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1、 毕 业 论 文 论文题目:浅析钢筋混凝土结构的裂缝控制 学生姓名:易 鹏 学 号:1104010631 年级专业:建筑工程 指导老师: 周 锫 系 别:管理系 湖南?长沙 二OO一四年三月附件1.2目 录摘要11前言12裂缝的概念23出现裂缝的原因分析33.1收缩及水化热增加3.2混凝土强度等级日趋提高3.3结构约束应力不断增大3.4外加剂的负效应3.5忽略结构约束3.6养护方法不当3.7混凝土抗拉性能不足4针对裂缝的控制措施44.1从减少收缩的角度出发,宜采用中低水泥和粉煤灰水泥4.2严格控制单方混凝土用水量。4.3掺加膨胀剂补偿收缩。4.4养护时间和方法。4.5合理使用“双掺”技术。4.
2、6合理配置构造钢筋、重视施工质量。5问题及建议5参考文献6致谢7 浅析钢筋混凝土结构的裂缝控制 作 者:易 鹏 指导老师:周 锫 湖南信息科学职业学院管理系11级建筑工程,长沙 410151 摘要:钢筋混凝土结构在建筑工程中被广泛应用,但是其裂缝控制问题是建筑工程中很重要的问题之一,特别是最近2O年来,钢筋混凝土获得广泛应用之后,混凝土均质性有了很大改善的同时,裂缝控制技术难度大大增加了,本文是在大量建设实践和现场实验研究基础上,简要分析了钢筋混凝土结构裂缝的特征,产生原因和可能存在的危害,并在此基础上提出几点预防钢筋混凝士裂缝的措施。关键词:钢筋混凝土结构裂缝裂缝原因预防措施 1 前言钢筋混
3、凝土结构在建筑工程中越来越广泛的被应用开来,暗示一个相当普遍的质量问题就是结构的裂缝问题,且有日趋增多的趋势。裂缝问题已严重影响到工程的质量,甚至影响到人们正常的生活和生产,并困扰着大批工程技术人员和管理人员,是一个迫切需要解决的技术难题。混凝土是水泥、粗集料、细集料、水所组成的非均质堆聚结构,在成型后随温度、湿度等环境条件的影响会形成肉眼看不到的微裂缝。由于混凝土的组成材料和微观构造不同以及受环境影响的不同,混凝土产生裂缝的原因是多种多样比较复杂的。钢筋混凝土结构的裂缝是不可避免的,但其有害程度是可以控制的,有害与无害的界限由结构使用功能决定的。裂缝控制的主要方法是通过设计、施工、材料等方面
4、综合技术措施将裂缝控制在无害范围内。 改革开放以来,我国基础设施建设得到了飞速发展,建造了大量各类钢筋混凝土建筑物和构筑物。在这些钢筋混凝土结构中,结构的裂缝问题,是一个相当普遍的质量问题,严重的已影响到工程的使用和安全,是一个需要探讨和解决的技术难题。近年来,尽管裂缝问题引起了业界重视,但仍未得到很好解决。 希望通过本文对裂缝产生原因的分析,并从实践中总结出的一些预控措施,能够供工程技术人员借鉴参考,达到防范于未然的作用。 2 裂缝的概念钢筋混凝土的内部结决定其产生裂缝。由于结构在外荷载作用下的破坏和倒塌是从裂缝扩展开始的,因此人们对裂缝往往产生一种建筑破坏的恐惧感,是可以理解的。早在193
5、2年,前苏联A.rlO11eT教授的钢筋混凝土强度理论就指出,如正常配筋受弯构件的破坏状态是指受拉区钢筋到达屈服强度,受压区混凝士到达受弯的抗压强度,此状态称为承载力极限状态。这一状态全过程是伴随着荷载的不断增加,裂缝出现钢筋应力只有4060MPa,裂缝扩展,受压区塑性不断发展,最后达到完全破坏。此时破坏荷载往往是裂缝出现荷载时的35倍,因此,很多大型钢筋混凝土结构,仅仅自重就超过了极限荷载的3O%,在此条件下钢筋混凝土结构带有轻微裂纹是完全正常的,结构是安全的,恐惧是不必要的。国内外关于荷载作用下钢筋混凝土构件的设计都有自己的经验公式,并已纳有关规范,尽管计算结果出入较大,但毕竟可以参考应用
6、。但是近年来大量裂缝的出现,并非与荷载作用有直接关系,通过大量的调查与实测研究证明这种裂是由于变形作用引起,包括温度变形水泥的水化热、气温变化、环境生产热,收缩变形塑性收缩、干燥收缩、碳化收缩及地基不均匀沉降膨胀变形。由于这些变形受到约束引起的应力超过混凝土的抗拉强度导致裂缝,统称“变形作用引起的裂缝3 出现裂缝的原因分析3.1收缩及水化热增加自从7O年代未知 19781979年我国混凝土施工工艺产生了巨大进步?泵送商品混疑土工艺,从过去的干硬性低动型,现场搅拌混凝土转向集中搅拌,转向大流动性泵送浇筑,水泥用量增加,水灰比增加,砂率增加,骨料粒径减小,用水量增加等导致收缩及水化热增加3.2混凝
7、土强度等级日趋提高建筑结构混凝土强度等级日趋提高,但有许多结构不适当的选择了过高的强度等级。习惯上认为:“强度等级越高安全度越大,就高不就低,提高强度等级没坏处”。有时迁就施工方便,采用高强混凝土,这是种误导,导致水泥标号增加,水泥用量增加,水用量增加,细骨料及粗骨料径偏小,砂率偏大等都使水化热及收缩增加。3.3结构约束应力不断增大结构规模日趋增大,结构形式日趋复杂,超长超厚及超静定结构成为经常采用结构形式并采用现浇施工,这种结构形式有显著约束作用,对于各种变形作用必然引起较大约束应力3.4外加剂的负效应外加剂及掺合料种类繁多,只有强度指标缺乏对水化热及收缩变形影响的长期实验资料至少一年,有些
8、试验资料并不严格,有许多外加剂严重的增加收缩变形,有的甚至降低耐久性。3.5忽略结构约束国内外结构设计中都经常忽略构造钢筋重要性,因而经常出现构造性裂缝。结构设计中经常忽略结构约束性质,不善于利用“抗与放”的设计原则,缺乏相应的设计施工规范、规程。3.6、养护方法不当目前在混凝土施工中采用的养护方法基本沿用过去简易的方法,这种方法已远不适应泵送混凝土的较大温度收缩变形的要求。3.7混凝土抗拉性能不足 钢筋混凝土结构裂缝的控制是一个综合性的课题,需要设计、监理、施工及使用方等各方的重视和多方面的努力。随着当今对混凝土耐久性研究的不断深入,材料科学的不断发展和建筑技术水平的不断提高,相信钢筋混凝土
9、结构裂缝问题将会逐渐得到解决。 4 针对裂缝的控制措施钢筋混凝土结构的裂缝是不可避免的,但其有害程度是可以控制的,有害与无害的界限由结构使用功能决定的。裂缝控制的主要方法是通过设计、施工、材料等方面综合技术措施将裂缝控制在无害范围内。综合技术措施包括:合理选择结构形式,降低结构约束度,对与水平构件梁、板、墙等采用中低强度级混凝土,加强构造配筋。优选有利于抗拉性能的混凝土级配,尽力减小水灰比、减少坍落度、降低砂率增加骨料粒径,降低含泥量及杂质含量。选用影响收缩和水化热较小的外加剂和掺合料。采取保温保湿的养护技术,尽量利用混凝土后期强度60天。对于超长结构可采取跳仓浇灌或后浇带方法施工。对于复杂的
10、结构难免出现少量裂缝影响正常使用和耐久性。裂缝分为表面裂缝,浅层裂缝,纵深裂缝深层裂缝,贯穿裂缝等。少量有害裂缝采用近代化学灌浆技术处理,满足设计使用和耐久性要求,不应因此降低工程质量评定标准。4.1从减少收缩的角度出发。宜采用中低水泥和粉煤灰水泥。不通水泥混凝土的干燥收缩按其大小依次为:矿渣硅酸盐水泥。普通硅酸盐水泥、中低热水泥和粉煤灰水泥。4.2严格控制单方混凝土用水量。混凝土的干燥收缩受用水量的影响最大,在同一水泥用量条件下,混凝土的干燥收缩和用水量成正比,为直线关系:当水泥用量较高的条件下,混凝土的干燥收缩随用水量的增加而急剧增大。综合水泥用量和用水量来说,水灰比越大,干燥收缩越大。4
11、.3掺加膨胀剂补偿收缩。在地下室和防水工程中,掺加适量的膨胀剂可以起到收缩补偿的作用,有利于防止裂缝。但一定要严格控制掺量和保证混凝土有足够强度,否则混凝土会肿胀和开裂。4.4养护时间和方法。混凝土浇筑面受到风吹日晒,表面干燥过快,产生较大的收缩,收内部混凝土的约束,在表面产生拉应力而开裂。必须在混凝土终凝之前进行早期保温、保湿养护。4.5合理使用“双掺”技术。为降低用水量,掺加适当数量干燥收缩小的、减水率高、分散性好的外加剂是非常必要的。矿渣、硅藻土、火山灰等粉状掺合料,般都会增大混凝土混凝土干燥收缩。但是质量好,含有大量球状颗粒的一级粉煤灰,由于内比表面积小,需水量少,却能降低混凝土的干燥
12、收缩值。4.6合理配置构造钢筋、重视施工质量。混疑土的配置钢筋 扦收缩值起一定的约束作用,但与配置钢筋率的高低有关。构造钢筋细点密一点可以提高混凝土的极限拉伸。有些桥梁工程的桥墩由于施工质量过大的坍落度,形成了中部骨科多,外部或上表面砂浆厚,从而形成极不均匀的收缩,砂浆和水泥量收缩比混凝土的收缩约增加25倍。5 问题及建议 多年建筑的实践和经验得出,裂缝出现往往都是下面两个主要原因所造成,因此就下面两个原因进行有目的的分析和研究,并针对性做出合理有效的的预防控制,并且在出现裂缝后如何有效的解决是我们需要重点讨论和认知的问题。 前期设计的裂缝控制措施工程结构设计期间,要确保结构的计算模型尽量与实
13、际施工状态想贴近。同时,有必要采取相对应的结构措施,以确保构建的裂缝范围小于按照规定所设定的最大裂缝尺度。具体措施如下: 在保证建筑平面造型满足使用规格的前提下,力求平面造型的简单,平面造型过于复杂的建筑物,比较容易出现结构扭曲等附加应力丽导致出现裂缝。 严控建筑物的比例,长高比例越小的建筑物,其刚度越大,而且适应不均匀沉降的能力也就越强。 对建筑物各部分承重结构的受力情况,要在设计时认真调整,使结构的荷载均匀承担,尽量不让受力集中在一起。 如果地基受到不均匀的重力。就会导致地基变形,从而出现裂缝。这就需要在基础设计时,采取调整地基的埋置深度,针对不同的地基强度采取相对应的垫层厚度,保证减轻地
14、基不均匀沉降量,也加强了基础的刚度。 施工控制包括前期防控、过程的控制、裂缝处理等三个阶段。根据产生裂缝的原因,可以在施工控制的三个阶段进行综合性预防控制裂缝。 针对板面的裂缝,如果楼板存在较厚的垫层,应该在垫层施工的时候在裂缝处铺设钢丝网或比较短的钢筋网进行处理,龟裂处则应该先把裂缝清理干净,然后用环氧浆液将缝隙填满,表面再进行涂刷封闭。对于板底出现的裂缝,应该用符合增强纤维这样的材料粘贴好。建议符合增强材料的粘贴宽度在350900mm左右为最佳。一般裂缝宽度在0.3mm以上的比较大的贯通性裂缝,则需要用结构胶粘钢进行补强,裂缝处再用灌封胶进行高压灌胶处理。如果楼板出现面积很大的裂缝,就有必要针对楼板做一下静载试验。以检验楼板的安全性,必要时,应该在楼板增设一层钢筋网,以加强楼板的整体性。钢筋混凝土结构裂缝的控制是一个综合性的课题,需要设计、监理、施工及使用方等各方的重视和多方面的努力。随着当今对混凝土耐久性研究的不断深入,材料科学的不断发展和建筑技术水平的不断提高,相信钢筋混凝土结构裂缝问题将会逐渐得到解决。具体措施为:1从材料方面着手,降低水化热,控制混凝土内部最高温升,减少总降温差;2从设计方面着手,优化配合比,减少水泥用量,掺加减水剂和外掺料如:粉煤灰,提高混凝土抗拉强度,改善约柬条件;3从施工方面着手,延缓混
