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1、 毕业论文（设计）题 目 浅谈水泥混凝土裂缝成因与处理 学院 大学建筑与环境学院 专 业 工程管理 年 级 2006秋 指导教师 学生姓名 学 号 2008年 9 月 10 日浅谈水泥混凝土裂缝成因与处理 工程管理专业摘 要水泥混凝土是土木工程中使用最广泛、用量最多的一种混合材料,它具有许多优点，但也存有一些弱点,如均匀性差、离散性大，容易产生裂缝，尤其以裂缝为突出。它是长期困扰着我们工程技术人员的头痛问题。 水泥混凝土产生裂缝是目前工程建设中普遍存在的质量通病，社会对工程的质量要求越来越高，质量可靠，经久耐用，外观美观。为此，在当前施工中如何克服水泥混凝土裂缝是一件非常重要的事，从施工工艺、
2、施工环境、材料配比、操作人员等在施工过程中，必须按规范要求和操作要点严格执行，控制好每个细部环节，才能有效的避免或减少砼出现裂缝等质量通病。本文将对水泥混凝土裂缝的成因进行分析，对裂缝的分类、出现的质量问题、形成的原因、控制的步骤等各个环节进行分析，并提出相应的预防措施和处理方法。关键词：混凝土 裂缝 控制 On cracks in concrete and cement processingProject ManagementAbstract Concrete is the most widely used in civil engineering, the largest amount o
3、f a mixed material, it has many advantages, but there are also some weaknesses, such as the uniformity of poor dispersion of large, easy to crack, especially to highlight the cracks. It is a long-term problems of our engineering and technical personnel headache. Concrete cracks is prevalent in the c
4、onstruction of quality defects, social engineering on the increasingly demanding high-quality, reliable, durable and attractive appearance. In this regard, how to overcome the current construction of cement concrete cracks is a very important matter, the paper will cement concrete cracks analysis of
5、 the causes and propose preventive measures and treatment. Key word: control of concrete cracks目 录第一章 混凝土裂缝的分类 5 1.1收缩裂缝51.2 超载裂缝51.3沉降裂缝51.4龟裂裂缝61.5疏松裂缝6第二章 混凝土裂缝的成因62.1砼的收缩62.2温度应力62.3配筋6 2.4砼的配合比62.5养护条件7 2.6施工质量7第三章 混凝土裂缝的预防措施7 3.1设计7 3.2施工方案7 3.3施工工艺8 3.4养护8 3.5外加剂使用9第四章 混凝土裂缝的修补方法 10 4.1压力注浆法1
6、04.2开槽填补法104.3涂膜封闭法10第五章 总结11参考文献 12水泥混凝土裂缝的成因与处理第一章 混凝土裂缝的分类混凝土裂缝是混凝土的一种常见问题和质量通病。质量问题绝大多数发生于施工阶段，其原因复杂多变，为了分析其成因，试作如下大致分类： 从裂缝外观可分成微观裂缝和宏观裂缝两大类。 微观裂缝是指肉眼看不到的、砼内部固有的一种裂缝，它是不连贯的。宽度一般在0.05mm以下，但是要比肉眼可见的即宏观裂缝多得多。这种砼本身固有的微观裂缝，在荷载不超过设计规定的条件下，一般视为无害。用实体显微镜观察、X射线或超声波探测仪等物理检验手段都可鉴定出这种裂缝。另外一种最直接的方法就是用渗水观察，一
7、定压力的水可以从砼内部的裂缝中渗透出来。 宏观裂缝宽度在0.05mm以上，并且认为宽度小于0.20.3mm的裂缝是无害的，但是这里必须有个前提，即裂缝不再扩展，为最终宽度。宏观裂缝可分为以下几种：1.1收缩裂缝在施工阶段因水泥水化热及外部气温的作用引起砼收缩而产生的裂缝。多为规则的条状，很少交叉。常发生在结构变截面处，往往与受力钢筋平行。收缩裂缝多发生在大体积砼中，梁、板、柱等小块体构件，特别是预应力构件极少产生收缩裂缝。砼收缩裂缝危害较大，尤其是暴露在大气中的构筑物，影响更大。如不加以防止，可能会造成严重后果。1.2超载裂缝砼构件超荷载使用时，造成变形、失稳或因疲劳等原因产生裂缝。一般均发生
8、在构件受弯矩最大的部位，成条状，但分布不象收缩裂缝那样均匀，扩展方向也相反，一般沿受力钢筋垂直方向或斜向发展。产生超载裂缝的原因，往往是施工阶段在构件上不适当地施加施工荷载或者是上部建筑过早施工。另外，温度应力影响也是原因之一。1.3沉降裂缝因地基差异沉降或构件接合不良、剪应力超过设计强度而产生的一种砼裂缝，多见于填土地基、桩基沉降不均匀的各种基础与墙体。这种裂缝一般与地面垂直，或成3040角方向发展，宽度因荷载大小而异，与成降值成比例。沉降裂缝危害极大，并且极难处理。因此必须在设计上采取有效措施，施工、使用中也要加强观测、监视。1.4龟裂裂缝施工阶段因配料、搅拌、浇筑、养护等各环节的操作不当
9、均能产生，其中以养护环节为关键。裂缝成龟壳状或散射状，无规律，长度、宽度也不一致。1.5疏松裂缝砼浇筑时因下料不均，致使砼材料离析，或因漏振、过振而产生的疏松状态裂缝。如果它延续到砼表面，当然容易发现，如果只产生在砼内部，则不能直接表现出来。这种疏松带长度不等，视下料或振捣情况而异。第二章 混凝土裂缝的成因砼裂缝成因很多，但可以主要归纳为以下几点：2.1砼的收缩 收缩是砼的一个主要特性，对砼的性能有很大影响。由于收缩而产生的微观裂缝一旦发展，则有可能引起结构物的开裂、变形甚至破坏。2.2温度应力砼内的水泥在水化反应中散出大量热量，使砼升温，并与外部气温形成一定的温差，从而产生温度应力。其大小与
10、温差有关，主要是温度和湿度的变化，混凝土的脆性和不均匀性，混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力。后期在降温过程中，由于受到基础或老混凝上的约束，又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，即会出现裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢，但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化，并直接影响到砼的开裂及裂缝宽度。2.3配筋不足 从实践中观察到，配筋间距大，配筋率小的砼结构开裂多，无筋砼比有筋砼开裂多。2.4砼材料及配合比 配合比设计不当直接影响砼的抗拉强度，是造成砼开裂不可忽视的原因。配合比不当指水泥
11、用量过大，水灰比大，含砂率不适当，骨料种类不佳，选用外加剂不当等，这几个因素是互相关联的。有关试验资料显示：用水量不变时，水泥用量每增加10%，混凝土收缩增加5%;水泥用量不变时，用水量每增加10%，混凝土强度降低20%，混凝土与钢筋的粘结力降低10%。2.5养护条件 养护是使砼正常硬化的重要手段。养护条件对裂缝的出现有着关键的影响。在标准养护条件下，砼硬化正常，不会开裂，但只适用于试块或是工厂的预制件生产， 现场施工中不可能拥有这种条件。但是必须注意到，现场砼养护越接近标准条件，养护时间和次数越多，减少砼内部水分很快散失，砼开裂可能性就越小。2.6施工质量 砼浇筑施工中，振捣不均匀，或是漏振
12、、过振等情况，会造成砼离析、密实度差、降低结构的整体强度。砼内部气泡不能完全排除时，裂缝在钢筋表面 ，气泡则降低了砼与钢筋的粘结力。钢筋若受到过多振动，则水泥浆在钢筋周围密集，也将大大降低粘结力。这些因素都会造成砼较大的收缩，致使砼微观裂缝迅速扩展，形成宏观裂缝。第三章 混凝土裂缝的预防措施根据砼裂缝成因，采取适当措施进行预防要比事后补救有效的多。也就是说采取以防为主的方法，归纳起来，可以从以下几个方面着手：3.1设计 在设计上要注意到那些容易开裂的部位，如深基与浅基、高低跨处等，应考虑到由于地基的差异沉降或结构原因而引起的薄弱环节，在设计中加以解决。在构件截面允许、配筋率不变而且浇筑方便的条
13、件下，钢筋直径越细、间距越小则对预防开裂越有利。3.2施工方案 良好的施工方案与预防、控制裂缝有很大的关系。施工方案主要应确定一定浇筑量、施工缝间距、位置及构造、浇筑时间、运输及振捣等。一次浇筑长度由垂直施工缝分割，最好是设置在变截面处或承受拉、剪、弯应力较小的部位。除控制一次浇筑厚度外，分层位置即水平施工缝留设位置也应加以注意，一般来说，因尽量留在变截面处，或远离受拉钢筋部位而设在砼的受压区，确定浇筑时间的原则应尽量避开炎热天气和昼夜温差大的日子。如果必须在夏季施工，合理的安排施工工序，避免过大的高差和侧面长期暴露；则应采取材料降温措施来控制砼入模温度。具体方法有：a. 采用改善骨料级配，用
14、干硬性混凝土，掺混合料，加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量；b. 拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度；c. 热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热；d. 在混凝土中埋设水管，通入冷水降温；e. 规定合理的拆模时间，气温骤降时进行表面保温，以免混凝土表面发生急剧的温度梯度；f. 施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构，在寒冷季节采取保温措施.3.3施工质量由于施工质量原因而产生的裂缝发生率在95%以上。如果在施工阶段控制住了裂缝，则在使用阶段开裂的可能性就很小了。因此，施工阶段是裂缝预防的主要阶段，在施工阶段要注意以下几个问题：首先砼要有合适的配合比，
15、选择合适的配合比，不仅要满足强度要求、施工要求，还要从防止产生裂缝的需要出发。适当地选择好水灰比，在满足强度要求的原则下，尽可能减少水泥用量。其次钢筋的成型和模板安装位置要准确、牢固，以免施工中变形。钢筋上的污物和氧化铁皮要清除，以免影响粘结力。第三是浇筑、振捣操作合理，特别是振捣操作技术，往往不被人们重视。过分地振捣对砼均匀性有害，振捣不足也不能保证砼应有的密实度，要恰到好处。3.4 养护 养护的目的是使砼正常硬化，强度增长，不受或少受外界影响。技术关键是设法使砼温度级慢慢下降到接近外界气温，缩小降温过程中的温差。以便减小温度应力，阻力裂缝的产生。常规养护方法是喷水，对一般砼结构，减小表面收
16、缩，防止龟裂是可行的。大体积砼由于块体内外温度不一致，强度增长不同，常常是在强度增长慢的表面开裂，其养护就不能只满足于用常规方法。具体说，尽量晚拆模，拆模后要立即覆盖或及时回填，避开外界气候的影响。在混凝土浇筑初期，由于水化热的散发，表面引起相当大的拉应力，此时表面温度亦较气温为高，此时拆除模板，表面温度骤降，必然引起温度梯度，从而在表面附加一拉应力，与水化热应力迭加，再加上混凝土干缩，表面的拉应力达到很大的数值，就有导致裂缝的危险，但如果在拆除模板后及时在表面覆盖一轻型保温材料，如泡沫海棉等，对于防止混凝土表面产生过大的拉应力，具有显著的效果。加筋对大体积混凝土的温度应力影响很小，因为大体积
17、混凝土的含筋率极低。只是对一般钢筋混凝土有影响。在温度不太高及应力低于屈服极限的条件下，钢的各项性能是稳定的，而与应力状态、时间及温度无关。钢的线胀系数与混凝土线胀系数相差很小，在温度变化时两者间只发生很小的内应力。由于钢的弹性模量为混凝土弹性模量的715倍，当内混凝土应力达到抗拉强度而开裂时，钢筋的应力将不超过100200kgcm2.因此，在混凝土中想要利用钢筋来防止细小裂缝的出现很困难。但加筋后结构内的裂缝一般就变得数目多、间距小、宽度与深度较小了。而且如果钢筋的直径细而间距密时，对提高混凝土抗裂性的效果较好。养护期应以砼强度增长最快的阶段为准，即7至28天，最好能长些。3.5正确使用外加
18、剂为保证混凝土工程质量，防止开裂，提高混凝土的耐久性，正确使用外加剂也是减少开裂的措施之一。例如使用减水防裂剂，笔者在实践中总结出其主要作用为：a.混凝土中存在大量毛细孔道，水蒸发后毛细管中产生毛细管张力，使混凝土干缩变形。增大毛细孔径可降低毛细管表面张力，但会使混凝土强度降低。这个表面张力理论早在六十年代就已被国际上所确认。b.水灰比是影响混凝土收缩的重要因素，使用减水防裂剂可使混凝土用水量减少25。c.水泥用量也是混凝土收缩率的重要因素，掺加减水防裂剂的混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少15的水泥用量，其体积用增加骨料用量来补充。d.减水防裂剂可以改善水泥浆的稠度，减少混凝土泌水，减少沉
19、缩变形。e.提高水泥浆与骨料的粘结力，提高的混凝土抗裂性能。f.混凝土在收缩时受到约束产生拉应力，当拉应力大于混凝土抗拉强度时裂缝就会产生。减水防裂剂可有效的提高的混凝土抗拉强度，大幅提高混凝土的抗裂性能。g.掺加外加剂可使混凝土密实性好，可有效地提高混凝土的抗碳化性，减少碳化收缩。h.掺减水防裂剂后混凝土缓凝时间适当，在有效防止水泥迅速水化放热基础上，避免因水泥长期不凝而带来的塑性收缩增加。J.掺外加剂混凝土和易性好，表面易摸平，形成微膜，减少水分蒸发，减少干燥收缩.许多外加剂都有缓凝、增加和易性、改善塑性的功能，我们在工程实践中应多进行这方面的实验对比和研究，比单纯的靠改善外部条件，可能会
20、更加简捷、经济。第四章 混凝土裂缝的修补方法4.1压力注浆法修补裂缝(1)机械动力法：利用压送设备（压力0.20.4Mpa）将补缝浆液注入砼裂隙，达到闭塞的目的，该方法属传统方法，效果很好。 (2)低压注浆法：利用弹性补缝器将注缝胶注入裂缝，不用电力，十分方便效果也很理想。4.2开槽填补法修补裂缝 沿砼裂缝开凿成槽，用聚合物水泥砂浆将其填补封闭的方法称为开槽填补修补法。适用于结构允许开槽而宽度较大但数量不多的裂缝，如墩台或路面砼的裂缝。4.3涂膜封闭法修补裂缝 在砼表面涂刷防水涂膜以封闭微细裂缝的修补方法称涂膜封闭法，适用于宽度小于0.2mm的微细裂缝的修补。第五章 总 结诚然，水泥混凝土裂缝的形成是多方面的因素造成，这就要求我们做为建筑工程技术人员在施工过程中，需要严格控制每道与之相关的过程，确保每道过程是达到要求，才能有效的避免这种工程中常见问题的出现，满足工程要求。参考文献:(1) 国家标准,建筑工程施工质量验收规范（GB50204-2002），北京，中国建筑工业出版社，2002；(2) 编写组：建筑施工手册(第四版).，北京，中国建材工业出版社，2003；(3) 编写组：基础工程施工手册，北京，中国计划出版社，1996；(4) 丁大均：现代混凝土结构学，北京，中国建筑工业出版社，2000；(5) 黄政宇主编：土木工程材料，北京:高等教育出版社，2002。
