毕业论文 浅谈混凝土结构裂缝成因及控制措施

1、毕业论文 浅谈混凝土结构裂缝成因及控制措施 网络教育学院本 科 生 毕 业 论 文（设 计） 题 目：浅谈混凝土结构裂缝成因及控制措施 学习中心： 大连学习中心 层 次： 专科起点本科 专 业： 土木工程 年 级： 2011年 春季 学 号： 学 生： 指导教师： 代平 完成日期： 7>2013年01月13日 内容摘要 随着施工技术的发展，混凝土结构已经成为我国建筑结构的主要形式。但是，通常混凝土结构都是带缝工作的，并且混凝土裂缝的成因较多，因此将裂缝按照成因分类，并有效的裂缝宽度对结构以及人民生产生活的安全保证来说，都具有重要的意义。建筑物钢筋混凝土结构的普遍应用，伴随着商品混凝土的推

2、广，建筑楼面出现裂缝的机率在增加，日益受到社会人士关注；楼面结构出现裂缝原因复杂，有材料、温度变化等原因，也有设计、施工、使用等方面问题混凝土工程中材料的特性决定了结构较易产生裂缝，从实践中来看施工中混凝土出现裂缝的概率也是很大的，相当一部分裂缝对建筑物的受力及正常使用无太大的危害，但裂缝的存在会影响到建筑物的整体性、耐久性，会对钢筋产生腐蚀，是受力使用期应力集中的隐患，应当尽量在各方面给予重视，以避免裂缝的出现或把裂缝控制在许可的范围之内。混凝土结构裂缝成因预防措施内容摘要i引 言11 绪言12 混凝土裂缝的分类及成因22.1 混凝土结构裂缝的分类22.1.1 按裂缝的成因分类22.1.2

3、按裂缝产生的时间分类52.1.3 按裂缝的形状分类62.1.4 按裂缝的发展状态分类72.2 混凝土裂缝的产生原因72.2.1 收缩裂缝的产生原因分析72.2.2 温度裂缝的产生原因分析92.2.3 沉陷裂缝的产生原因分析92.2.4 荷载作用裂缝的产生原因分析93 混凝土裂缝的预防措施及处理技术103.1 混凝土结构裂缝的预防措施103.1.1 干缩及塑性收缩裂缝的预防措施103.1.2 温度裂缝的预防措施113.1.2 沉陷裂缝及其他裂缝的预防措施113.2 混凝土结构裂缝的处理技术123.2.1 表面封闭法123.2.2 灌浆、嵌缝封堵法123.2.3 结构加固法及混凝土置换法134 工

4、程实例分析154.1 工程概况154.2 工程设想154.3 工程抗裂施工措施154.3.1 基础地基加固154.3.2 优化混凝土配合比154.3.3 内外防水剂174.4 其他措施175 结论与展望19参考文献20 引 言 随着我国国民经济的高速发展，钢筋混凝土结构已经普遍用于工业和民用建筑中。在建筑工程施工过程中，混凝土是城市建设中广泛使用的结构材料，但是伴随这类材料的生产研究与应用，混凝土结构的裂缝问题一直受到人们关注混凝土结构的裂缝 1 绪言混凝土结构裂缝的发生的原因很复杂也是不可避免的，混凝土裂缝的防治重点在于“防”，而不在于“治” 当这些裂缝发生后，必须先查明裂缝产生判明裂缝的类

5、型，才能选择正确的处理方法，同时要通过合理设计混凝土、正确选用原材料、合理设计建筑结构、加强施工监控、严格遵守施工、提高施工技术水平，这样才有可能最大程度减少混凝土裂缝的产生，把控制在设计范围内，尽量减少裂缝造成的危害。楼板刚度不足：设计按多跨连续板进行配筋计算，侧重于满足结构安全，较少考虑混凝土收缩特性和温度变形等多种因素，楼板高跨比仅为l/33.6-l/35，其刚度较小对裂缝控制很不利。楼板构造配筋设计不周：设计在支座处按常规配设负筋，在中部板面不配钢筋，当板面出现温度变形和混凝土收缩，因无构造钢筋约束，板面即出现裂缝。楼板内布线欠合理：由于水电施工图由各专业设计，实际施工中出现水电管交叉

6、叠放，或由于设计考虑管内容线面积，部分预埋管径d25；且设计管线位置在楼板跨中，即在单层双向配筋处，楼板有效截面受到很大程度（15%-40%）削弱，成为楼板最易开裂的部位；当楼板收缩应力大于混凝土极限抗拉强度时，即出现沿管线表面呈直线状的裂缝。从房屋的空间结构来看，剪力墙刚度大，约束了剪力墙间梁板的水平向自由变形，而梁刚度又较板刚度大，因各类因素引起的水平向收缩变形均集中到剪力墙间刚度最小的板上，造成这块板开裂。膨胀剂的选用与掺量：设计未明确混凝土的限制膨胀率，只提出膨胀剂的品种和掺量范围，施工时按设计提供掺量进行配比施工，使混凝土的实际限制膨胀率不能达到最佳限制膨胀率。水电预埋管施工时在板内

7、位置欠合理：管位置过高或过低；位置过高时，极易在板面出现因混凝土硬化收缩产生的裂缝，也易在维修裂缝或室内装修时损坏管线；两根管线并行布置时，管线间距过小甚至并拢，更易因管线集中而产生裂缝。空载养护期不足：从楼面混凝土浇完、收光至施工材料堆放，平均空载养护期仅为一天半，人为因素过早地震动、荷载造成楼板幼龄混凝土内部受损开裂。且施工中用塔吊吊运的钢管、钢筋等周转材料因受剪力墙钢筋影响多堆放在预埋管线部位。 1、塑性收缩裂缝大多初凝后、终凝前。裂缝多产生于新浇表面形状规则且长短不一互不连贯裂缝较浅。在环境气温高、风速大气候干燥的情况下易于出现。沉降收缩裂缝多在浇后生硬化后停止。多沿结构上表面钢筋通长

8、方向或箍筋上出现或在预埋件的附近周围出现。裂缝呈菱形宽度14mm深度不大一般钢筋上表面为止。钢筋锈蚀膨胀产生的裂缝盐碱类介质及酸性侵蚀气液引起的裂缝冻融循环造成的裂缝水分结成冰，产生膨胀，膨胀应力较大时，结构出现裂缝。表面和内部所含水分的冻结和融化的交替出现，冻融循环。的反复，造成建筑构造的严重破坏。碱骨料反应引起的裂缝3 混凝土裂缝的预防措施及处理技术由于裂缝产生的原因是很多，在混凝土结构中普遍存在且危害较大。因此，要对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待，并在施工中采取各种有效的措施来预防裂缝的出现和发展。下面首先阐述混凝土结构中几种常见裂缝的预防措施。3.1 混凝土结构裂缝的预防措施3.1.

9、1 干缩及塑性收缩裂缝的预防措施塑性收缩裂缝的预防措施：1）、配制混凝土时，应严格控制水灰比和水泥用量，选择级配良好的石子，减小空隙率和砂率；同时，要振捣密实，以减少收缩量，提高混凝土抗裂度。 、浇筑混凝土前，将基层和模板浇水湿润。混凝土浇筑后，对裸露表面应及时用潮湿材料覆盖，认真养护。、在气温高、湿度低或风速大的天气施工，混凝土浇筑后，应及早进行喷水养护，使其保持湿润；大面积混凝土宜浇完一段，养护一段。此外，要加强表面的抹压和养护工作。、混凝土养护可采用表面喷氯偏乳液养护剂，或覆盖湿草袋、塑料布等方法；当表面发现微细裂缝时，应及时抹压，再覆盖养护、设挡风设施。、尽量选用低热或中热水泥（如矿渣

10、水泥、粉煤灰水泥）配制混凝土；或混凝土中掺适量粉煤灰；或利用混凝土的后期强度，降低水泥用量，以减少水化热量。、选用良好级配的骨料，并严格控制砂、石子含泥量，降低水灰比，加强振捣，以提高混凝土的密实性和抗拉强度。、在混凝土中掺加缓凝剂，减缓浇筑速度，以利于散热，或掺木钙、减水剂，以改善和易性，减少水泥用量。、避开炎热天气浇筑大体积混凝土；必须在热天浇筑时，可采用冰水或深井凉水拌制混凝土，或设置简易遮阳装置，并对骨料进行喷水预冷却，以降低混凝土搅拌和浇筑的温度。、分层浇筑混凝土，每层厚度不大于30厘米，以加快热量散发，并使温度分布均匀，同时也便于振捣密实。、大体积混凝土适当预留一些孔道，采取通冷水

11、或冷气降温。、大型设备基础采取分块分层间隔浇筑（间隔时间57天）分块厚度11.5m，以利水化热散发和减少约束作用；或每隔2030m留一条0.51.0m宽的临时间断缝，40天后再用干硬性细石混凝土浇筑，以减少温度收缩应力。、浇筑混凝土后，表面应及时用草袋、锯末、砂等覆盖，并洒水养生。深搞基础可采取灌水养护（或在混凝土表面四周砌一皮砖进行灌水养护）。夏季应适当延长养护时间，使之缓慢降温。在寒冷季节，混凝土表面应采取保温措施，以防寒潮袭击。拆模时，块体中部和表面温差不宜大于20，以防止急剧冷却造成表面裂缝。基础混凝土拆模后要及时回填。、在岩石地基或较厚大的混凝土垫层上浇筑大体积混凝土时，可在岩石地基

12、或混凝土垫层上浇沥青胶并撒铺5mm厚或铺二层沥青油毡纸，以消除或减少约束作用。、蒸汽养护构件时，控制升温速度不大于25/小时，降温速度不大于20/小时，并缓慢揭盖，及时脱模，避免引起过大的温度应力。当裂缝影响到混凝土结构的性能时，就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。）混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法，此方法是先将损坏的混凝土剔除，然后再置换入新的混凝土或其他材料。常用的置换材料有：普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。 4 工程实例分析4.1 工程概况新乡第水厂一期工程位于区西南角，北临路，占地000平方米，属群体工程，其中包括沉淀池、清水池、废水池、吸水井、

13、液铝池等多个大型现浇钢筋混凝土水池。这些大型水池池壁高47.6米，均为10万m2/d处理能力规模，设计要求水池完全无渗漏。大型水池池壁高，迎水面延长米极长沉淀池长宽分别为107米和26米、清水池长为40米，但池壁厚度不厚，仅在260300毫米之间，均为现浇钢筋混凝土板壁。水池储水量大，水压力高，若施工技术措施不完备或施工不当，极易造成大面积渗漏水。工程设想1 为防止因地基不均匀沉降而导致水池结构性开裂渗漏水，基础地基加固采用砂垫层方法处理。2 防止大体积现浇钢筋混凝土的收缩裂缝出现，在抗渗混凝土内掺入hea高效防水剂和延大型水池长度方向设置垂直伸缩缝。3 为提高现浇混凝土的抗渗性能，在混凝土池

14、壁内外侧涂抹防水剂。4 在工程施工过程中，采用一些技术措施进一步保证现浇钢砼水池的抗渗性能工程抗裂施工措施1 基础地基加固为减少基础沉降，提高地基承载力，地基加固处理采用换填法，即采用砂垫层的方法。以保证结构沉降为柔性均匀沉降。根据地质勘察报告水池基底标高位于3层黑灰色黏土层，流塑，土层较差，故基础挖至1层暗绿黄色黏土层，土层性质硬塑可塑，中压缩性，土层较好；以1层土层作为持力土层，其上的土层均用密实的砂垫层置换。砂垫层施工时先砌筑挡砂墙，再分层分皮（25毫米一皮，30米长一段）铺砂，再浇水、振捣（平板振动机），经过贯落度检测合格，进行环刀试验，数据合格后再进行下一层施工。砂垫层干密度经测试为

15、平均值为1.74×103kg/m3大于设计要求的1.6×103kg/m34.3.2 优化混凝土配合比为防止混凝土自身渗漏，采用抗渗混凝土，抗渗等级s6由于大体积现浇钢筋混凝土易出现收缩裂缝，为提高混凝土的抗裂性能，在抗渗混凝土内掺入适量的hea高效防水剂和设置垂直伸缩缝间距，沉淀池伸缩缝间距约为45米。hea微膨胀防水的理论分析hea 高效防水剂会使混凝土产生适度膨胀在钢筋部位的约束下产生0.20.8mpa的预应力，能有效的补偿混凝土的干缩和冷缩，同时由于hea水化形成的大量钙矾石晶体，具有填充细孔缝作用，使混凝土中孔径下降，总空隙减少，大大改善了混凝土中孔结构的分布，使混

16、凝土更加密实，显著提高混凝土的抗渗抗裂性能及耐久性和抵抗周围环境介质侵蚀的能力，防止钢筋锈蚀。hea防水剂具有缓凝作用，能够延长混凝土凝结时间，且凝结时间可根据工作需要进行调整，对于大面积施工水池非常有利。hea混凝土的早期强度及28天强度较基准混凝土提高10%以上，特别是早期强度的提高，对提高工程结构的安全性及防止混凝土早期膨胀能的损失都是有利的，因为混凝土收缩大部分发生的在早期，故hea混凝土抗裂性能相对提高。hea的抗渗性能良好是因为hea混凝土的膨胀与强度发展协调，使膨胀能得以充分发挥，另外由于hea的优良减水效果，使混凝土孔隙率减小。密实度进一步提高。hea施工控制点hea的活性较大

17、，称量误差大会影响混凝土的强度及坍落度，且不易控制，所以混凝土拌和时严格控制称量误差，称量误差在±1%。由于hea具有与自身相容性的高效减水成份，搅拌时间控制应比普通混凝土延长3060秒。保湿养护至关重要，混凝土初凝后即开始浇水和盖麻袋养护，养护期不少于14天，要始终保持表面湿润状态，以不见白为原则。振捣必须密实，不能过振或漏振，采用专人专区负责制，以混凝土开始泛浆和不冒泡为原则。对于大直径套管底部混凝土密实度，在施工过程中通过敲击模板听音的方法检查。垂直伸缩缝采用橡胶止水带橡胶止水带因其延伸性能极好，可随结构不均匀微沉降适当延伸而不产生裂缝，也不因自然温度差异产生较大的热胀冷缩导致

18、材料微裂缝出现，有效地满足了密封防水。橡胶止水带采用埋入式位置居中。止水带的宽度为30毫米，xq-2泡沫塑料填充，内外壁施作双组份聚硫密封膏，密封膏密实，基层垃圾清理干净、干燥。该工程采用sgjl-851ii型双组分室温固化聚硫密封胶，其对混凝土具有良好的黏结力，并有宽阔的使用范围，可在-550110c温度下长期使用。其最大伸长率不低于400%，恢复率不低于85%，在30c以下热氧老化寿命长达105年以上。该双组分配比在一般情况下为：基膏：硫化膏 10010，但根据气温变化可适当增减硫化膏用量来控制密封胶的黏结强度。在施工工程中，严格测定大气温度，在100：812之间调整配比，保证了施工质量和

19、密封胶的密封效果。橡胶止水带应分仓施工，待填充xq-2泡沫塑料后施工另一仓。3 内外防水剂池壁迎水面涂jk2050水性高效有机硅防水剂。jk2050直接喷涂在混凝土表面，渗透到混凝土表层内58毫米，通过其于混凝土的浇合固化作用完全填补了混凝土表面的水化热细微裂缝在混凝土表面形成永久性的不透水层，保证了混凝土池壁的抗渗性能。池壁外侧涂刷氰凝池壁外侧±0.00以下及垫层面涂刷jk-19a优质改性氰凝，以阻隔地下水同混凝土池壁的接触，该防水剂抗渗性能优良，耐冲刷，弹性好，抗裂性优异，且耐化学品介质腐蚀，最适合地下及室外防水涂膜。施工时每8小时涂抹一道共4到，保证其涂膜厚度达到100m以上。

20、防水剂施工需要先进行基层处理，保证混凝土表面无孔隙、无其它附着物，然后在清洁的表面上涂刷防水剂。4.其他措施穿墙螺栓处理加大穿墙螺栓的止水片宽度。通常穿墙螺栓止水片宽度为40×40毫米，但在高度5米以上水池池壁中使用，渗水机率较大，经过理论计算，决定采用75×75毫米的止水片，实践效果非常良好。根据混凝土的终凝时间和强度发展，池壁侧模拆除规定在混凝土浇捣3天以后，以防止止水螺栓处混凝土的松动。采用微膨胀水泥浆分两次修补穿墙螺栓洞，先将洞口清理干净，再分两次将洞补掉；第一次为洞深的2/3，间隔12小时后，再进行第二次修补，以防止砂浆出现收缩裂缝。二次修补完成后外墙面做成凸出馒头状保护层。严格控制混凝土塌落度在120+10毫米左右；对于大型防水套管底部混凝土浇捣，采用侧壁开门子模的方法，并通过敲击模板听音的方法检查大型套管底部混凝土密实度，保证套管底部不渗水。与设计加强联系，改变套管等处加筋方法，防止钢筋过密而影响混凝土的振捣密实度。加强施工过程中监控力度，配备充足施工机具和检查人员。通过对钢筋混凝土水池池壁抗渗措施的研究、探讨、实施，工程的整体质量取得了显著的效果，所有钢筋混凝土钢砼水池经盛水实验检测均无渗漏，一次性通过验收，达到了较好的水平，减少了应修补带来的工期拖延和人力物力的浪费，并且