工程材料混凝土毕业论文

云南交通职业技术学院毕业论文题目:混凝土产生裂缝原因及其预防措施姓名：吴瑞学号：2011080540专业：建筑工程造价年级：2011级指导老师：虞波起止日期：2014年1月5日至2014年5月日目录摘要……………………………………………………………………………………………………1引言（绪论）……………………………………………………………………………………11.混凝土裂缝的限制标准…………………………………………………………………22.混凝土产生裂缝的原因…………………………………………………………………22.1人为因素……………………………………………………………………………………22.2客观原因……………………………………………………………………………………43.混凝土裂缝产生的预防措施…………………………………………………………53.1从人为因素产生裂缝来预防控制……………………………………………….53.2从客观原因产生裂缝来预防控制……………………………………………….54.混凝土裂缝的修补方法…………………………………………………………………64.1表面修补法…………………………………………………………………………………64.2内部修补法…………………………………………………………………………………75.结论……………………………………………………………………………………………….7参考文献…………………………………………………………………………………………8致谢词………………………………………………………………………………………………9混凝土产生裂缝原因及其预防措施摘要在混凝土生产以及施工过程中有针对性的采取预防措施，尽可能采取有效的技术措施控制裂缝，使结构尽量不出现裂缝，或尽量减少裂缝的数量和宽度，特别是避免有害裂缝的出现，以确保工程质量，使建筑物具有良好的耐久性和结构稳定性。关键词：裂缝、原因、预防措施引言（绪论）为了提高现代建筑的质量和安全，同时减少资金的浪费，我们应该按照国家有关规范，正确施工，控制好混凝土的浇筑，防止裂缝的产生，以及一旦产生裂缝，采取正确的补救措施，减少不必要的麻烦。1混凝土产生裂缝原因及其预防措施1．混凝土裂缝的限制标准混凝土裂缝是不可避免的，其微观裂缝是本身物理力学性质决定的，但它的有害程度是可以控制的。有害程度的标准是根据使用条件决定的，如从结构耐久性要求，承载力要求及正常使用要求，最严格的允许裂缝宽为0.1mm。如果结构所处的环境正常，保护层厚度满足设计要求，无侵蚀介质，那么裂缝宽度可放宽至0.4mm。在温气及土中为0.3mm，在海水及干湿交替中为0.15mm，当沿裂缝有害程度高时，必须处理。2.混凝土产生裂缝的原因2.1人为因素2.1.1原材料质量引起的裂缝配置混凝土时，所用原材料质量不合格，有可能导致结构出现裂缝。1.1.1.1水泥（1）水泥安定性不合格，水泥中游离的氧化钙含量超标。氧化钙在凝结过程中水化很慢，在水泥混凝土凝结后仍然继续起水化作用，可破坏已硬化的水泥石，使混凝土抗拉强度下降。（2）水泥出厂时强度不足，水泥受潮或过期，可能使混凝土强度不足，从而导致混凝土开裂。（3）当水泥含碱量较高（例如超过0.6%），同时又使用含有碱活性的骨料，可能导致碱骨料反应。1.1.1.2砂石集料(1)砂石的粒径、级配、杂质含量：如果砂石粒径太小，级配不良，将导致水泥拌合物和水用量加大使混凝土收缩加大，影响混凝土的强度。如果使用超出规定的特细砂，后果将更加严重。当砂石中含泥量高时，将造成水泥和拌合水用量加大，降低混凝土强度以及抗冻性和抗渗性。(2)碱骨料反应：混凝土中所含的碱（Na2O或K2O）与骨料的活性成分反应。在混凝土浇筑成型后的数年至数十年逐渐反应，反应生成物吸水膨胀，导致混凝土工程开裂，称为碱骨料反应破坏。碱骨料反应破坏机理国外通常认为三类即：碱碳酸盐反应，碱硅酸盐反应和碱硅酸反应，我国学者研究表明：前两者是后一种的不同表现形式。即：ROH-nsio2→R2O·nsio2.ag。混凝土工程发生碱骨料损坏必须具备三个条件，才会发生碱骨料反应对工程的损害。1）配制混凝土时由原材料带进混凝土中一定数量的碱。2）要有一定数量的能与碱反应的活性骨料。23）要有潮湿环境，可以供应反应生成物吸水膨胀所需的水分。2.1.2施工工艺质量引起的裂缝在混凝土结构浇筑过程中，如果施工工艺不合理，施工质量低劣，容易产生各种形式的裂缝，特别是细长薄壁结构，裂缝出现的部位和走向，裂缝宽度产生的原因而异，比较常见的有:2.1.2.1混凝土浇筑过快，混凝土流动性较低，容易在浇筑数小时后发生前述的塑性收缩裂缝；2.1.2.2混凝土搅拌、运输时间过长，使水分蒸发过多，引起混凝土坍落度过低；2.1.2.3混凝土初期养护时急剧干燥，使得混凝土与大气接触的表面上出现不规则的收缩裂缝；2.1.2.4拆模过早，混凝土强度不足，构件在自重或施工荷载作用下产生裂缝；2.1.1.5施工质量控制差。任意套用混凝土配合比，水、砂石、水泥材料计量不准，结果造成混凝土强度不足和其他性能（和易性、密实度）下降，导致结构开裂。2.3.1钢筋锈蚀引起的裂缝由于混凝土质量较差或保护层不足，混凝土保护层受二氧化碳侵蚀，碳化至钢筋表面氧化膜破坏，钢筋中铁离子与混凝土中的氧气和水份发生锈蚀反应，其锈蚀物氢氧化铁体积比原来增长2-4倍，对混凝土产生膨胀应力，导致保护层开裂，剥离沿钢筋纵向产生裂缝，并有锈迹渗到混凝土表面。由于锈蚀，使得钢筋有效断面面积减小，钢筋与混凝土握裹力削弱，结构承载力下降，并将诱发其它形式的裂缝，加剧钢筋锈蚀，导致结构破坏。2.1.4拌和水及外加剂拌和水或外加剂中氯化物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，可能对碱骨料反应有影响。2.1.5设计不当产生的裂缝为追求建筑物的外观样式，建筑物表面存在过多凹凸角，产生的凹角应力集3图1钢筋锈蚀引起的裂缝中导致出现裂缝。一些超长建筑物，很易出现伸缩裂缝。此外，因设计的承重板件厚度太小，刚度减弱，板中受拉钢筋和受压混凝土应力增大，致使板件出现穿透性裂缝。2.2客观原因2.2.1温度裂缝当外部温度或结构内部温度发生变化，混凝土将发生形变，若变形受到约束，结构内将产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时，将产生温度裂缝。通常情况下，温度应力主要有两种形成方式：（1）大体积混凝土（厚度超过2m）浇筑之后由于水泥水化热产生温度应力，此外，由于混凝土弹性模量的急剧变化也会在其内部形成残余应力；（2）当水泥放热基本结束后，由于混凝土的冷却以及外界气温变化引起温度应力。2.2.2收缩裂缝在实际工程中，混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。在混凝土收缩种类中，塑性收缩和缩水收缩（干缩）是发生混凝土体积变形的主要原因，另外还有自生收缩和炭化收缩。4图2温度裂缝图3收缩裂缝塑性收缩。发生在施工过程中、混凝土浇筑后4~5小时左右，此时水泥水化反应激烈，分子链逐渐形成，出现泌水和水分急剧蒸发，混凝土失水收缩，同时骨料因自重下沉，因此时混凝土尚未硬化，称为塑性收缩。塑性收缩所产生量级很大，可达1%左右。在骨料下沉过程中若受到钢筋阻挡，便形成沿钢筋方向的裂缝。在构件竖向变截面处如T梁、箱梁腹板与顶底板交接处，因硬化前沉实不均匀将发生表面的顺腹板方向裂缝。为减小混凝土塑性收缩，施工时应控制水灰比，避免过长时间的搅拌，下料不宜太快，振捣要密实，竖向变截面处宜分层浇筑。缩水收缩（干缩）。混凝土结硬以后，随着表层水分逐步蒸发，湿度逐步降低，混凝土体积减小，称为缩水收缩（干缩）。因混凝土表层水分损失快，内部损失慢，因此产生表面收缩大、内部收缩小的不均匀收缩，表面收缩变形受到内部混凝土的约束，致使表面混凝土承受拉力，当表面混凝土承受拉力超过其抗拉强度时，便产生收缩裂缝。混凝土硬化后收缩主要就是缩水收缩。如配筋率较大的构件（超过3%），钢筋对混凝土收缩的约束比较明显，混凝土表面容易出现龟裂裂纹。自生收缩。自生收缩是混凝土在硬化过程中，水泥与水发生水化反应，这种收缩与外界湿度无关，且可以是正的（即收缩，如普通硅酸盐水泥混凝土），也可以是负的（即膨胀，如矿渣水泥混凝土与粉煤灰水泥混凝土）。炭化收缩。大气中的二氧化碳与水泥的水化物发生化学反应引起的收缩变形。炭化收缩只有在湿度50%左右才能发生，且随二氧化碳的浓度的增加而加快。炭化收缩一般不做计算。混凝土收缩裂缝的特点是大部分属表面裂缝，裂缝宽度较细，且纵横交错，成龟裂状，形状没有任何规律。3.混凝土裂缝产生的预防措施3.1从人为因素产生裂缝来预防控制设计部门应明确建筑物安全第一的宗旨。必须明确在保证安全的前提下对建筑物的实用性、装饰性进行改进，不可片面追求建筑物的经济性和装饰效果。3.2从客观原因产生裂缝来预防控制3.2.1结构方面:混凝土是一种非均质的复杂多相混相材料，在其微观结构相组成之间主要的结合力是范德华力。因此其抗拉强度远低于抗压强度。当混凝土内部产生拉应力超过其抗拉强度时，就会产生裂缝。因此混凝土发生开裂的条件就是在约束下变形产生的拉应力超过实时的抗拉强度，也就是说必须同时考虑三个条件：一是变形的大小，二是约束的程度，三是实时的抗拉强度。不受约束的自由变形不会产生的应力，抗拉强度足以抵抗所产生的拉应力大小和实时的弹性模量有关，和能够松弛应力的徐变有关，是否引起开裂还和混凝土的抗拉强度有关。3.2.2环境影响3.2.2.1浇筑温度:夏季浇筑混凝土应降低温度，至少应比当天最高温度气温低10℃。但混凝土浇筑温度太低时，受环境较高温度影响的表面硬化较快，内部温度升高时产生膨胀，会使先硬化的表面受拉而开裂。因此在夏季，不仅要降低浇筑温度，而且要采取措施（例如避免上午浇筑，冷却模板，避免阳光直射混凝土表面等）避免混凝土表面受气温影响而先于内部硬化，冬季要提高混凝土浇筑温5度，则混凝土内部温度高于气温，内部成熟快，产生膨胀时，表面仍有一定塑性，可变形而不裂。冬季浇筑温度应不低于10℃。3.2.2.2结构施工后验收使用环境变化:结构施工后验收投入使用，由于环境变化（如生产使用条件，房屋装修改变条件），承受了新的温度、湿度、振动（包括相邻振动）,化学腐蚀及荷载变化影响等，都可能引起后期开裂。4．混凝土裂缝的修补方法4.1表面修补法该方法既适用于对承载力没有影响的表面裂缝和深进裂缝的处理,也适用于大面积细裂缝的防渗、防漏处理。表面修补法又可分为表面涂抹水泥砂浆或细石混凝土面层、表面涂抹环氧胶泥、环氧浆液粘贴玻璃丝布三种方法，它们的适用范围、工序如下：6表面涂抹水泥砂浆或细石混凝土面层环氧浆液粘贴玻璃丝布表面涂抹环氧胶泥适用于混凝土表面裂缝较多或分布面较广的修补工序：凿毛→冲洗→涂抹→压实抹光或浇注振实→表面压光→养护适用于混凝土表面裂缝数量不多又不集中、缝宽0.1mm的处理工序：清洁→干燥→涂刮适用于混凝土表面裂缝清洁、干燥,面层坚实的处理工序：除油蜡→打底料→自然固化12h→修补填平→涂刷第二遍底料→自然固化24h→涂刷一层衬布料→铺放一层玻璃丝布贴实→涂刷一层衬布料(玻璃丝布应浸透)表面修补法4.2内部修补法内部修补法包括水泥灌浆和化学灌浆两种方法，其适用范围、工序如下：5.结论虽然现在混凝土裂缝修补的方法越来越多，效果也越来越好，但与其事后补过还不如事前做好预防工作。通过和现场工作人员的交流，我大致总结出以下几点预防混凝土裂缝的建议：1、设计单位应该提出混凝土施工温度控制的具体要求和混凝土施工养护的基本要求，确定外加剂的品种和掺量，确保混凝土收缩与膨胀相抵消；2、混凝土配合比控制要求严格，计量要准确，坍落度抽检工作要加强，不能流于形式；3、混凝土振捣要密实，拆模后须挂草帘或麻布浇水养护保持湿润状态两天。4、施工过程中应经常观察模板的位移和混凝土浇捣的密实情况，不能漏振、过振，且在第一次振捣后要进行第二次振捣。5、配置大体积混凝土宜使用低水化热水泥，如矿渣水泥，此外可掺加膨胀剂，同时要采用塑料薄膜和草袋覆盖以确保混凝土内外温差小于25℃。