1、 畢 業 論 文 論文題目:淺析鋼筋混凝土結構的裂縫控制 學生姓名:易 鵬 學 號:1104010631 年級專業:建筑工程 指導老師: 周 锫 系 別:管理系 湖南?長沙 二oo一四年三月附件1.2目 錄摘要11前言12裂縫的概念23出現裂縫的原因分析33.1收縮及水化熱增加3.2混凝土強度等級日趨提高3.3結構約束應力不斷增大3.4外加劑的負效應3.5忽略結構約束3.6養護方法不當3.7混凝土抗拉性能不足4針對裂縫的控制措施44.1從減少收縮的角度出發,宜采用中低水泥和粉煤灰水泥4.2嚴格控制單方混凝土用水量。4.3摻加膨脹劑補償收縮。4.4養護時間和方法。4.5合理使用“雙摻”技術。4.

2、6合理配置構造鋼筋、重視施工質量。5問題及建議5參考文獻6致謝7 淺析鋼筋混凝土結構的裂縫控制 作 者:易 鵬 指導老師:周 锫 湖南信息科學職業學院管理系11級建筑工程,長沙 410151 摘要:鋼筋混凝土結構在建筑工程中被廣泛應用,但是其裂縫控制問題是建筑工程中很重要的問題之一,特別是最近2o年來,鋼筋混凝土獲得廣泛應用之后,混凝土均質性有了很大改善的同時,裂縫控制技術難度大大增加了,本文是在大量建設實踐和現場實驗研究基礎上,簡要分析了鋼筋混凝土結構裂縫的特征,產生原因和可能存在的危害,并在此基礎上提出幾點預防鋼筋混凝士裂縫的措施。關鍵詞:鋼筋混凝土結構裂縫裂縫原因預防措施 1 前言鋼筋混

3、凝土結構在建筑工程中越來越廣泛的被應用開來,暗示一個相當普遍的質量問題就是結構的裂縫問題,且有日趨增多的趨勢。裂縫問題已嚴重影響到工程的質量,甚至影響到人們正常的生活和生產,并困擾著大批工程技術人員和管理人員,是一個迫切需要解決的技術難題。混凝土是水泥、粗集料、細集料、水所組成的非均質堆聚結構,在成型后隨溫度、濕度等環境條件的影響會形成肉眼看不到的微裂縫。由于混凝土的組成材料和微觀構造不同以及受環境影響的不同,混凝土產生裂縫的原因是多種多樣比較復雜的。鋼筋混凝土結構的裂縫是不可避免的,但其有害程度是可以控制的,有害與無害的界限由結構使用功能決定的。裂縫控制的主要方法是通過設計、施工、材料等方面

4、綜合技術措施將裂縫控制在無害范圍內。 改革開放以來,我國基礎設施建設得到了飛速發展,建造了大量各類鋼筋混凝土建筑物和構筑物。在這些鋼筋混凝土結構中,結構的裂縫問題,是一個相當普遍的質量問題,嚴重的已影響到工程的使用和安全,是一個需要探討和解決的技術難題。近年來,盡管裂縫問題引起了業界重視,但仍未得到很好解決。 希望通過本文對裂縫產生原因的分析,并從實踐中總結出的一些預控措施,能夠供工程技術人員借鑒參考,達到防范于未然的作用。 2 裂縫的概念鋼筋混凝土的內部結決定其產生裂縫。由于結構在外荷載作用下的破壞和倒塌是從裂縫擴展開始的,因此人們對裂縫往往產生一種建筑破壞的恐懼感,是可以理解的。早在193

5、2年,前蘇聯a.rlo11et教授的鋼筋混凝土強度理論就指出,如正常配筋受彎構件的破壞狀態是指受拉區鋼筋到達屈服強度,受壓區混凝士到達受彎的抗壓強度,此狀態稱為承載力極限狀態。這一狀態全過程是伴隨著荷載的不斷增加,裂縫出現鋼筋應力只有4060mpa,裂縫擴展,受壓區塑性不斷發展,最后達到完全破壞。此時破壞荷載往往是裂縫出現荷載時的35倍,因此,很多大型鋼筋混凝土結構,僅僅自重就超過了極限荷載的3o%,在此條件下鋼筋混凝土結構帶有輕微裂紋是完全正常的,結構是安全的,恐懼是不必要的。國內外關于荷載作用下鋼筋混凝土構件的設計都有自己的經驗公式,并已納有關規范,盡管計算結果出入較大,但畢竟可以參考應用

6、。但是近年來大量裂縫的出現,并非與荷載作用有直接關系,通過大量的調查與實測研究證明這種裂是由于變形作用引起,包括溫度變形水泥的水化熱、氣溫變化、環境生產熱,收縮變形塑性收縮、干燥收縮、碳化收縮及地基不均勻沉降膨脹變形。由于這些變形受到約束引起的應力超過混凝土的抗拉強度導致裂縫,統稱“變形作用引起的裂縫3 出現裂縫的原因分析3.1收縮及水化熱增加自從7o年代未知 19781979年我國混凝土施工工藝產生了巨大進步?泵送商品混疑土工藝,從過去的干硬性低動型,現場攪拌混凝土轉向集中攪拌,轉向大流動性泵送澆筑,水泥用量增加,水灰比增加,砂率增加,骨料粒徑減小,用水量增加等導致收縮及水化熱增加3.2混凝

7、土強度等級日趨提高建筑結構混凝土強度等級日趨提高,但有許多結構不適當的選擇了過高的強度等級。習慣上認為:“強度等級越高安全度越大,就高不就低,提高強度等級沒壞處”。有時遷就施工方便,采用高強混凝土,這是種誤導,導致水泥標號增加,水泥用量增加,水用量增加,細骨料及粗骨料徑偏小,砂率偏大等都使水化熱及收縮增加。3.3結構約束應力不斷增大結構規模日趨增大,結構形式日趨復雜,超長超厚及超靜定結構成為經常采用結構形式并采用現澆施工,這種結構形式有顯著約束作用,對于各種變形作用必然引起較大約束應力3.4外加劑的負效應外加劑及摻合料種類繁多,只有強度指標缺乏對水化熱及收縮變形影響的長期實驗資料至少一年,有些

8、試驗資料并不嚴格,有許多外加劑嚴重的增加收縮變形,有的甚至降低耐久性。3.5忽略結構約束國內外結構設計中都經常忽略構造鋼筋重要性,因而經常出現構造性裂縫。結構設計中經常忽略結構約束性質,不善于利用“抗與放”的設計原則,缺乏相應的設計施工規范、規程。3.6、養護方法不當目前在混凝土施工中采用的養護方法基本沿用過去簡易的方法,這種方法已遠不適應泵送混凝土的較大溫度收縮變形的要求。3.7混凝土抗拉性能不足 鋼筋混凝土結構裂縫的控制是一個綜合性的課題,需要設計、監理、施工及使用方等各方的重視和多方面的努力。隨著當今對混凝土耐久性研究的不斷深入,材料科學的不斷發展和建筑技術水平的不斷提高,相信鋼筋混凝土

9、結構裂縫問題將會逐漸得到解決。 4 針對裂縫的控制措施鋼筋混凝土結構的裂縫是不可避免的,但其有害程度是可以控制的,有害與無害的界限由結構使用功能決定的。裂縫控制的主要方法是通過設計、施工、材料等方面綜合技術措施將裂縫控制在無害范圍內。綜合技術措施包括:合理選擇結構形式,降低結構約束度,對與水平構件梁、板、墻等采用中低強度級混凝土,加強構造配筋。優選有利于抗拉性能的混凝土級配,盡力減小水灰比、減少坍落度、降低砂率增加骨料粒徑,降低含泥量及雜質含量。選用影響收縮和水化熱較小的外加劑和摻合料。采取保溫保濕的養護技術,盡量利用混凝土后期強度60天。對于超長結構可采取跳倉澆灌或后澆帶方法施工。對于復雜的

10、結構難免出現少量裂縫影響正常使用和耐久性。裂縫分為表面裂縫,淺層裂縫,縱深裂縫深層裂縫,貫穿裂縫等。少量有害裂縫采用近代化學灌漿技術處理,滿足設計使用和耐久性要求,不應因此降低工程質量評定標準。4.1從減少收縮的角度出發。宜采用中低水泥和粉煤灰水泥。不通水泥混凝土的干燥收縮按其大小依次為:礦渣硅酸鹽水泥。普通硅酸鹽水泥、中低熱水泥和粉煤灰水泥。4.2嚴格控制單方混凝土用水量。混凝土的干燥收縮受用水量的影響最大,在同一水泥用量條件下,混凝土的干燥收縮和用水量成正比,為直線關系:當水泥用量較高的條件下,混凝土的干燥收縮隨用水量的增加而急劇增大。綜合水泥用量和用水量來說,水灰比越大,干燥收縮越大。4

11、.3摻加膨脹劑補償收縮。在地下室和防水工程中,摻加適量的膨脹劑可以起到收縮補償的作用,有利于防止裂縫。但一定要嚴格控制摻量和保證混凝土有足夠強度,否則混凝土會腫脹和開裂。4.4養護時間和方法。混凝土澆筑面受到風吹日曬,表面干燥過快,產生較大的收縮,收內部混凝土的約束,在表面產生拉應力而開裂。必須在混凝土終凝之前進行早期保溫、保濕養護。4.5合理使用“雙摻”技術。為降低用水量,摻加適當數量干燥收縮小的、減水率高、分散性好的外加劑是非常必要的。礦渣、硅藻土、火山灰等粉狀摻合料,般都會增大混凝土混凝土干燥收縮。但是質量好,含有大量球狀顆粒的一級粉煤灰,由于內比表面積小,需水量少,卻能降低混凝土的干燥

12、收縮值。4.6合理配置構造鋼筋、重視施工質量。混疑土的配置鋼筋 扦收縮值起一定的約束作用,但與配置鋼筋率的高低有關。構造鋼筋細點密一點可以提高混凝土的極限拉伸。有些橋梁工程的橋墩由于施工質量過大的坍落度,形成了中部骨科多,外部或上表面砂漿厚,從而形成極不均勻的收縮,砂漿和水泥量收縮比混凝土的收縮約增加25倍。5 問題及建議 多年建筑的實踐和經驗得出,裂縫出現往往都是下面兩個主要原因所造成,因此就下面兩個原因進行有目的的分析和研究,并針對性做出合理有效的的預防控制,并且在出現裂縫后如何有效的解決是我們需要重點討論和認知的問題。 前期設計的裂縫控制措施工程結構設計期間,要確保結構的計算模型盡量與實

13、際施工狀態想貼近。同時,有必要采取相對應的結構措施,以確保構建的裂縫范圍小于按照規定所設定的最大裂縫尺度。具體措施如下: 在保證建筑平面造型滿足使用規格的前提下,力求平面造型的簡單,平面造型過于復雜的建筑物,比較容易出現結構扭曲等附加應力麗導致出現裂縫。 嚴控建筑物的比例,長高比例越小的建筑物,其剛度越大,而且適應不均勻沉降的能力也就越強。 對建筑物各部分承重結構的受力情況,要在設計時認真調整,使結構的荷載均勻承擔,盡量不讓受力集中在一起。 如果地基受到不均勻的重力。就會導致地基變形,從而出現裂縫。這就需要在基礎設計時,采取調整地基的埋置深度,針對不同的地基強度采取相對應的墊層厚度,保證減輕地

14、基不均勻沉降量,也加強了基礎的剛度。 施工控制包括前期防控、過程的控制、裂縫處理等三個階段。根據產生裂縫的原因,可以在施工控制的三個階段進行綜合性預防控制裂縫。 針對板面的裂縫,如果樓板存在較厚的墊層,應該在墊層施工的時候在裂縫處鋪設鋼絲網或比較短的鋼筋網進行處理,龜裂處則應該先把裂縫清理干凈,然后用環氧漿液將縫隙填滿,表面再進行涂刷封閉。對于板底出現的裂縫,應該用符合增強纖維這樣的材料粘貼好。建議符合增強材料的粘貼寬度在350900mm左右為最佳。一般裂縫寬度在0.3mm以上的比較大的貫通性裂縫,則需要用結構膠粘鋼進行補強,裂縫處再用灌封膠進行高壓灌膠處理。如果樓板出現面積很大的裂縫,就有必

15、要針對樓板做一下靜載試驗。以檢驗樓板的安全性,必要時,應該在樓板增設一層鋼筋網,以加強樓板的整體性。鋼筋混凝土結構裂縫的控制是一個綜合性的課題,需要設計、監理、施工及使用方等各方的重視和多方面的努力。隨著當今對混凝土耐久性研究的不斷深入,材料科學的不斷發展和建筑技術水平的不斷提高,相信鋼筋混凝土結構裂縫問題將會逐漸得到解決。具體措施為:1從材料方面著手,降低水化熱,控制混凝土內部最高溫升,減少總降溫差;2從設計方面著手,優化配合比,減少水泥用量,摻加減水劑和外摻料如:粉煤灰,提高混凝土抗拉強度,改善約柬條件;3從施工方面著手,延緩混凝土降溫速率,降低澆筑溫度;4從養護方面著手,提高混凝土的表面

16、溫度,降低混凝土的內外溫差。大體積混凝土結構產生溫度裂縫的主要原因是水泥在硬化過程中釋放大量的水化熱,使混凝土內部產生的溫度應力超過混凝土的極限抗拉強度,因此,如何控制大體積混凝土水化熱升溫和混凝土結構物內外溫差,成為大體積混凝土是否產生溫度裂縫的關鍵,為了降低水化熱,延緩溫升值和溫升速度,首先要優化配合比,采用低熱水泥,通過適當摻粉煤灰及外加劑提高混凝土的品質,在結構物內埋設冷卻水管,分層分塊澆注混凝土,加強表面覆蓋及養護等,對降低內外溫差能起到良好的效果。各種溫控措施是相互聯系、相互補充和制約的,各項措施各有利弊,在具體工程的設計和施工中根據溫度應力計算和技術經濟條件分析,結合工程實際和全

17、面考慮,合理采取相應措施。總之,大體積混凝土溫度控制是一項綜合技術,涉及很多因素,需結合當地的氣溫、環境,選擇既經濟又有效的施工方法,確保工程質量。 參考文獻1張德,淺談鋼筋混凝土結構的裂縫的成因與處理方法j.中小企業管理與科技,201021:174.2王召鋼,鋼筋混凝土裂縫產生原因及預防j.科技信息,2011(7):2823劉國福,淺談鋼筋混凝土結構的裂縫及預防j.4黃海,淺談混凝土裂縫成因及控制j,建廠科技交流,20055gb50204?2002,混凝土結構工程施工質量驗收規范s6王鐵夢建筑物的裂縫控制,上海科技出版社1987.7趙國藩鋼筋混凝土結構的裂縫控制等,海洋出版社1991.8富文

18、權混凝土工程裂縫分析與控制, 中國鐵道出版社20029王鐵夢,工程結構裂縫控制,中國建工出版,1997.810羅福午,建筑結構缺陷事故的分析及防治,清華大學出版社,1998.4致謝 本論文是在指導老師譚娟的悉心指導下完成的, 大學三年學習時光已經接近尾聲,在此我想對我的母校,我的父母、親人們,我的老師和同學們表達我由衷的謝意。感謝我的家人對我大學三年學習的默默支持;感謝我的母校信息學院給了我在大學三年深造的機會,讓我能繼續學習和提高;感謝信息學院的老師和同學們三年來的關心和鼓勵。老師們課堂上的激情洋溢,課堂下的諄諄教誨;同學們在學習中的認真熱情,生活上的熱心主動,所有這些都讓我的三年充滿了感動。 這次畢業論文設計我得到了很多老師和同學的幫助,其中我的論文指導老師黃志敏老師對我的關心和支持尤為重要。每次遇到