混凝土裂缝的成因及防治措施

成人高等教育毕业设计学院(函授站）：滨州农机学校年级专业：2012级土木工程层次：本科学号：2012姓名：王建民指导教师：起止时间：年月日～月日题目：浅谈混凝土裂缝成因及其防治措施第2页(共19页)摘要关键词：混凝土裂缝；特征；危害；成因；控制措施；处理措施。混凝土是一种由沙石骨料、水泥、水及其他材料混合而形成的非均质脆性材料。由于混凝土施工和本身变形、约束等一系列问题，硬化成型的混凝土中有着众多的微孔隙、气穴和微裂缝，正是这些初始缺陷的存在，才使混凝土呈现出一些非均质的特性。微裂缝通常是一种无害裂缝对混凝土的承重、防渗及其他一些使用功能不产生危害，但是在混凝土受到荷载、温差等作用之后，微裂缝就会不断扩展通，最终形成我们肉眼可见的宏观裂缝，即混凝土工程常说的裂缝。随着城市建设的飞速发展和住宅改革制度的不断深入，用户对房屋环境和质量要求越来越高，建筑物(住宅)裂缝问题反映强烈，引起工程界及社会各界的广泛关注，由于裂缝的存在和发展通常会使内部的钢筋等材料产生腐蚀，降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性及抗渗能力，影响建筑物的外观、使用寿命，这一现象不仅影响人民群众的生命和财产安全,亦使建筑业的公信力受到严峻挑战。混凝土裂缝产生的原因很多，有变形引起的裂缝：如温度变化、收缩、膨胀、不均匀沉陷等原因引起的裂缝；有外载作用引起的裂缝；有养护环境不当和化学作用引起的裂缝等等。针对这一现象,作为一个建筑工作者，在当前施工中如何克服混凝土裂缝是一件非常重要的事，本文将对混凝土裂缝的原因及危害,混凝土裂缝的防治,从混凝土裂缝的种类入手，提出混凝土裂缝的危害,对混凝土裂缝成因进行分析，并对如何防治混凝土裂缝谈一些粗浅的见解。第3页（共19页）目录第1章绪论……………………………………………………………………41.1课题背景及目的……………………………………………………………41.2课题研究方法………………………………………………………………4第2章混凝土裂缝的特征及危害…………………………………………42.1混凝土裂缝的种类…………………………………………………………52.2混凝土裂缝的特征…………………………………………………………52.3混凝土裂缝的危害…………………………………………………………6第3章混凝土裂缝的成因……………………………………………63.1原材料质量引起的裂缝……………………………………………………63.2施工施工工艺及流程造成的裂缝…………………………………………73.3混凝土因自身特性产生裂缝………………………………………………8第4章混凝土裂缝的控制措施…………………………………………94.1混凝土裂缝控制的基本原理………………………………………………94.2混凝土裂缝的预防措施……………………………………………………9第5章混凝土裂缝处理措施……………………………………………115.1.表面修补法…………………………………………………………………115.2.灌浆、嵌逢封堵法…………………………………………………………125.3.结构加固法…………………………………………………………………125.4.混凝土置换法………………………………………………………………12第6章结论……………………………………………………………………13致谢…………………………………………………………………………………14参考文献…………………………………………………………………………15第4页(共19页)第1章绪论1.1课题背景及目的随着全球化经济的高速发展，像高层建筑、水坝和地下工程等大型工程被广泛需要，也变得越来越多，对混凝土的使用量也越来越大，施工技术也不断成熟，但是很多工程仍然出现不同程度的裂缝，轻者的造成渗漏水，影响建筑美观、舒适，重者影响建筑结构的承载力、刚度、稳定和整体性、耐久性，甚至还会导致整体倒塌的重大质量事故，给人民群众的生命安全带来威胁；在高层建筑的地下框架结构中，底板裂缝的情况占到了大约20％，地下室外墙的混凝士裂缝情况占到了同类建筑的80％左右。混凝土裂缝是混凝土建筑领域一贯的质量通病，影响了框架结构的耐久性和整体性。因此，采取有效的措施控制裂缝，减少甚至杜绝裂缝的出现相当有必要。1.2课题研究方法文章以混凝土裂缝问题为研究对象,在介绍混凝土裂缝的基础之上,分析了混凝土裂缝的具体原因,从而提出了混凝土裂缝的对策建议,旨在为提升建筑行业发展,探索一些可行的措施,同时为建筑行业的发展提供一些借鉴之据。文章涉及混凝土裂缝等多个方面的多个问题，通过调查问卷、实证研究、逻辑推理、文献法等多种方法展开研究。第2章混凝土裂缝的特征及危害2.1混凝土裂缝的种类(1)水平裂缝:由于上部砌体抗拉抗剪强度的非均匀性，外墙上的斜裂缝往往与水平裂缝互相结合出现，形成一段斜裂缝和一段水平裂缝组合的混合裂缝。水平裂缝一般均沿灰缝错开，而斜裂缝既可能沿灰缝也可能横穿砌块和砖块。(2)斜裂缝:在窗口转角、窗间墙、外墙及内墙上都可能产生裂缝。大多数情况下，纵向墙的两端部出现斜裂缝的概率高，裂缝往往通过窗口的两对角，且在第5页（共19页）窗口处缝宽较大，向两边逐渐缩小。在靠近平屋顶下的墙上或者在内部的横隔墙上和由墙上的斜裂缝，呈正八字形。有些裂缝在建筑物的下部外墙也呈八字，其形状是下部裂缝宽，向上部逐渐延伸缩小宽度。在个别建筑物上，也发现过倒八字形裂缝。(3)竖向裂缝:这种裂缝常出现在窗台墙上，窗洞口的两个下角处，有的出现在墙的顶部，上宽下窄，多数窗台缝出现在低层，二层以上很少出现。2.2混凝土裂缝的特征（1）变形裂缝。一般在施工后不久就会出现，并随着时间的发展而发展，有的延续数月，有的延续数年才稳定。（2）混合结构的门窗洞口上常设置钢筋混凝土圈梁、过梁等构件，在梁端部的墙面上常出现局部竖向或稍倾斜的裂缝。裂缝通赏中间宽上下窄，有的还通至窗口下角附近。当过梁不露(暗梁)时，裂缝细微或不明显，过梁外露者裂缝都很明显，过梁愈大，裂缝亦较宽长。(3)在一幢混合结构房屋中往往有两种甚至数种不同层数的结构，在错层处的墙面上常常出现竖向裂缝，有的达数毫米至十余毫米之多。(4)平屋顶的建筑中，常用女儿墙作为屋顶平台的围栏，起安全围护作用;有的则作为一种建筑艺术的需要而设置各种高度的女儿墙。砖砌女儿墙常出现各种形状的裂缝一竖向、斜向及水平裂缝。裂缝同时还伴着女儿墙的外移、外倾及侧向弯曲等现象。(5)不均匀沉降裂缝：当地基变形不一致时,如产生了不均匀沉降,结构各部位受力不同,如果沉降量达到一定数量就会引起钢筋混凝土梁板的裂缝.不均匀沉降裂缝多属贯穿性裂缝,其走向与沉降情况有关,有的在结构或构件上部,有的在下部,一般与地面垂直,或呈30度至45度角方向发展,裂缝宽度受温度变化影响小,因荷载大小而异,且与不均匀沉降值成比例。(6)大体积混凝土的裂缝：大体积混凝土的裂缝称之为内约束裂缝,裂缝走向无一定规律性,梁板式,或长度较大的结构,裂缝多平行于短边;大面积结构裂缝常纵横交错。多发生在施工期间,冬季缝宽,夏季较细。2.3混凝土裂缝的危害钢筋混凝土结构物一旦产生裂缝，对本身会产生安全上及使用上的影响。外第6页(共19页)部环境的有害成分侵入，会使裂缝部分持续扩大及劣化，造成使用性能的降低，而导致使用寿命的缩短，甚至会影响结构物的安全性。（1）对结构强度的影响：结构物裂缝发生后，其本身的刚性、剪力强度、拉力强度、抗弯强度都会降低，并可能导致结构行为发生应力重分配，造成进一步的破坏。（2）对耐久性能的影响：裂缝对耐久性的影响，最主要的是加速混凝土中性化，使钢筋腐蚀速度变快，并因漏水、渗水，造成发霉、渗斑而使得保护层剥落，而缩短结构物的使用年限。第3章混凝土裂缝的成因3.1原材料质量引起的裂缝混凝土是一种收缩性材料。虽然其收缩的绝对值不大，但由于其较高的弹性模量和很低的抗拉强度，即使很小一点的收缩变形也会产生很大的拉应力。当拉应力超过其抗拉强度时，混凝土即出现开裂。因此，我们应该做的事情就是设法尽最大可能地降低混凝土的收缩值和最大程度地提高混凝土的抗拉强度。一是要尽量少用收缩量大的水泥，如矿渣水泥。矿渣硅酸盐水泥的收缩比普通硅酸盐水泥大25%左右。二是在满足施工和易性的条件下，应尽量减小混凝土的水灰比，尽量减小单位体积水泥浆量和砂浆量。众所周知，混凝土水灰比越大，收缩将显著增加，同时抗拉强度降低。混凝土所采用材料的质量不合格，可能导致结构出现裂缝。（1）砂石含泥量超过规定，不仅降低混凝土的强度和抗渗性，还会使混凝土干燥时产生不规则的网状裂缝。砂石的级配差，或砂颗粒过细，用这种材料拌制的混凝土常造成侧面裂缝。碱骨料反应。骨料中含有泥性硅化物质与碱性物质相遇，水、硅反应会生成膨胀的胶质，吸水后造成局部膨胀和拉应力，则构件产生爆裂状裂缝，在潮湿的地方较为多见。（2）拌和用水及外加剂拌和用水或外加剂中氯化物等杂质含量较高时对钢筋锈蚀有较大影响。采用海水或含碱泉水拌制混凝土，或采用含碱的外加剂，可能对第7页（共19页）碱骨料反应有影响。3.2施工施工工艺及流程造成的裂缝（1）混凝土施工过程中由于施工不当、模板支撑下沉，或过早除梁板模和支撑等形成的裂缝；施工控制不严，由于施工荷载过大而导致出现裂缝。（2）在施工中，不规范的浇捣过程对裂缝产生也有直接影响。振捣时间过短，或振捣不到位，混凝土都无法达到密实状态；而如果振捣时间过长，石子下沉上面砂浆偏多，该处水泥较多，干缩变形也就较大，收缩不均匀也容易产生裂缝。（3）模板、垫层过于干燥。模板、垫层在浇筑混凝上之间洒水不够，过于干燥，则模板吸水过大，引起混凝土的塑性收缩，产生裂缝。（4）抹干压光造成的裂缝。过度的抹平压光会使混凝土的细骨料过多地浮到表面，形成含水量很大的水泥浆层，水泥浆中的氢氧化钙与空气中二氧化碳作用生成碳酸钙，引起表面体积碳水化收缩，导致混凝土板表面龟裂。（5）养护不当造成的裂缝。过早养护会影响混凝土的胶结能力；过迟养护，如干燥过快，则通常在表面上产生宽度小且不规则的收缩裂缝。开始养护的时间应该考虑气温、湿度、风速等等因素，一般情况下，在混凝土初凝时，需开始养护。养护措施要合理，应该采用麻袋覆盖浇水养护，以保证混凝土表面能够充分的湿润，养护时间应在7天以上。养护不好则对混凝土整体质量影响特别显著，将直接影响到混凝土的抗裂能力。特别是在冬季和夏季施工期间，更要注意混凝土内外温差和湿度的控制。（6）后浇带施工不慎而造成的裂缝。为了解决钢筋混凝土收缩变形和温度应力，规范要求采用施工后浇带法，有些施工后浇带不完全按设计要求施工，例如施工未留企口缝：板的后浇带不支模板，造成斜坡槎；疏松混凝土未彻底凿除等都可能造成板面的裂缝。（7）砼的弹性变形及支座处的负弯矩。施工中在混凝土未达到规定强度，过早拆模，或者在混凝土未达到终凝时间就上荷载等。这些因素都叮直接造成混凝第8页(共19页)上的弹性变形，致使砼早期强度低或无强度时，承受弯、压、拉应力，导致产生内伤或断裂。施工中不注意钢筋的保护，将会造成支座的负弯矩，导致板面出现裂缝。此外，大梁两侧的楼板不均匀沉降也会使支座产生负弯矩造成横向裂缝。3.3混凝土因自身特性产生裂缝（1）沉缩裂缝沉降裂缝可分为塑性沉降裂缝与塑性收缩裂缝两种。塑性沉降裂缝常出现在钢筋上方，结构变化处，常开始出现在现浇混凝土后lOmin～3h之间，塑性收缩裂缝是不规则斜裂缝，在钢筋以上，常开始出现在现浇混凝土后30min～6h之间。在浇筑混凝土过程中，浇筑高度越大速度越快，由于混凝土的塑性塌落受到模板或顶部钢筋的抑制，在浇筑数小时后会发生塑性沉降裂缝；水泥用量越大，水灰比越高，在混凝土由塑性变为固体过程中，收缩就越大，引起朔性收缩裂缝也越大。（2）干缩裂缝干缩裂缝可细分为塑性干缩裂缝与长期干缩裂缝两种。塑性干缩裂缝为表面微裂，类似龟纹，主要影响混凝土外观，常开始出现在现浇混凝土后l～7天；长期干缩裂缝为表面干裂，裂缝走向纵横交错，裂缝宽度很小，与发丝相似，常开始出现在现浇混凝土后数周或数月之间。塑性干缩裂缝产生的原因有