性能發(fā)展所需的一定濕度環(huán)境。周圍環(huán)境的相對濕度對混凝土早期性能尤其是收縮性能的影響很大。文獻【5】研究發(fā)現(xiàn)，早期相對濕度降低越多，混凝土收縮增幅越大，因此在混凝土澆筑的早期，控制好一定的相對濕度對混凝土收縮的抑制是很關鍵的。3 早期養(yǎng)護為主，材料減縮為輔的裂縫控制理念對早期的自收縮比較大的混凝土，如摻細硅灰的高強混凝土來說，早期保濕或密封養(yǎng)護能大大降低早齡期的干縮，但對自收縮意義不大。那么在養(yǎng)護盡量做到位的前提下，在輔以適當?shù)牟牧蠝p縮措施便顯得更為合理。因此，針對高強度混凝土這類自收縮較大的混凝土，提出“早期養(yǎng)護為主，材料減縮為輔”這一控制理念，早期養(yǎng)護為主是因為通過早期養(yǎng)

10、護可以降低絕大部分發(fā)生在早期的干縮，因為這部分干縮通常是早期收縮裂縫的主要因素，而早期的自收縮往往是在干縮沒有得到有效控制的基礎上，通過其對總收縮的疊加效應最終加速了裂縫的產生。三、結構約束 混凝土結構在溫度與收縮變形時遇到的約束有兩類：一類是配筋構件中鋼筋對混凝土產生的所謂約束，另一類是由于結構的超靜定結構而引起的外約束鋼筋對混凝土的自約束主要是對收縮變形的約束，而溫度變形并不受到約束，因為混凝土與鋼筋有著基本相同的溫度線膨脹系數(shù)。如果配筋不合理，則可能產生很大的自約束應力而產生嚴重的開裂1. 抗裂鋼筋實踐證明，通過增加直徑較小，間距(jin j)較密且均勻的抗裂鋼筋來控制混凝土結構的溫度(

11、wnd)及收縮裂縫是一條有效地途徑。2. 膨脹(png zhng)混凝土 使用膨脹混凝土的關鍵是14d的蓄水養(yǎng)護以及其后的保溫、保濕、防風養(yǎng)護及至使用過程中的潮濕、小風環(huán)境。摻膨脹劑可以使混凝土在水中或高溫環(huán)境產生較大的膨脹，但它并不能阻止普通環(huán)境下的干縮的發(fā)生，只是對干縮有一定的補償四、后澆帶 后澆帶的工作原理是“先放后抗”，但關鍵是“放”。因此在冬季最冷月之前2個月或2個月之前，這段氣溫逐漸下降過程中后澆帶的大體積混凝土中使用后澆帶，會使其發(fā)揮最大的“放”的效用，即可以“放掉”掉全部水化熱產生的負溫差變形又可以“放”掉30%左右的混凝土收縮變形，還可以“放”掉近2個月的季節(jié)負溫差變形。五、

12、 摻加聚丙烯纖維參加聚丙烯纖維，可以大大改善混凝土的抗?jié)B性，加入混凝土中的纖維有阻裂效應，能延緩裂縫的產生和擴展，減少及細化裂縫。聚丙烯纖維參入混凝土；能滿足以下要求：（1）能適應較強的堿性環(huán)境；（2）暴露在大氣中，能耐陽光照射及防老化；（3）在商品混凝土攪拌站生產能滿足商品混凝土生產工藝要求，能在水泥混凝土中快速分散均勻分布；（4）與混凝土有良好的粘貼力，能起增強作用。1. 提高混凝土抗塑性收縮的能力聚丙烯纖維加入混凝土中，純粹是物理作用。纖維的主要作用是從混凝土澆筑到硬化前，混凝土尚未產生足夠的強度以抵抗收縮的應力導致微裂縫，加入纖維可以部分抵消內部應力，抑止微裂縫產生和發(fā)展 纖維加入可以

13、改善裂縫尖端的應力集中，防止裂縫進一步發(fā)展，當裂縫發(fā)展與纖維相交時，纖維可抵消部分或全部應力，加入的纖維呈三維無規(guī)則分布，有助于消弱混凝土的塑性收縮，收縮的能量分散到每M3數(shù)千萬條具有高抗拉強度和相對低彈性模量的纖維單絲上，有效地增強混凝土的韌性，抑止微裂縫的產生和發(fā)展。同時無數(shù)纖維在混凝土內部形成亂向支撐體系，有效阻止骨料的離析，使混凝土粘聚性好，從而阻止了由于干縮引起的裂縫產生，所以摻加聚丙烯纖維，使混凝土內部有害裂縫（裂縫的寬度大于0.05mm）的數(shù)量得到有效控制，混凝土滲透性降低，不易碳化。六、提高預拌混凝土質量、減少混凝土自身收縮1. 抓好混凝土原料質量和混凝土配合比設計粗骨料、細骨

14、料、水泥、減水劑、摻合料2.混凝土水化熱引起裂縫的預防措施大體積混凝土由于水化熱產生的升溫較高，降低幅度大、速率快，使混凝土產生較大的溫度和收縮應力是導致混凝土產生裂縫的主要原因。施工前應計算升溫峰值，內外溫差及降溫速率，制定相應的技術措施，防止和控制溫度裂縫，確保工程質量，預防和控制措施如下3. 降低(jingd)混凝土入模溫度(wnd) （1）降低原材料進入(jnr)攪拌機的溫度； 如夏季降低水溫，粗骨料遮陽防曬，并灑冷水降溫；細骨料遮陽，散裝水泥提前儲備，避免新出廠水泥溫度過高。采取以上措施限度降低混凝土出機溫度 （2）夏季 對罐體噴冷水降溫，混凝土泵送管道遮陽防曬3.2 降低混凝土水化

15、熱選擇中低熱品種水泥，優(yōu)先選用礦渣硅酸鹽水泥；摻入一定比例的粉煤灰；高效減水劑；摻加緩凝劑；3.3摻加UEA膨脹劑 摻入UEA膨脹劑，在最初14d潮濕養(yǎng)護中，使混凝土體積微膨脹，補償混凝土早期失水收縮產生的收縮裂縫3.4 采用二次抹壓技術 在混凝土初凝前12h ,用長刮板攤平表層泥漿，再用鐵滾筒碾壓數(shù)遍，結合蟹子打磨壓實，以閉合混凝土初期收縮裂縫，隨后鐵抹子壓實收光，防止水分過快散失而出現(xiàn)干縮裂縫。 七、 混凝土干縮裂縫的預防措施澆筑基礎底板，樓板等外露混凝土表面；若無恰當措施極易失水過快產生干縮裂縫。1 抹平后及時覆蓋塑料薄膜或濕草袋，對混凝土進行保濕養(yǎng)護。接縫搭接蓋嚴，避免混凝土水分蒸發(fā)，

16、保持混凝土表面處在濕潤條件下養(yǎng)護?；炷两K凝后繼續(xù)澆水養(yǎng)護7d。2墻、柱、梁的側模過早拆模，為防止混凝土表面產生干燥收縮裂縫，應在混凝土表面刷養(yǎng)護液，冬季施工時，上述構件拆模后，表面掛草簾養(yǎng)護3根據混凝土的溫度收縮應力公式:混凝土伸縮縫間距越小，溫度收縮應力越小，因此大體積混凝土大多靠設縫的辦法來解決開裂問題，然而溫度應力與縫間距并不呈線性關系，只是在較短的間距內而引起漏水，同時對抗震不利。因此應設置合理的縫間距，同時處理好縫間距防水問題，保證縫間結構的整體性4 沉降收縮裂縫該裂縫一般多沿主筋通長方向，在混凝土表面出現(xiàn)，常在澆筑后發(fā)生，硬化后停止。裂縫產生原因是澆搗后，骨料顆粒沉落，水泥漿體上

17、浮，受到鋼筋或埋設件或大骨料的阻擋，而使混凝土互相分離。另外混凝土本身組成材料沉落不均勻造成開裂。防治措施如下：（1）可采用稠度適當?shù)牡土鲃有曰炷粒?）加強混凝土振搗，不能漏振；（3）對于斷面相差大的結構物和混凝土剪力墻孔洞口處，先澆筑較深部位，靜止12h。讓混凝土沉降后，再與斷面或孔洞上部混凝土一起澆筑；（4）初凝前兩次振搗和兩次抹壓混凝土表面設計方面:(1)基坑底板高低錯落處及底板，墻板交接處應增加構造鋼筋，防止裂縫開展;(2)墻體抗裂鋼筋的位置;為了提高墻體混凝土的極限抗拉伸能力，增強其抗裂作用，墻體水平構造的鋼筋選用細而密的配筋方式。墻體膨脹加強帶部位還要設置溫度應力補償鋼筋。溫度應

18、力補償鋼筋應垂直于膨脹加強帶方向并且直接綁扎在墻體立筋外側，其設置間距墻水平鋼筋間距的2倍（300mm）5、縫的設置(shzh)（1）縮縫，防止(fngzh)混凝土不規(guī)則收縮(shu su)開裂；（2）隔離縫，防止地面與其它結構間不同沉降引起地面開裂；（3）施工縫，防止混凝土澆筑施工中斷處的開裂縮縫的設置不是為了限制混凝土開裂，而是為了控制其開裂的形式，使裂縫的展開有規(guī)律，因此縮縫、切縫的時間必須很好控制，一般在混凝土澆筑以后的412h。不得晚于12h?？s縫的間距一般為地面厚度的624倍，若要擴大縮縫間距，可考慮在地面層內配置鋼絲網。八、施工技術措施1優(yōu)化混凝土配合比 2. 混凝土澆筑 為減少

19、混凝土的水化熱溫升，采取下列措施；（1）降低如墨溫度，特別是夏季施工，首先控制混凝土出盤溫度，其次用草袋或者麻袋包裹混凝土輸送管道，并澆水降溫；（2）分層澆筑混凝土，分層厚度小于500 mm2.1澆筑季節(jié) 考慮徐變影響后，夏天澆筑混凝土，1個周期時構件中有較大壓應力存在，且在澆筑混凝土后5年內逐漸增大。這說明在冬天澆筑混凝土只能減少結構中的溫度拉應力，并不能從根本消除溫度拉應力的存在。而且由于徐變隨加載齡期不同發(fā)生的變化，使產生最大季節(jié)溫差拉應力的澆筑時間不在每年的溫度最低點，而是各自前后向后推遲了1個月。因此為了降低季節(jié)溫差在結構中產生拉應力，可盡量選擇2月或近2月的時間澆筑混凝土，盡量避免

20、8月或接近8月的時間3. 混凝土養(yǎng)護 （1） 保濕養(yǎng)護 混凝土表面經過二次抹壓后，立即覆蓋塑料薄膜，防止表面水分蒸發(fā)，保持混凝土處于潮濕狀態(tài)下養(yǎng)護。特別對于摻入膨脹劑的混凝土，在最初d內，必須潮濕養(yǎng)護，方能保持膨脹劑發(fā)揮膨脹作用（2）保溫養(yǎng)護 根據混凝土絕熱溫升計算，確定中心最高溫度，按溫控技術措施，確定養(yǎng)護材料及覆蓋厚度和養(yǎng)護時間。保溫目的：（1）減少混凝土表面熱擴散，減少內外溫差；（2）延緩散熱時間，控制降溫速率，有利于混凝土強度增長和應力松弛，避免產生貫穿裂縫，養(yǎng)護一般不小于15d（3）在常溫季節(jié) 混凝土終凝后也可采取蓄水養(yǎng)護的辦法，替代前兩種個保溫保濕的養(yǎng)護辦法。根據混凝土內外溫差數(shù)據

21、，及時調整蓄水高度 保溫養(yǎng)護還應注意兩點（1）養(yǎng)護期間隨時觀察混凝土表面潮濕度，以便及時采取補救措施（2）保溫和保濕措施應兼顧考慮要綜合考慮水化熱溫升。施工季節(jié)，模板等因素，實時變換養(yǎng)護方法。夏季施工，縮短帶模養(yǎng)護時間；春秋季施工，白天保濕夜間保溫；冬季施工，前期以保溫為主；拆模后不宜向混凝土表面澆水，改用噴霧，或掛上草包、麻袋后灑水4. 改進施工工藝 表面及時處理 在混凝土初凝前12h ,用長刮板攤平表層泥漿，再用鐵滾筒碾壓數(shù)遍，結合蟹子打磨壓實，以閉合混凝土初期收縮裂縫，隨后鐵抹子壓實收光，防止水分過快散失而出現(xiàn)干縮裂縫。九、抑制(yzh)混凝土堿骨料( lio)反應的技術措施 原材料堿含

22、量(hnling)限值和使用量是控制混凝土最大堿含量的首要條件，從3個途徑加以限制；（1）使用堿含量不大于0.6%的水泥，盡量降低水泥用量；（2）不用或者少用含堿的外加劑，控制其引入混凝土含堿量不超過1Kg/m3;(3)不使用含NaCl和KCl的砂，石骨料和水；摻加一定量粉煤灰、火山灰質等活性摻合料，可有效抑制堿-硅酸反應。結語 混凝土裂縫在建筑工程普遍存在，在實際很難控制和防止。隨著科技的進步，近年也出現(xiàn)了許多無縫的構筑物，對以上混凝土開裂的因素作了一些分析，在工程的實際應用中也取得了很大的效果。用單方面的方法控制意義和效果不大，綜合各因素的處理會起到顯著的作用。相信隨著設計理念、建筑材料和施工方法的進步在以后的建筑物中無縫結構會普及。致謝 在本論文完成之際，筆者也即告別熟悉的*的校園。本文得到指導老師的細心知道，老師在百忙之中抽出時間認真審閱我的論文并進行了字斟句酌的修改，在此再次對老師的指導表示由衷的感