混凝土裂缝的成因与控制毕业论文黄家清

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1、0吉林吉林大学网络教育学院大学网络教育学院本科毕业论文（设计）本科毕业论文（设计）题题 目目： 混凝土裂缝的成因与控制混凝土裂缝的成因与控制 姓姓 名：名： 黄家清黄家清 指指 导导 教教 师：师： 博坤博坤 所在学习中心：所在学习中心： 南昌科技职业学习中心南昌科技职业学习中心 所所 学学 专专 业：业： 土木工程土木工程 学学 号：号： 201312764411 年年 级：级： 14031403 完完 成成 日日 期：期： 2016.4.52016.4.5 1摘 要混凝土的裂缝问题是一个普遍存在而又难于解决的工程实际问题。本文从设计、材料、配合比、施工现场养护等方面对混凝土工程中常见的一些

2、裂缝的成因进行了分析探讨。针对混凝土裂缝产生的原因，在混凝土结构设计、混凝土材料选择、配合比优化、以及施工现场的养护等方面提出了控制裂缝发展的措施。依据相关文献，并总结了混凝土裂缝的处理方法：表面处理法、填充法、灌浆法、结构补强法、混凝土置换法、电化学防护法、仿生自愈合法等。关键词：关键词：混凝土 裂缝 成因 控制 2目 录一 、概述 4（一）课题的 提出4二、裂缝的成 因5（一）设计原 因5（二）材料原 因5（三）混凝土配 合比设计原因6（四）使用原因(外界因素)7三、裂缝的控制措 施7（一）掺加外加料和 外加剂8 （二）提高抗渗能力8（三）做好表面隔热保护9 四、大体积混凝土裂缝的处理防范

3、10五、 混凝土裂缝的处理方法 11六、 结论12七、 参考文献13前 言混凝土裂缝是人们可以接受的一种材料特性，只是如何使有害程度控制在某一可以接受的范围之内。因为使用的混凝土是多种材料组成的一种混合体，且又是一种脆性材料，在受到温度、压力和外力的作用下，都有出现裂缝的可能性。3混凝土结构裂缝在施工中产生的情况较为普遍，为避免有害裂缝的出现，确保工程质量，施工中应尽可能采取有效的技术措施控制或减少裂缝，使结构裂缝的数量和宽度尽量减少减小。本文结合多年的工作经验，并参考大量文献资料，分析了混凝土裂缝产生原因，提出了防治对策，而且阐述了混凝土裂缝后的处理方法。4第 1 章 概述1.1 课题的提出

4、课题的提出混凝土结构工程的裂缝，是一个带着有普通性被工程界很为关注的问题。有些裂缝的继续扩展可能危及结构安全，因为结构的最终破坏往往是从裂缝开始的，成为结构的破坏的先兆，这主要是指荷载产生的裂缝；有些裂缝的出现造成工程渗漏，影响正常使用，是钢筋锈蚀，保护层剥落，降低混凝土强度，严重损害工程耐久性，缩短工程使用寿命，这主要是指变形产生的裂缝；还有耦合作用下的裂缝和碱骨料反应膨胀应力引起的裂缝及冻融引起的裂缝。同时较大的结构裂缝，也为人的观瞻难以接受，造成恐惧心理压力，影响建筑美观，为装修造成困难。由于产生裂缝的微观与宏观机理的复杂性、动态变化性，它也是困扰工程技术人员一个技术难题。第 2 章裂缝

5、的成因裂缝产生的形式和种类很多，有设计方面的原因，但更多的是施工过程的各种因素组合产生的，要根本解决混凝土中裂缝问题，还是需要从混凝土裂缝的形成原因人手。正确判断和分析混凝土裂缝的成因是有效地控制和减少混凝土裂缝产生的最有效的途径。裂缝原因是设计、施工、材料、环境及管理等相互影响的综合性问题，解决裂缝控制问题应当采取综合方法。由六项主要因素组成的控制链见图 2.1。结构 材料施工 工程结构裂缝控制链 地基 5环境 裂缝处理 图 2.1 工程结构裂缝控制链混凝土裂缝产生的原因1.1 抗拉强度大体积混凝土结构通常具有以下特点：混凝土是脆性材料，抗拉强度只有抗压强度的 1/10 左右。大体积混凝土的

6、断面尺寸较大，由于水泥的水化热会使混凝土内部温度急剧上升；以及在以后的降温过程中，在一定的约束条件下会产生相当大的拉应力。大体积混凝土结构中通常只在表面配置少量钢筋，或者不配钢筋，因此拉应力要由混凝土本身来承担。61.2 温度变化引起的裂缝 温度变化引起的裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。混凝土浇筑后，在硬化过程中，水泥水化产生大量的水化热，（当水泥用量在 350550kg/m3,每立方米混凝土将释放出 1750027500KJ 的热量，从而使混凝土内部的温度升达 70左右甚至更高）。混凝土具有热胀冷缩的性质，当外部环境或结构内部温度发生变化，混凝土将发生变形，若变

7、形遭到约束，则在结构内将产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。温度裂缝的特征主要是表面裂缝的走向一般与主筋平行或接近平行；裂缝宽度大小不一1.3 荷载引起的裂缝 混凝土桥梁在常规静、动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝，归纳起来主要有直接应力裂缝，直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝，设计计算阶段，结构计算时不计算或部分漏算；计算模型不合理；结构受力假设与实际受力不符；荷载少算或漏算；内力与配筋计算错误；结构安全系数不够。结构设计时不考虑施工的可能性；设计断面不足；结构处理不当；设计图纸交代不清等。施工时，不加限制地堆放施工机具、材料；不了解预 制结构结构受力特点，随意

8、翻身、起吊、运输、安装；不按设计图纸施工，擅自更改结构施工顺序，改变结构受力模式；不对结构做机器振动下的疲劳强度验算等7大体积混凝土裂缝的控制措施大体积混凝土裂缝的控制措施.1 掺加外加料和外加剂掺加外加料和外加剂 在大体积混凝土中掺入一定量的粉煤灰后，可以增加混凝土的密实度，水泥由 于温差主要是由水化热产生的，所以为了减小温差就要尽量降低水化热，为了 降低水化热，要尽量采取早期水化热低的水泥，由于水泥的水化热是矿物成分 与细度的函数，要降低水泥的水化热，主要是选择适宜的矿物组成和调整水泥 的细度模数，硅酸盐水泥的矿物组成主要有：C3S、C2S、C3A 和 C4AF，试验 表明：水泥中的铝酸三

9、钙和硅酸三钙含量高的，水化热较高，所以，为了减少 水泥的水化热，必须降低熟料中 C3A 和 C3S 的含量。在施工中一般采用中热 硅酸盐水泥和低热矿渣水泥。另外，在不影响水泥活性的情况下，要尽量使水 泥的细度适当减小，因为水泥的细度会影响水化热的放热速率，试验表明比表 面积每增加 1002/g，1d 的水化热增加 17J/g21J/g, 7d 和 20d 均增加 4J/g12J/g2 提高抗渗能力提高抗渗能力提高抗渗能力，改善混凝土的工作度，降低最终收缩值，减少水泥用量。要降 低大体积混凝土的水泥水化热引起的内部温升，防止结构出现温度裂缝，利用 粉煤灰作混凝土的掺合料是最有效的方法之一。外加剂

10、可以从以下几个方面来 选择。UFA 膨胀剂，它可以等量替换水泥。并且使混凝土产生适度的膨胀。一 方面保证混凝土的密实度，另一方面使混凝土内部产生压力，以抵消混凝土中 产生的部分拉应力。3 做好表面隔热保护做好表面隔热保护大体积混凝土的温度裂缝，主要是由内外温差过大引起的。混凝土浇注后，水泥因水化引起水化热，由于混凝土体积大，聚集在内部的水泥水化热不易散发，混凝土内部温度降显著升高，而其表面则散热较快，形成了较大的温度差，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力。此时，混凝土龄期短，抗8拉强度低。当温差产生的表面抗拉应力超过混凝土极限抗拉强度，则会在混凝土表面产生裂缝。如果此时受到冷空气的袭击，或

11、者过分通风散热，使表面温度降温过大就很容易导致裂缝的产生，所以在混凝土拆模后，特别是低温季节，在拆模后立即采取表面保护。防止表面降温过大，引起裂缝。另外，当日平均气温在 23d 内连续下降不小于 68时，28d 龄期内混凝土表面必须进行表面保护。 大体积混凝土裂缝的处理防范大体积混凝土裂缝的处理防范 3.1 大体积混凝土施工段的划分及浇筑顺序应根据具体工程结构确定，通常按该工程项目划分表的单元工程进行划分。混凝土可采用混凝土运输车运到现场，汽车泵或混凝土输送泵运送入仓；如采用非泵送混凝土，可用吊车直接布料或搭设脚手架采用机动车布料。大体积混凝土必须根据当地中长期天气预报，选择最佳天气条件进行浇

12、筑，应尽量安排在低温时段浇筑，以最大限度降低混凝土的初凝温度。在浇筑过程中，应遵循“同时浇筑，分层推进，一次到顶，循序渐进”的成熟工艺。振捣时重点控制两点，即混凝土流淌的最近点和最远点，振动点振动时不能漏振，尽可能采用两次振捣工艺，以提高混凝土的密实度。 3.2 加强后期养护工作，养护主要是保持适宜的温度和湿度，以便控制混凝土内表温差，促进混凝土强度的正常发展及防止混凝土裂缝的产生和发展。根据工程的具体情况，应尽可 能多养护一段时间，拆模后立即回土或覆盖保护，同时预防近期骤冷气候影响，以控制内表温差，防止混凝土早期和中期裂缝。养护用水的温度应与现场测得的混凝土表面温度接近，以免人为造成混凝土表

13、面产生温度梯度，进而出现裂缝。大体积混凝土的养护，不仅要满足强度增长的需要，还应通过温度控制，防止因温度变形引起混凝土的开裂。温度控制就是对混凝土的浇筑温度和混凝土内部的最高温度进行控制。能多养护一段9时间，拆模后立即回土或覆盖保护，同时预防近期骤冷气候影响，以控制内表温差，防止混凝土早期和中期裂缝。养护用水的温度应与现场测得的混凝土表面温度接近，以免人为造成混凝土表面产生温度梯度，进而出现裂缝。大体积混凝土的养护，不仅要满足强度增长的需要，还应通过温度控制，防止因温度变形引起混凝土的开裂。温度控制就是对混凝土的浇筑温度和混凝土内部的最高温度进行控制。 结束语结束语通过对裂缝产生的原因、机理的分析，采取一定的针对性的措施，大体积混凝土的裂缝是可以减少到合理范围的。但由于裂缝产生的原因很复杂，要做到完全避免裂缝的产生还有一定的难度，还需要大量的研究和实践。控制和预防大体积混凝土裂缝，大体积混凝土的材料型裂缝主要是由温度应力和混凝土收缩引起的，笔者认为精心选择原材料，并在施工中采用合理的方法，能有效的防止裂缝的发生。10参考文献1徐荣年,徐欣磊.工程结构裂缝控制“王铁梦法”应用事例集M.北京:中国建筑工业出版社,2005.2何星华,高小旺.建筑工程裂缝防治指南M.北京:中国建筑工业出版社,2005.3韩素芳,耿维恕.钢筋混泥土结构裂缝控制指南M.北京: