#混凝土结构裂缝成因和预防探讨

1、混凝土结构裂缝成因及预防探讨工程结构出现裂缝是比较普遍的现象。不过，结构裂缝大部分是能够通过设计手段、施工措施来避免的。本文着重对混凝土结构裂缝的成因及预防措施作一粗浅的探讨。一、钢筋混凝土结构常见裂缝原因分析混凝土抗压强度较高而抗拉强度很低，约为其抗压强度的十分之一。当结构受力或温度、湿度发生变化时，导致混凝土产生拉应力，极易产生裂缝。1. 材料方面。有些构件裂缝是由材料质量引发的，如水泥安定性差，两种水泥混用，砂、石含泥量大，骨料粒径过小，外加剂质量差或加入量过大等。2. 地基变形。当地基发生不均匀下沉时，在结构内部必然产生极大的应力。当应力超过构件抗力时，将不可避免地出现裂缝，裂缝的形状

2、、方向、宽度决定于地基变形的情况。3. 设计方面。构造处理不当，主次梁交合处主梁未设加强箍筋或附加吊筋；大截面梁未设腰筋；构件断面突变或因开洞、留槽引起应力集中等因素，均可导致构件裂缝的出现。4. 结构荷载方面。结构因承受荷载而产生裂缝的原因很多，施工中或使用中都可能出现。例如构件早期受到震伤，拆除承重模板过早，施工荷载过大，构件堆放、运输、吊装时，垫木或吊点位置不当，预应力张拉值过大或放张不规范等，均可能产生裂缝。较为常见的是钢筋混凝土梁、板等受弯构件，在使用荷载作用下，出现不同程度的裂缝。早期微裂一般不易发现，规范规定有些构件允许出现宽度不大于0.3毫米的裂缝。但对裂缝宽度超过规范规定的，

3、以及不允许出现裂缝的构件出现裂缝，则应属于有害裂缝，须加以认真分析，慎重处理。5. 温度应力裂缝。混凝土和一般物质一样，具有热胀冷缩的物理性质，其线膨胀系数约为1X10-5/C,当环境温度发生变化时，就会产生温度变形，在构件受到约束不能自由变形时，构件内就会产生附加应力，当温度应力超过混凝土的抗拉强度时，必将出现裂缝。常见的如现浇屋面板垂直于肋梁方向的裂缝，大体积混凝土表面裂缝、烟囱外壁的竖向裂缝等。6. 湿度变形裂缝。普通混凝土在空气中硬结时，体积会发生收缩，由此而在构件内产生拉应力，在早期混凝土强度较低时，混凝土收缩值最大。因此，若构件早期养护不良，极易产生收缩裂缝。这类裂缝，在现浇剪力墙

4、、水池底、壁等工程结构中最为常见。7. 徐变裂缝。结构构件在内应力的作用下，除瞬时弹性变形外，其变形值随时间的延长而增加的现象称为徐变变形。据文献记载受弯构件由于徐变变形的作用，其长期变形值可增加23倍，因变形量加大而使拉区混凝土承受拉应力，造成裂缝的出现。预应力构件因徐变会产生较大的应力损失，降低了结构的抗裂性能。此类裂缝常见于受弯构件的拉区，其特征和承受荷载出现裂缝相同。8. 施工方面。由于施工原因造成裂缝出现的因素很多。如混凝土结构养护不良或养护时间不够；水灰比过大、水泥或外加剂加入量过大；搅拌时间不够、振捣不实；钢筋表面污染、保护层过小或过大；任意留置施工缝且不按规定处理；后期施工扰动

5、前期混凝土；构件内外温差大，未采取有效措施；在不宜施工的气候条件下，勉强施工；冬季施工未采取防冻措施等。二、混凝土结构裂缝的预防措施1材料方面。1）水泥：根据工程条件不同，尽量选用水化热较低、强度较高的水泥，严禁使用安定性不合格的水泥：2）骨料应选用粒径适当、级配合理、无碱性反应、有害物质及含泥量符合规定的砂、石材料；3）外掺料宜掺入适量粉煤灰和减水剂等外加剂，超长建筑物或构筑物可加入微膨胀剂，以改善混凝土工作性能，降低水泥用量和用水量，减少收缩。2. 混凝土配料、搅拌及浇筑。1）配合比设计应尽量采有低水灰比、低水泥用量、低用水量。投料计量应准确，搅拌时间应保证；2）浇筑分层应合理，振捣应均匀

6、、适度，不得随意留置施工缝。3. 设计方面。1）建筑平面造型在满足使用要求的前提下，力求简单；控制建筑物的长高比，增强整体刚度和调整不均匀沉降的能力；2）正确设置沉降缝、变形缝，位置和宽度选择要适当，构造要合理；3）砖混结构底层窗台下应采用加筋砌体，洞口较宽的窗台下宜设置钢筋混凝土梁，以防止窗台因地基沉降产生竖向裂缝；4）构件配筋要合理，间距要适当。断面较大的梁应设置腰筋。大跨度、较厚的现浇板，上面中心部位宜配置构造钢筋。主梁在集中应力处，宜加设抗剪钢筋。4. 施工方面。1）加强地基的检查和验收，复杂地基，应做补充勘探。异常地基处理必须谨慎，尽可能使其处理后的承载力和本工程正常地基承载力相同或

7、相近；2）合理设置后浇带，较长的墙、板、基础等结构和主楼和裙房之间等高低层错落处，均应设置后浇带。具体要求可由设计单位确定；3）加强混凝土的早期养护，并适当延长养护时间，当柱、墙等构件浇水养护有困难或不能保证其表面湿润时，应采用覆盖保温材料等做法，以减少混凝土的收缩变形；4）大体积混凝土施工，应做好温度测控工作，采取有效的保温措施，保证构件内外温差不超过规定（25C）；5）钢筋绑扎位置要正确，保护层厚度准确，钢筋表面应洁净，钢筋代换必须考虑对构件抗裂性能的影响。缝混凝土结构施工技术摘要：本文介绍超长无缝混凝土结构施工的基本原理，通过工程实例介绍了在超长无缝混凝土结构中采用膨胀和加强带替代后浇带

8、的技术要点。关键词：超长无缝混凝土施工技术1、前言网易在超长、超宽钢筋混凝土结构施工中，一般每3040设一道后浇带，等4050天后再后浇膨胀混凝土，这种常规后浇带施工，工序繁多，时间跨度长，施工成本高，而且难以保证整体质量，给建筑装饰也带来隐患。我们在工程施工实践中，利用uea混凝土补偿收缩的原理，采用膨胀加强带替代后浇带，实现了超长钢筋混凝土的无逢施工，为同类的工程施工提供了可借鉴的经验。2、基本原理uea混凝土在硬化过程中产生膨胀作用，在钢筋和邻位约束下，钢筋受拉，而混凝土受压，当钢筋拉应力和混凝土压应力平衡时，贝ac.oc=as.es.2设：p=as/ac,贝yoc=wes.2.（1）式

9、中oc混凝土预压应力（mpa）,as钢筋截面积，卩配筋率（%），ac-混凝土截面积，钢筋弹性模量（mpa）,2混凝土的限制膨胀率（%）。由（1）式可见，oc和2成正比例关系，而限制膨胀率2随uea的掺量增加而增加，所以，通过调整uea的掺量，可使混凝土获得0.20.7mpa的预压应力，根据水平法向力oX分布曲线，设想在应力大的地方施加较大的膨胀应力0C,而在两侧施加较小的膨胀应力，全面地补偿结构的收缩应力，控制有序裂缝的出现。由于钢筋混凝土结构长大化和复杂化，取消后浇带的超长缝混凝土结构施工必须根据结构特点灵活运用，沉降缝不能取消，具有沉降性质的后浇带也不能取消。uea加强带的性质是以较大膨胀

10、应力补偿温差收缩应力集中的地方，所以，它可以取消后浇带。加强带的间距可控制在4060m,一般可连续浇注100200m超长结构。3、工程实例某工程为框架-剪力墙结构，筏板基础，底下一层，地上十二层，主楼长为122.8m，最宽为21m，筏板厚度为1.5m，楼板厚度为250mm、120mm,地下室墙体厚度为350mm,砼强度等级为c40-C55.工程主楼层数为十二层，裙楼层数为四层，主裙楼之间由于层数差别较大，后浇带既起沉降作用，又起伸缩作用，故不可用膨胀加强带来代替，因而主裙楼之间仍存在后浇带，而主楼全长层数无变化，若设置后浇带仅是起到收缩作用。采用uea补偿性混凝土来代替伸缩缝，实现无缝施工，在

11、地下室筏板、墙体、主楼各楼层按60m左右设置一道2m宽限的膨胀带加强带（共二道），以控制混凝土温度、收缩裂缝。3.1混凝土试配膨胀混凝土的试配，重点解决超长无缝混凝土施工中uea掺量控制和降低混凝土水化热。经多次试验，uea替代水泥量在1012%范围内，对混凝土强度不影响，同时利用收缩膨胀测定仪测定，其膨胀率2=2-3X10-4，在钢筋率尸0.2-0.8%时，可在结构中建立0.2-0.7mpa的预压应力，这一预压应力可补偿混凝土在硬化过程中产生温差和干缩的拉应力。由（1）式可见，oC和2成正比例关系，而限制膨胀率2-随uea的掺量增加而增加，所以，我们通过调整uea的掺量，可以使混凝土获得不同

12、的预压应力。根据以上条件和设计要求，我们确定普通部位膨胀混凝土掺10-12%uea;膨胀加强带部位混凝土掺量1415%uea.混凝土试配的配合比如下：uea混凝土配合比砼标号及抗渗等级每m3砼材料用量（kg/m3）水泥uea粉煤灰砂石子fdn-5r水c40p8350355567811079.6175c55p84208040612108913.8179uea混凝土试配结果砼标号及抗渗等级uea/b强度（mpa）膨胀率（10-4）因此，混凝土配合比可以满足实际、施工要求3.2筏板膨胀加强带施工3. 2.1混凝土浇筑方向。首先根据现场实际情况，商品混凝土供应能力，浇筑能力，确定筏板混凝土浇筑方向。施

13、工时浇筑采用斜向推进、分层连续浇筑方法，膨胀加强带外掺12%uea的c40、p8小膨胀混凝土，浇筑到加强带时，掺15%uea的c45、p8大膨胀混凝土，到另一侧时，又改为浇筑掺12%uea的c40、p8小膨胀混凝土。确定膨胀加强带的设置。膨胀加强带宽为2m，两侧架快易收口网，为防止混凝土压破快易收口网，在上下层主筋之间点焊300的双向钢筋加强网膨胀加强带处的浇筑方向。4台混凝土泵分两组对向进行，浇筑整个过程中，每组中应保证1台泵退泵连续浇筑超长无缝筏板混凝土，另外1台则机动配合塔吊吊斗进行膨胀加强带和墙体混凝土浇筑。主要技术措施 混凝土浇筑时，注意严防其它部位混凝土进入膨胀后浇带内，以免影响设

14、计效果。浇筑混凝土前的润管砂浆必须弃置，拆管排除故障或其它原因造成的废弃混凝土严禁进入工作面。严禁混凝土散落在尚未浇筑的部位。以免形成潜在的冷缝或薄弱点。对作业面散落的混凝土，拆管倒出的混凝土，润管浆等应吊出作业面外。 在混凝土浇筑至膨胀加强带附近时，应注意使振动棒插捣点和密目快易收口网保持距离不小于30cm，并不得过振。 膨胀加强带处混凝土采取塔吊吊斗吊运和混凝土输送管泵并用。加强带处超长无缝筏板混凝土浇筑在一侧混凝土浇筑完毕后进行，墙体混凝土待该部位超长无缝筏板混凝土初凝后终凝前浇筑。膨胀带混凝土，振捣棒可靠近密目快易收口网，但不得碰撞。 超长无缝筏板板面上的板面粗钢筋处，容易在振捣后、初

15、凝前出现早期塑性裂缝和沉降裂缝，必须通过控制下料和二次振捣予以消除，以免成为混凝土的缺陷，导致应力集中，影响温度收缩裂缝的防治效果。底板浇筑至标高后，在终凝前用磨光机反复抹压多次，防止混凝土表面的沉缩裂缝出现。 膨胀混凝土只有充分湿养护才能发挥uea混凝土的膨胀效能，必须提高养护意识，设立专职养护人员，建立严格的混凝土养护制度。混凝土浇筑完毕后即应保湿养护14d.混凝土收平后，即应洒水润湿，再用塑料膜严密覆盖，如盖麻袋一层。在养护期喷洒雾状水保持环境相对湿度在80%以上，以减少混凝土干缩。3.3墙体膨胀加强带施工为释放部分收缩应力，在墙体施工中采用了后浇膨胀加强带”的施工方法，即以膨胀加强带为

16、界，分段浇筑掺12%uea的c50、p8小膨胀混凝土，养护28d后，用掺15%uea的c55、p8大膨胀混凝土回填膨胀加强带。后浇筑膨胀加强带可按照传统后浇带设置。在混凝土浇筑2天后，松动模板12mm,在墙体顶部设置花管淋水养护，拆模后继续淋水养护至14d.3.4楼板膨胀加强带施工楼板膨胀加强带用密目快易收口网隔开，固定方法同筏板。浇筑时采用齐头并进、连续浇筑的方法，膨胀加强带外用掺12%uea的小膨胀混凝土，浇筑到加强带时，用掺15%uea的大膨胀混凝土，到另一侧时，又改为浇筑掺12%uea混凝土。4、实施效果4.1工程质量按照施工前编制的详细可行性的施工方案、技术交底、严格执行，温度控制的结果表明，混凝土内外温差未超过25oc.实现了筏板混凝土浇筑的连续施工，取得了超长无缝结构筏板混凝土浇筑的成功，目前地下室超长无缝结构筏板经试水未发现渗漏现象，地下室结构已被质检站定为优良。4.2经济效益分析本工程地下室至十二层共计二十八道膨胀加强带，和楼层板同时浇筑，省去保护后浇带而砌筑的砖墙及上面预制混凝土盖板，同时省去后浇带的清理工作，后浇带处钢筋加强部分亦省略，每道膨胀加强带和板同时浇筑，省略脚手架的后期搭设，降低了工程造价。4.3工期对比按常规设计要求，每3040m设一道后浇