混凝土裂縫產(chǎn)生的原因及預(yù)防措施.doc

混凝土裂縫產(chǎn)生原因及預(yù)防措施混凝土結(jié)構(gòu)在建設(shè)和使用過程中出現(xiàn)裂縫是一種普遍現(xiàn)象，這不僅對構(gòu)筑物外觀產(chǎn)生影響，同時關(guān)系到構(gòu)筑物的使用功能和耐久性，嚴(yán)重時會威脅構(gòu)筑物安全，因此裂縫問題引起了人們的廣泛關(guān)注。作為人們用作建筑物主體的混凝土是當(dāng)今土木工程極其重要的材料之一,其在現(xiàn)代工程建設(shè)項目中占有非常重要的地位。研究混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生原因和預(yù)防措施對混凝土結(jié)構(gòu)的使用和安全有實際意義。1.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的成因混凝土是一種抗拉能力很低的脆性材料，在施工和使用過程中，當(dāng)溫度、濕度發(fā)生變化，地基產(chǎn)生不均勻沉降時，極容易產(chǎn)生裂縫。裂縫的形式和種類很多，要根本解決混凝土中裂縫問題，還是需要從混凝土裂縫的形成原因入手。正確判斷和分析混凝土裂縫的成因是有效地控制和減少混凝土裂縫產(chǎn)生的最有效的途徑。材料因素(1).粗細集料含泥量過大，造成混凝土收縮增大；集料顆粒級配不良容易增大混凝土收縮，使混凝土產(chǎn)生裂縫。(2).骨料粒徑越細、針片含量越大，混凝土用灰量、用水量增多，收縮量增大。(3).混凝土外加劑、摻和料選擇不當(dāng)、或摻量不當(dāng)，嚴(yán)重增加混凝土收縮。(4).水泥品種原因，礦渣硅酸鹽水泥收縮比普通硅酸鹽水泥收縮大、粉煤灰及礬土水泥收縮值較小、快硬水泥收縮大。(5).水泥等級及混凝土強度等級原因：水泥等級越高、細度越細、早強越高對混凝土開裂影響很大?；炷猎O(shè)計強度等級越高，混凝土脆性越大、越易開裂。施工因素(1).混凝土是一種人造混合材料，其質(zhì)量好壞的一個重要標(biāo)志是成型后混凝土的均勻性和密實程度。因此混凝土的攪拌、運輸、澆灌、振實各道工序中的任何缺陷和疏漏，都可能是裂縫產(chǎn)生的直接或間接成因。(2).水分蒸發(fā)、水泥結(jié)石和混凝土干縮通常是導(dǎo)致混凝土裂縫的重要原因。(3).模板構(gòu)造不當(dāng)，漏水、漏漿、支撐剛度不足、支撐的地基下沉、過早拆模等都可能造成混凝土開裂。施工過程中，鋼筋表面污染，混凝土保護層太小或太大，澆灌中碰撞鋼筋使其移位等都可能引起裂縫。(4).混凝土養(yǎng)護，特別是早期養(yǎng)護質(zhì)量與裂縫的關(guān)系密切。早期表面干燥或早期內(nèi)外溫差較大更容易產(chǎn)生裂縫。(5).避免在極端天氣條件下施工，可以減少砼結(jié)構(gòu)的開裂情況。設(shè)計因素(1).設(shè)計結(jié)構(gòu)構(gòu)件斷面突變或因開洞、留槽引起應(yīng)力集中，構(gòu)造處理不當(dāng)，所產(chǎn)生的構(gòu)件裂縫。(2).設(shè)計中對構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力不當(dāng)，造成構(gòu)件的裂縫(偏心、應(yīng)力過大等)。(3).設(shè)計中構(gòu)造鋼筋配置過少或過粗等引起構(gòu)件裂縫(如墻板、樓板)。(4).設(shè)計中未充分考慮混凝土構(gòu)件的收縮變形。(5).設(shè)計中采用的混凝土等級過高，造成用灰量過大，對收縮不利。(6).各種結(jié)構(gòu)縫設(shè)置不當(dāng)?shù)纫蛩厝菀讓?dǎo)致砼開裂。外界因素(1).地基變形。在鋼筋砼結(jié)構(gòu)中，造成開裂主要原因是地基的不均勻沉降。裂縫的大小、形狀、方向決定于地基變形的情況，由于地基變形造成的應(yīng)力相對較大，使得裂縫一般是貫穿性的。(2).溫度變形。砼具有熱脹冷縮的性質(zhì)，其線膨脹系數(shù)一般為110-5/0C當(dāng)環(huán)境溫度發(fā)生變化時，就會產(chǎn)生溫度變形，由此產(chǎn)生附加應(yīng)力，當(dāng)這種應(yīng)力超過砼的抗拉強度時，就會產(chǎn)生裂縫。在工程中，這類裂縫較多見，譬如現(xiàn)澆屋面板上的裂縫，大體積砼的裂縫等。(3).濕度變形。砼在空氣中結(jié)硬時，體積會逐漸減小，一般謂之干縮。收縮裂縫較普遍，常見于現(xiàn)澆墻板式結(jié)構(gòu)、現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)等，通常是因為養(yǎng)護不良造成。砼的收縮值一般為0.20.4，其發(fā)展規(guī)律是早期快、后期緩慢。因此對于超長的建筑物或構(gòu)筑物，通常是摻加微膨脹劑等，這樣可基本解決砼的早期干縮問題。(4).結(jié)構(gòu)受荷。結(jié)構(gòu)受荷后產(chǎn)生裂縫的因素很多，施工中和使用中都可能出現(xiàn)裂縫。如：拆模過早或方法不當(dāng)、構(gòu)件堆放、運輸、吊裝時的墊塊或吊點位置不當(dāng)、施工超載、張拉預(yù)應(yīng)力值過大等等均可能產(chǎn)生裂縫。而最常見的是鋼筋混凝土梁、板等受彎構(gòu)件，在使用荷載作用下往往出現(xiàn)不同程度的裂縫。在一般情況下鋼筋混凝土構(gòu)件是允許帶裂縫工作。在鋼筋混凝土設(shè)計規(guī)范中，分別不同情況規(guī)定裂縫的最大寬度為02mm03mm，對那些寬度超過規(guī)范規(guī)定的裂縫，以及不允許開裂的構(gòu)件上出現(xiàn)裂縫，則應(yīng)認為有害，需加以認真分析，慎重處理。(5).徐變。砼徐變造成開裂或裂縫發(fā)展的例子工程中也和很常見。據(jù)文獻記載受彎構(gòu)件截面砼受壓徐變，可以使構(gòu)件變形增大23倍，預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)因徐變會產(chǎn)生較大的應(yīng)力損失，降低了結(jié)構(gòu)的抗裂性能。(6).其他原因。如周圍環(huán)境影響，酸、堿、鹽等侵蝕，意外事件，火災(zāi)、地震、裝修等。2.混凝土裂縫的預(yù)防措施混凝土裂縫的預(yù)防通常是針對其產(chǎn)生的原因作出的，一般從材料、配合比、配筋、澆筑、以及設(shè)計構(gòu)造措施等方面進行。材料選用(1).水泥。根據(jù)工程條件不同，盡量選用水化熱較低、強度較高的水泥，嚴(yán)禁使用安定性不合格的水泥。(2).粗骨料。適用表面粗糙、級配良好、空隙率小、無堿性反應(yīng)；有害物質(zhì)及泥土含量和壓碎指標(biāo)值等滿足相關(guān)規(guī)范及技術(shù)規(guī)范規(guī)定。(3).細骨料。一般采用天然砂。宜用顆粒較粗、空隙較小的2區(qū)砂、對運送混凝土宜選用中砂；所選的砂有害物質(zhì)及混凝土含量和堅固指標(biāo)等應(yīng)滿足相關(guān)規(guī)范及技術(shù)規(guī)程規(guī)定。(4).外摻加料。宜采用減水劑及膨脹劑等外加劑，以改善混凝土工作性能，降低用水量，減少收縮。(5).摻合料。采用摻合料和混凝土外加劑，可以明顯降低水泥用量、減少水化熱、改善混凝土的工作性能和降低混凝土成本的作用。(6).正確掌握好混凝土補償收縮技術(shù)的運用方法。對膨脹劑應(yīng)充發(fā)考慮到不同品種、不同摻量所起到的不同膨脹效果。應(yīng)通過大量的試驗確定膨脹劑的最佳摻量。(7).鋼筋品種、規(guī)格、數(shù)量的改變、代用，必須考慮對構(gòu)件抗裂性能的影響。(8).鋼筋的位置要正確，保護層過大或過小都可能導(dǎo)致砼開裂，鋼筋間距過大，易引起鋼筋之間的砼開裂。配和比(1).配合設(shè)計應(yīng)盡量采有低水灰比、低水泥用量、低用水量。投料計量應(yīng)準(zhǔn)確，攪拌時間應(yīng)保證；禁止任意增加水泥用量。(2).混凝土運輸過程中，車鼓保持在每分鐘約6轉(zhuǎn)，并到工地后保持?jǐn)嚢柢嚫咚龠\轉(zhuǎn)到4至5分鐘，以使混凝土澆筑前充分再次混合均勻。如遇塌落度有所損失，可以摻一定的外加劑以達到理想效果。(3).澆筑分層應(yīng)合理，振搗應(yīng)均勻、適度、不得隨意留置施工縫。配筋(1).混凝土的配筋對于收縮值起一定的約束作用。結(jié)構(gòu)設(shè)計中經(jīng)常忽略構(gòu)造鋼筋的重要性，因而經(jīng)常出現(xiàn)構(gòu)造性裂縫。合理的配筋，特別是構(gòu)造配筋，細一點密一點可以提高混凝土的極限拉伸，可有效避免構(gòu)造性裂縫的產(chǎn)生。(2).施工中對鋼筋品種、規(guī)格、數(shù)量的改變、代用，必須考慮對構(gòu)件抗裂性能的影響。(3).鋼筋綁扎位置要正確，保護層厚度要盡量準(zhǔn)確，不要超出規(guī)范規(guī)定；鋼筋表面應(yīng)潔凈，鋼筋代換必須考慮對構(gòu)件抗裂性能的影響?；炷翝仓?1).混凝土澆筑時應(yīng)防止離析現(xiàn)象，振搗應(yīng)均勻、適度；加強混凝土溫度的監(jiān)控，及時采取防護措施，優(yōu)化混凝土配合比。(2).加強混凝土的早期養(yǎng)護，并適度延長養(yǎng)護時間，在氣溫高、濕度低或風(fēng)速大的條件下，更應(yīng)及早進行噴水養(yǎng)護，在澆水養(yǎng)護有因難時，或者不能保證其充分濕潤時，可采用覆蓋保濕材料等方法。(3).大體積混凝土施工，應(yīng)做好溫度測控工作，采取有效的保溫措施，保證構(gòu)件內(nèi)外溫差不超過規(guī)定。(4).開挖基槽時，要注意不擾動其原狀結(jié)構(gòu)。(5).加強地基的檢查與驗收工作，基坑開挖后應(yīng)及時通知勘察及設(shè)計單位到現(xiàn)場驗收，對較復(fù)雜的地基，設(shè)計方在基坑開挖后應(yīng)要求勘察補鉆探，當(dāng)探出有不利的地質(zhì)情況時，必須先對其加固處理，并經(jīng)驗收合格后，方可進行下一步施工。(6).合理安排施工順序。當(dāng)相鄰建（構(gòu)）筑物間距較近時，一般應(yīng)先施工較深的基礎(chǔ)，以防基坑開挖破壞已建基礎(chǔ)的地基礎(chǔ)。當(dāng)建（構(gòu)）筑物各部分荷載相差較大時，一般應(yīng)施工重、高部分，后施工輕、低部分。(7).避免在雨中或大風(fēng)中澆灌混凝土。(8).對于地下結(jié)構(gòu)混凝土，盡早回填土，對減少裂縫有利。(9).夏季應(yīng)注意混凝土的澆搗溫度，采用低溫人模、低溫養(yǎng)護，必要時經(jīng)試驗可采用冰塊，以降低混凝土原材料的溫度。模板工程(1).模板構(gòu)造要合理，以防止模板間的變形不同而導(dǎo)致混凝土裂縫。(2).模板和支架要有足夠的剛度，防止施工荷載（特別是動荷載）作用下，模板變形過大造成開裂。(3).合理掌握拆模時機。拆模時間不能過早，應(yīng)保證早齡期砼不損壞或不開裂；但也不能太晚，盡可能不要錯過砼水化熱峰值，即不要錯過最佳養(yǎng)護時機。設(shè)計措施(1).建筑平面造型在滿足使用要求的前提下，力求簡單，平面復(fù)雜的建筑物，容易產(chǎn)生扭曲等附加應(yīng)力而造成墻體及樓板開裂；控制建筑物的長高比，增強整體剛度和調(diào)整不均勻沉降的能力。(2).設(shè)計中應(yīng)盡量避免結(jié)構(gòu)斷面突變帶來的應(yīng)力集中。如因結(jié)構(gòu)或造型方面原因等而不得以時，應(yīng)充分考慮采用加強措施。(3).控制建筑物的長高比，長高比越小，整體剛度越大，調(diào)整不均勻沉降的能力越強。(4).正確設(shè)置變形縫，位置和寬度選擇要適當(dāng)，構(gòu)造要合理。(5).合理地調(diào)整各部分承重結(jié)構(gòu)的受力情況，使荷載分布均勻，盡量防止受力過于集中。(6).限制伸縮縫間距。對體形復(fù)雜、地基不均勻沉降值大的建筑物更應(yīng)嚴(yán)格控制，可以和其它結(jié)構(gòu)縫合并使用。(7).部分窗臺砌體應(yīng)加強。對寬大的窗臺下部宜設(shè)置鋼筋砼梁，以適應(yīng)窗臺的變形，防止窗臺處產(chǎn)生豎直裂縫。(8).構(gòu)件配筋要合理，間距要適當(dāng)。斷面較大的梁應(yīng)設(shè)置腰筋。大跨度、較厚的現(xiàn)澆板，上面中心部位宜配置構(gòu)造鋼筋。主梁在集中應(yīng)力處，宜增加附加橫向鋼筋。(9).減少地基的不均勻沉降，在基礎(chǔ)設(shè)計中可以采取調(diào)整基礎(chǔ)的埋置深度，不同的地基計算強度和采用不同的墊層厚度等方法，來調(diào)整地基的不均勻變形。