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1、大连理工大学网络教育学院毕业论文（设计）模板 远程与继续教育学院本 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： 层 次： 专科起点本科 专 业： 年 级： 年 春/秋 季 学 号： 学 生： 指导教师： 完成日期： 年 月 日II浅谈混凝土结构裂缝成因及控制措施内容摘要铁路工程混凝土结构在施工过程中经常出现宽度大于0.2mm的裂缝，这不仅对结构物观感质量产生影响，同时对运营安全和结构物使用功能产生影响。目前，裂缝问题已越来越受到人们的关注。因此，探讨混凝土结构裂缝的产生原因和预防措施及其处理方法是很有必要的。本文介绍了混凝土裂缝类型及成因，阐述了干缩及
2、塑性收缩裂缝、温度裂缝和沉陷裂缝及其他裂缝的预防措施，提出3种常用的裂缝处理方法。并结合实例分析了裂缝的产生原因及处理方法。关键词：混凝土结构；裂缝成因；预防措施；处理方法目 录内容摘要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 按裂缝产生的时间分类42.1.3 按裂缝的形状分类52.1.4 按裂缝的发展状态分类52.2 混凝土裂缝的产生原因62.2.1 收缩裂缝的产生原因分析62.2.2 温度裂缝的产生原因分析72.2.3 沉陷裂缝的产生原因分析83 混凝土裂缝的预防措施及处理技术93.1 混凝土结构裂缝的预防措施9
3、3.1.1 干缩及塑性收缩裂缝的预防措施93.1.2 温度裂缝的预防措施103.1.3 沉陷裂缝及其他裂缝的预防措施103.2 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133.2.3 结构加固法及混凝土置换法144 工程实例分析175 结论与展望20参考文献21引 言随着我国基础设施建设的高速发展，铁路建设里程在不断增多。在铁路工程施工过程中，混凝土是被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。混凝土结构出现裂缝不仅种类繁多，形态各异，而且较普遍，尤其是梁部的裂缝，轻者影响建筑物美观，重者降低结构物的使
4、用寿命。这类裂缝是在现有施工技术条件下较难克服的质量隐患之一，特别是受拉区域出现裂缝，往往是工程质量验收的重要项目，直接影响工程的交付。为此正确分析裂缝产生原因，切实加以防治十分必要，并具有重要的社会意义和经济意义。481 绪言混凝土因其取材广泛、价格低廉、抗扭强度高及可塑性强成为当今建筑结构中使用最广泛的建筑材料之一。然而混凝土结构如果设计和施工不当, 就会产生裂缝, 混凝土裂缝一直是工程界难以解决的问题之一。混凝土结构裂缝可分为结构性裂缝和非结构性裂缝两大类 。非结构性裂缝绝大多数发生于施工阶段, 其原因复杂多变, 由变形引起的裂缝: 如混凝土塑性收缩、温度变化、地基基础不均匀沉降等原因引
5、起的裂缝; 结构性裂缝指外荷载作用引起的裂缝; 还有养护环境不当和化学作用引起的裂缝等。混凝土裂缝是混凝土结构的严重病害，混凝土裂缝严重影响了结构的美观和耐久性, 甚至影响结构物安全及使用功能。而裂纹处理周期长、费用高且往往处理后难以达到设计要求或验收标准，因此严格控制结构的裂缝就显得尤其重要, 应该从设计、施工等方面入手,实行一系列裂缝控制措施。2 混凝土裂缝的分类及成因混凝土结构，以混凝土为主制作的结构，包括素混凝结构、钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构等。混凝土裂缝按产生的原因可分为结构性裂缝和非结构性裂缝，按产生的时间可划分施工期间形成的裂缝和使用期间产生的裂缝，按裂缝的形状可分为纵向裂
6、缝、横向裂缝及剪切裂缝6大类，若按裂缝的发展状态可分为稳定裂缝和不稳定裂缝。钢筋混凝土结构的裂缝产生的原因主要分为三个：(1)由于结构的实际工作状态与设计模型的差异而产生的结构次应力引起的裂缝；(2)由外部荷载引起的裂缝缝隙，按常规计算的各种荷载而引起的；(3)由温度差、收缩、膨胀、不均匀沉降等因素产生的变形应力而引起的裂缝，施工中可以采取措施避免。(4)大体积混凝土结构中，由于结构截面大，水泥用量多，水泥水化释放的水化热能产生很大的温度变化和收缩作用，是导致混凝土裂缝的主要原因。本章将就混凝土结构中常见裂缝进行分类，并对结构中占主要部分的裂缝进行成因分析。2.1 混凝土结构裂缝的分类2.1.
7、1 按裂缝的成因分类根据混凝土裂缝产生的原因，可分为结构性裂缝和非结构性裂缝两大类。一、结构性裂缝结构性裂缝是由荷载引起的，其裂缝与荷载相对应，是承载力不足的结果，其裂缝形式多种多样，主要有以下两个方面：（一）设计原因引起的裂缝1、钢筋锚固长度不满足要求产生的裂缝。2、设计时的计算简图与实际受力情况不符产生的裂缝。3、计算理论选择错误，结构构造不当引起的裂缝。4、构件的刚度不满足要求，导致结构开裂。5、平板结构中结构构造不当导致板面开裂。6、计算模型选择时，考虑主要应力，忽略次要应力，而忽略部分的应力导致。结构中产生的裂缝。7、设计时未考虑施工方法，由此在结构中产生的裂缝。8、预制构件连接部分
8、的裂缝。（二）施工原因引起的裂缝1、施工时，钢筋位置摆放不正确，在结构中引起的裂缝。2、模板支护不当，在构件中产生的裂缝。3、施工使用的原材料不符合设计要求或不合格而引起的裂缝。4、施工时，构件未达到规定的强度要求便使其承受堆载等荷载而引起的裂缝。5、施工质量达不到要求而引起的裂缝。（三）使用原因引起的裂缝1、改变建筑物的使用条件引起的裂缝。2、火灾等事故引起的裂缝。3、由地震等偶然荷载引起的结构开裂。二、非结构性裂缝由各种变形变化引起的裂缝。从国内外的研究资料以及大量的工程实践来看，非结构性裂缝在混凝土结构裂缝中占了绝大多数，约为80%，其形成原因比较复杂，以收缩裂缝为主导，工程中比较常见的
9、非结构性裂缝有收缩裂缝、温度裂缝和沉降裂缝。1、收缩裂缝收缩裂缝是由湿度变化引起的，它是混凝土非结构性裂缝中的主要部分。根据收缩裂缝的形成机理与形成时间的不同，工程中常见的收缩裂缝主要有塑性收缩裂缝、沉降收缩裂缝和干燥收缩裂缝三类，此外，还有自身收缩裂缝和碳化收缩裂缝等。2、温度裂缝混凝土受温度变化产生热胀冷缩，如果混凝土内外温差或季节气温变化过大，在混凝土结构内部产生温度应力，当温度应力超过混凝土的抗拉强度时，混凝土就会产生裂缝，这种裂缝为温度裂缝。温度裂缝常出现在我国北方地区的建筑物中。3、沉降裂缝地基基础承载上部结构的荷载作用，当地基基础承载力不均匀或地基承载力均匀但建筑物建成后各不同部
10、位荷载差异较大，导致地基产生不均匀沉降，这种不均匀沉降在结构内部产生拉应力及剪应力，当这种拉应力及剪应力超过结构自身的抗拉及抗剪强度时，结构就会在最薄弱的部位产生裂缝，称为沉降裂缝。这种裂缝多为贯穿的，其位置与沉降方向一致。 2.1.2 按裂缝产生的时间分类根据混凝土裂缝产生的时间划分，可将裂缝分为施工期间出现的裂缝和使用期间出现的裂缝。一、施工期间出现的裂缝1、塑性收缩裂缝大多发生在混凝土初凝后、终凝前。此裂缝多产生于新浇筑的混凝土结构表面，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。2、沉降收缩裂缝沉降收缩裂缝多在混凝土浇筑后产生，硬化后停止。多
11、沿结构上表面钢筋通长方向或箍筋上出现，或在预埋件的附近周围出现。裂缝呈菱形，宽度14mm，深度不大，一般延伸至钢筋上表面为止。3、干燥收缩裂缝这类裂缝一般在混凝土浇注后一段时间出现，严重时该裂缝会由表及里，由小到大逐步向结构内部发展，形成贯穿裂缝，一般在薄壁混凝土结构中常出现。4、温度裂缝多发生在混凝土浇注后的硬化过程中，裂缝宽度受温度变化影响较为明显，冬季较宽，夏季较细。5、其他一些施工原因产生的裂缝，如混凝土搅拌、运输、浇注、振捣等工序的疏漏缺陷导致的裂缝，以及模板构造不当、拆模时间过早或方法不当，现场建材的堆放和钢筋绑扎不当，水电预埋管细部处理不当等都可能产生混凝土裂缝。二、使用期间出现
12、的裂缝1、钢筋锈蚀膨胀产生的裂缝钢筋表面出现锈斑、锈片后进一步发展成整个钢筋表面锈蚀，并产生膨胀，与保护层脱离，发生层裂，最后表现为钢筋铁锈进一步膨胀，混凝土本身发生破坏，出现顺筋裂缝，混凝土脱离。2、盐碱类介质及酸性侵蚀气、液体等引起的裂缝盐碱类介质及酸性侵蚀气、液体等引起了混凝土的PH值发生变化，导致了钢筋锈蚀，最终导致混凝土产生裂缝。3、冻融循环造成的裂缝受冻混凝土内部水分结成冰，产生膨胀，膨胀应力较大时，使结构出现裂缝。混凝土表面和内部所含水分的冻结和融化的交替出现，形成了冻融循环。冻融的反复作用，使得混凝土结构出现裂缝，造成建筑构造的严重破坏。4、碱骨料反应引起的裂缝混凝土骨料石子中
13、的活性二氧化硅（SiO2），如白云质石灰岩等，与水泥中过量的碱发生的化学反应，称为碱骨料反应。这种反应一般在水泥混凝土硬化后进行，反应生成膨胀性的碱性硅酸盐或碳酸盐，导致混凝土体积膨胀，使混凝土产生裂纹并破坏。2.1.3 按裂缝的形状分类混凝土结构中的裂缝按形状可分为： （1）纵向裂缝，多数平行于混凝土构件底面，顺筋分布，主要是由钢筋锈蚀作用引的。（2）横向裂缝，垂直于构件底面，主要是由荷载作用、温差作用引起的。（3）剪切裂缝，主要是由于竖向荷载或震动位移引起的。（4）斜向裂缝、八字形或倒八字形裂缝，常见于混凝土墙体和混凝土梁，主要因地基的不均匀沉降以及温差作用引起。 （5）X形裂缝，常见于框
14、架梁、柱的端头以及墙面上，由于瞬间的机械撞击作用或者震动荷载作用引起。 （6）各种不规则裂缝，如反复冻融或火灾等引起的裂缝。有直缝及不规则形状裂缝，此种裂缝中间宽并且贯通，两头深度较浅，多发生于混凝土楼板。此外，还有因混凝土搅拌或运输时间过长引起的网状裂缝，现浇楼板四角出现的放射状裂缝或板面出现的十字形裂缝等等。2.1.4 按裂缝的发展状态分类根据裂缝所处的运动状态及其发展趋势，可分为：1、稳定裂缝。主要包括两类：一类是在运动过程中可以自愈合的裂缝，常见于一些新建的防水工程中，这是由于裂缝处水泥颗粒在渗漏过程中与水进一步化合，析出Ca（OH）2晶体且部分Ca（OH）2又与溶解在水中的CO2发生碳化反应形成CaCO3结晶，两者形成的凝胶物质将胶合使裂缝封闭，从而渗漏停止，裂缝达到自愈。另一类是处于稳定运动中的裂缝，如在周期性荷载作用
