混凝土裂缝的成因与控制土木工程大学论文.docx

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混凝土裂缝的成因与控制土木工程大学论文

浙江理工大学

成人高等教育毕业设计（论文）

论文题目混凝土裂缝的成因与控制

专业学院继续教育学院

专业班级

姓名

指导老师

年月日

成人高等教育毕业设计（论文）诚信承诺书

学生姓名

学号

学习形式

函授

专业

土木工程

指导老师

题目

混凝土裂缝的成因与控制

诚信承诺

本人慎重承诺和声明：

1、本人在毕业设计（论文）撰写过程中严格遵守有关规定，恪守学术规范，所呈交的毕业设计（论文）是在指导教师的指导下独立完成；

2、毕业设计（论文）所使用的相关资料、数据、观点等均真实可靠，文中所有引用的他人观点、材料、数据、图表均已注释说明来源；

3、毕业设计（论文）中无抄袭、剽窃或不正当引用他人学术观点、思想和学术成果，伪造、篡改数据的情况；

4、本人已被告知并清楚：

学校对毕业设计（论文）中的抄袭、剽窃、弄虚作假等违反学术规范的行为将严肃处理，并可能导致毕业设计（论文）成绩不合格，无法正常毕业、取消学士学位资格或注销并追回已发放的毕业证书、学士学位证书等严重后果；

5、若在学校组织的毕业设计（论文）检查、评比中，被发现有抄袭、剽窃、弄虚作假等违反学术规范的行为，本人愿意接受学院按有关规定给予的处理，并承担相应责任。

学生（签名）：

年月日

摘要

在建筑工程施工中混凝土的浇筑施工产生的裂缝问题是一个非常普遍存在而又相对于难解决的工程实际生活中的问题。

这篇论文从设计、原材料、施工配合比、以及施工现场养护等方面对混凝土工程中常见的一些施工裂缝的成因进行了详细的分析探讨。

本文主要针对砼施工裂缝产生的原因，在砼的施工结构设计、以及砼材料选择、以及砼的施工配合比优化、加上施工现场的自然人工养护等方面采取了控制裂缝发展的措施。

运用关于砼裂缝的综合措施，控制砼的初始温度、以及砼的温度和砼的温度变化。

从而产生温差裂缝，所以砼的浇筑时间尽量安排在晚上，从而最大程度上降低混凝土的初凝温度。

如果在白天施工，那么施工时要在沙子、石料堆场搭设至少简单的遮阳设备，又或者用湿彩条布覆盖，有时候需要向骨料喷洒水。

从工程特点考虑，我们可以有时候可以根据用混凝土后期强度，从而可以根本上减少用水量，以及减少水化热和砼的收缩。

我们根据一些相关文献，总结了砼裂缝的主要处理办法有：

砼的表面处理法、砼的填充法、砼的裂缝灌浆法、砼的结构补强法、砼的置换法、以及砼的仿生自愈合法、以及砼的电化学防护法等。

关键词：

混凝土；砼温度；砼裂缝；成因；控制；

Abstract

Concretecrackproblemisacommonanddifficulttosolvepracticalengineeringproblems.Inthispaper,fromthedesign,materials,mixtureratio,constructionsitemaintenanceandsoontosomecommoncracksinconcreteengineeringcausesareanalyzed.Onthecausesofconcretecracksinconcretestructuredesign,choiceofconcretematerials,mixproportionoptimization,aswellasthemaintenanceoftheconstructionsite,etcputforwardthemeasurestocontrolcrackdevelopment.Adoptcomprehensivemeasurestocontroltheinitialtemperatureofconcrete,concretetemperatureandtemperaturechange.Causetemperaturecrackpouringtimetrytoarrangeinthenight,minimizetheinitialsetofconcretetemperature.Duringtheconstructionrequirements,pileinsandfieldbuild-upsimpleshadingdevice,orcoveredwithawetsack,toaggregategushcoldwaterwhennecessary.Accordingtotheengineeringcharacteristics,latecantakeadvantageoftheconcretestrength,whichreduceswaterconsumption,reducethehydrationheatandcontraction.

Onthebasisofrelatedliterature,andsumsuptheconcretecracktreatment:

surfacetreatmentmethod,fillingmethod,groutingmethod,thereinforcementmethod,thedisplacementmethodofconcretestructure,bionicself-healinglegal,etc.

Keywords:

concrete;temperature;cracks;cause;control;

目录

第一章绪论1

1.1课题的提出1

1.2本论文的研究内容1

1.3本论文的研究方法1

第二章裂缝的成因3

2.1设计原因3

2.2材料原因3

2.3混凝土配合比设计原因4

2.4施工及现场养护原因4

2.5使用原因（外界因素）4

第三章裂缝的控制措施5

3.1设计方面5

3.1.1设计中的‘抗’与‘放’5

3.1.2砼的施工中应该避免结构断面突变带来应力集中5

3.1.3砼的补偿收缩混凝土技术5

3.1.4容易开裂部位应该小心5

3.2材料选择6

3.3混凝土配合比设计6

3.4施工方面7

3.4.1模板的安装及拆除7

3.4.2混凝土的制备8

3.4.3混凝土的运输8

3.4.4混凝土的浇筑8

3.4.5混凝土的养护9

3.5管理方面9

3.6环境方面9

第四章混凝土裂缝的处理方法10

4.1混凝土裂缝的处理方法10

4.1.1.表面处理法10

4.1.2填充法10

4.1.3灌浆法10

4.1.4.结构补强法11

4.1.5混凝土置换法11

4.1.6仿生自愈合法11

4.1.7电化学防护法11

第五章结论12

5.1混凝土裂缝产生原因12

5.2混凝土裂缝的控制措施12

5.3混凝土裂缝的处理方法12

致谢13

参考文献14

第一章绪论

1.1课题的提出

在砼的结构工程中，砼裂缝是一个有着普遍性被所有施工工程单位很为关注的问题。

如果砼的裂缝问题不处理好可能危及结构安全，因为砼的结构破坏最终源头大多都是从裂缝开始的，这些看似不起眼的裂缝其实就是砼结构破坏的先兆，产生裂缝的原因这主要有浇筑完混泥土后为及时养护以及荷载产生的裂缝；这些裂缝的出现将会造成工程漏水，从而影响建筑的正常使用化，从而使砼建筑内的钢筋遭到锈化，导致混凝土强度降低，工程耐久性遭到损害，砼工程的使用寿命缩短，这个裂缝主要是指变形产生的裂缝；砼的裂缝还有耦合作用下产生的以及碱骨料化学反引起的裂缝及冷冻和高温产生的裂缝。

其实这些较大的混凝土的结构裂缝也影响工程的美观甚至会造成人的心里压力使装修改造等造成很大的困难。

但是产生裂缝的无论是微观还是宏观的机理以及它的多变性都给相关的技术人员带来了很大一道难题。

1.2本论文的研究内容

这次研究的内容主要有：

1.设计原因

2.材料原因

3.混凝土配合比设计原因

4.施工及现场养护原因

5.使用原因

混凝土的原因分析以及主要控制措施：

1.设计方面

2.材料选择

3.混凝土配合比设计

4.施工方面

5.管理方面

6.环境方面

1.3本论文的研究方法

资料收集与调研方案

资料、数据整理，统计分析

查找相关理论进行技术分析

与实际情况相对比从而研究分析

总结两者

找出混泥土裂缝产生的具体原因

原因找出后及时的处理

在施工中证明处理的方法

成果总结，编制报告

图1.1技术研究路

第二章裂缝的成因

在混凝土的施工中产生裂缝的形式和类别很多，其中的原因有设计方面的，可是较多的是在施工过程的各种因素组合产生的，所以要想从根本上解决混凝土中裂缝问题，施工方还是需要从混凝土裂缝的形成原因入手。

要正确了解和具体的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。

设计、施工、材料、环境及管理等相互影响的综合性问题是混凝土裂缝产生的主要原因，解决裂缝控制问题应当采取综合方法。

主要因素控制网图2.1。

结构材料

施工工程结构裂缝控制链地基

环境裂缝处理

图2.1工程结构裂缝控制链

2.1设计原因

1.在设计上砼结构中的断面突然变变化所产生的构件裂缝。

2.对构件应该施加的预应力不足，从而导致构件的裂缝。

3.构造钢筋的数量过少或者尺寸偏大等引起构件裂缝（如墙板、楼板）。

4.没有实际考虑混凝土构件的收缩变形。

5.采用的砼的等级过高，导致用灰量过大，导致收缩不利。

6.设计中菏载收缩，现场温度的变化，实际管线配置不当，甚至保护层厚度不足，收缩配筋不足。

2.2材料原因

1.在施工中粗集料细集料含有的泥量过大，导致了混凝土收缩也增大。

粗细的集料颗粒级配不好或者采取不恰当的间断级配，容易造成砼的收缩的增大，导致裂缝的产生。

2.在施工中砼的骨料粒径越细、单方的用灰量、以及用水量增多，收缩量增大。

3.砼外加剂、掺和料选择不当、或掺量不当。

4.水泥的种类原因；矿渣硅酸盐水泥的收缩比、粉煤灰、以及水泥硬化等

5.水泥等级的原因，比如水泥的级配，标号等都会影响混凝土建筑的裂缝、要是水泥的等级低混凝土成品就会比较脆、容易影响其质量，从而产生严重的裂缝。

2.3混凝土配合比设计原因

1.水泥的等级或者品种等原因。

2.在配合比中水灰比或者水胶比过大或者过小等。

3.水泥的用量过大导致用水也越多从而使其坍落度变大或者变小。

4中砂水泥水等掺合料不均匀导致混凝土离析等。

5.在配合比中外加剂的使用不当也可能造成配合比不对。

2.4施工及现场养护原因

1.混凝土振捣不均匀或者振捣时间不够、振捣棒拔出和抽拉次数不均匀以及方法不对等也有可能会产生裂缝。

2.搅拌时间过长、拌合不均匀等因素也有可能导致混凝土产生裂缝。

3.浇筑时间过长、以及接触面未凿毛等也可能导致混凝土产生裂缝。

4.浇注混凝土地点在高空时候，由于风速过大、太阳暴晒，导致混凝土凝固时间缩短也能产生裂缝。

5.在浇筑较大体积混凝土的时候没有多次抹面也容易产生裂缝。

6.在浇筑大体积混凝土时候对水化比的计算不准、养护的时候覆盖不及时，导致内外温差过大从而导致混凝土的裂缝产生。

7.施工现在的养护没有及时到位，导致混凝土严重脱水。

2.5使用原因（外界因素）

1.施工好的构筑物基础不平衡也能产生裂缝。

2.没有经过设计验证随意的装修凿洞振动也能产生裂缝。

3.施工现在周围的环境影响比如空气或者水分中酸碱含量过大也能造成混凝土裂缝产生。

4.不可抗力因素比如：

以外施工、地震、火灾、海啸等。

5.在施工区域的的砼结构周围的温度湿度变化大。

第三章裂缝的控制措施

3.1设计方面

3.1.1设计中的‘抗’与‘放’

在施工设计中应处理好砼构件的‘抗’与‘放’的关系。

‘抗’就是构建物处于约束状态下的结构没有足够的力量控制时，防止砼裂缝所采取的有力措施，然而‘放’是砼结构完全处无约束状态下于自由变形，拥有足够变形余地时所采取的施工。

施工设计人员应该灵活的控制“抗”与“放”，以“抗”为主或者以“放”为主原则。

来选择结构方案和使用的材料。

3.1.2砼的施工中应该避免结构断面突变带来应力集中

在施工中如果因为砼构筑物的结构或者造型方面等原因而不得已时应充分采取相应的措施。

3.1.3砼的补偿收缩混凝土技术

在常见的砼构筑物的裂缝中，大多部分是有砼的收缩而来的裂缝。

要解决这种裂缝，我们可以适当的在混凝土搅拌的时候加入外加剂列如膨胀剂等，当然具体情况还是视现场而定。

3.1.4容易开裂部位应该小心

根据多年的结构物施工调查格个混凝土结构物的易裂部位如下：

1.框架及剪力墙结构的楼板部位处

（1）房屋的楼板或者楼顶面出有较大的不平整的地方尤其是其交接处；

（2）房屋中两端的阳角楼板和山墙出的楼板；

（3）房屋朝南的的外墙设置有有较大的玻璃与朝南方向外墙的楼板；

2.房屋中的框架结构梁和框架结构的房屋容易出现裂缝

（1）房屋的楼顶的横向和纵向的截面方向；

（2）房屋建筑中长度比较长的中部或者端部的纵向框架梁；

（3）横向框架梁截面中部。

3.房屋种类形式中简力结构中上部位容易出现裂缝

（1）端山墙；

（2）开间内纵墙；

（3）顶层和底层墙体；

（4）长度较大（＞10m）的墙。

4.当季节交替时候由于气候原因停止施工，天气转好后又继续施工的地下工程容易产生裂缝

（1）地下室顶板；

（2）地下室的窗上墙和窗下墙。

在以上的施工中我们合理的采用“抗”与“放”或者“抗放”的形式灵活运用，在材料施工等实践中也产生了很好的效果。

3.2材料选择

1．根据砼结构的要求选择最合适的砼的等级和水泥级配、品种尽量不要采用较高强度的水泥。

2．砂、石原材料，含泥量的选用应该符合设计要求不要滥竽充数。

3．更多的情况下应该多用混凝土外加剂如：

减水剂和速凝剂等这些可以的更好更快的提升混凝土的质量和品质，甚至达到改善混凝土的工作性能降低成本等一举多得的效果。

4．熟练的运用混凝土补偿收缩在施工中的技术工艺。

对外加剂应该充分的考虑其不等的品种、参合量、合理的结合配合比使其达到最佳的效果。

3.3混凝土配合比设计

1.混凝土配合应按《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55的规定，以及4.3.2-4.3.10的规定。

因为根据要求的强度等级、抗渗等级、耐久性及工作性等进行配合比设计其配制的混凝土还应符合。

2.干缩率。

混凝土90d的干缩率易小于0.06%。

3.施工的坍落度。

在施工的要求的前提下尽量采用较小的坍落度；楼板基础和梁等重要结构部位时候坍落度应该控制在120以下，房屋建设中的柱、墙施工中使用的混凝土坍落度应该小于150mm；当施工中的混凝土较高采用泵送时，高层建筑的坍落度应该控制在180mm左右为最佳，高层建筑底部以及多层建筑的底部应坍落度该控制在150mm左右。

4.用水量。

不宜大于170kg/m3，否则会导致混凝土建筑物质量不好。

5.水泥用量通常分为：

一般强度等级的混凝土宜为270-450千克每立方米，强度要求较高的混凝土不宜大于550千克每立方米。

6.水胶比：

在施工中应该运用相对于较小的水胶比其中混凝土水胶应该小于0.6。

7.砂率：

在施工中在满足配合比的前提下应该应该采用较小的沙率。

8.在工程施工中配合比的设计人员应在现场抽取沙子石子水泥外加剂等根据现场的实际情况而定，从而从实际施工中设计出较为优质的配合比这样无论是对工程质量或者经济效益上都是很好的控制。

3.4施工方面

3.4.1模板的安装及拆除

1.在施工中无论是钢模板还是木模板和支架都应该考虑其地基承受能力以及荷载大小、施工的方法以及施工工具和材料供应等。

支架和模板应该有足够的承受能力和自身的刚度和强度和稳定性在浇筑混凝土时候能够可靠的自重力、侧压力以及施工中产生的荷载。

2.安装模板时候尺寸模板型号应该仔细核对、安装紧密防止浇筑混凝土时候漏睡漏浆等影响工程质量。

3.在安装模板的时候混凝土垫块尺寸应该标准必要时应该先进行精准的测量后再浇筑砼。

4.在工程的施工中模板的支撑点地面应该坚实可靠防滑等，还应该具有一定的刚度和强度以及稳定性，支撑柱的布设应该均匀从而达到一个较好的整体性。

上下层模板的支撑立柱应对准。

5.在拆除模板的时候模板的拆除顺序也应该注意不能随意拆除，应该按照相应的规定要求追个拆除。

在拆模时不要对已经做好的砼建筑物造成不必要的荷载和冲击模板也应该爱护好不要随意撞击。

拆除后的模板应该及时的拉走清理不要对方在楼层上以免挤压过多对楼板产生过大的压力。

在拆除模板后有些混凝土结构部位可能还比较脆弱，这时应该采取相应的措施比如加临时支撑等。

6.在拆除底模时和侧模时候应该严格符合设计要求；没有设计要求时，混凝土强度应符合下表的规定

表3.1底模拆除时的混凝土强度要求

类型

跨度/m

设计混凝土立方体抗压强度标准值的百分率/%

板

≤2

＞2，≤8

＞8

≥50

≥75

≥100

梁、拱、壳

≤8

＞8

≥75

≥100

悬臂构件

—

≥100

3.4.2混凝土的制备

1.在混凝土的制作过程中应该先采用预制混凝土，质量除了应符合《预拌混凝土》GB/T14902的规定进行外，还应该对品质、种类相同的混凝土，理论上应该在同一预拌混凝土厂订货。

万一在不同的厂家订货时，应该保证各预拌混凝土厂所用主要材料及配合比相同，混凝土的制备工艺条件基本相同。

2.在施工时候应该先制定好相应的制作规程并立牌以及质量控制措施。

3.4.3混凝土的运输

1.施工中混凝土的拉运时候应能保持混凝土拌和物的均匀性，防止分层离析现象，运送中罐车不要漏浆，罐车的内壁关滑平整，具有防震、防晒、防风、防雨雪、防寒设施，并应该在最短的时间内运送到施工现场。

运送频率应保证混凝土施工的连续性。

2.运输中罐车里的残留混凝土应该排尽不应该有残留物。

当需要加入外加剂来调整混凝土的工作性能的时候，外加剂的参量和搅拌速度应该根据实际情况实际实验后确定。

3.当罐车运送至搅拌地点时候应该在现场检查其坍落度防止其坍落度过大或者过小造成工程质量不好，要是坍落度不合格应该根据实验后视情况而定加入外加剂。

在运输的过程中严禁自己随意加水。

4.由于搅拌和运输的原因可能会导致混凝土的温度过高，当运输到施工现场时应保证入模温度时在25℃左右为最佳，在施工中当天温度高于25℃时，从混凝土生产到施工现场持续时间不宜大于60min。

混凝土为了防止混凝土凝固时间较长或者较短需要加入外加剂时应该有实验确定后再加。

3.4.4混凝土的浇筑

1、在浇筑混凝土时候应该注意浇筑的振捣时间、浇筑层厚度、混凝土养护、蜂窝现象、裂缝、混凝土强度、密实性。

2、在混凝土浇筑时候应该检验模板和支架的刚度以及韧性注意保护层厚度和预埋件的位置以及尺寸等，并且看看对混凝土的浇筑有没有障碍等不利因素。

3、在制定混凝土的浇筑方案时应该考虑施工现场的实际情况以及现场人员的工作条件和工作能力。

4、当混凝土运输到施工现场时候应该在现场检测其入模温度以及坍落度并做好同条件养护和标准养护的试块。

5、在浇筑混凝土离构筑物较高时候一定要防止其离析，如果发生离析必须停止施工，等整改好了再进行混泥土的浇筑。

3.4.5混凝土的养护

1、养护的目的是为了防止混凝土发生裂缝从而影响施工质量，在这个环节必须引起重视不得随意马虎。

2、在混凝土浇筑完成后，等混凝土初凝后必须采取24小时覆盖洒水等措施，并且注意防护禁止撞击重压等。

3、在砼浇筑完了以后才去塑料薄膜或者土工布覆盖并洒水养护或者保温养护等；不同的水泥的混凝土养护时间也不同，硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土，不得少于7d；对加有缓凝型外加剂或抗渗要求的混凝土，不得少于14d。

1.在施工中顶板和底板浇筑时候等初凝后才有塑料薄膜覆盖直到上面可以走人时候再揭去薄膜但是洒水养护还是不能停要直到混凝土达到设计龄期后才停止。

2.对于横截面较大的柱子，可以用湿麻袋围裹喷水养护，或者用塑料膜围裹自生养护，也可涂刷养护液。

3.5管理方面

放确定符合浇筑要求标准后，施工中应该合理的选择施工进度，尽量避免在混凝土施工中抢修工期等不必要因素，在混凝土施工中安排的监督人员应该按照标准严格执行。

施工提前指定设计及施工方法是不被允许的，在设计给的技术交底和图纸上不应该指定施工单位采用不成熟的外加剂。

在施工过程中如果发现有少量的裂缝应该适当的采取相应的方法处理比如灌浆法封闭处理法等，那些细微的收缩裂缝可以不作为“事故”处理，禁止为了防止裂缝的产生从而降低工程质量标准，应该采取相应的措施来保证结构物的耐久使用，必须按照设计要求的来施工。

除非因为特殊原因导致混凝土构筑物的质量严重不合格，否则不要轻易的打掉重做，因为这样会耗损不必要的人力财力等。

建筑工程施工一旦确定下来，在建筑物的建设中无论是施工单位还是监理单位以及设计单位不得随意变更，因为不同的施工单位和监理单位以及设计单位甚至材料厂家等他们的施工工艺以及施工要求也不是一样的。

3.6环境方面

施工中应该注意季节的环境的变化对混凝土构筑物的浇筑影响，控制好现场的坍落度以及入模温度、浇筑混凝土前一两天应该联系当地气候部门从而选择合理的浇筑时间，由于混凝土的搅拌运输过程中温度自身温度提高所以应当尽可能在较低的温度环境中开始浇灌混凝土，在浇筑过程中注意温差变化不要那么大。

在暴雨暴雪等恶劣天气下严禁浇筑混凝土。

因为要是施工中温差较大或者是混凝土受到寒潮的等不利天气，从而会导致混凝土表面温度很快的下降，从而产生收缩变形等。

第四章混凝土裂缝的处理方法

4.1混凝土裂缝的处理方法

4.1.1.表面处理法

在混凝土的建筑物中当浆材难以灌入很细和很浅的裂缝时候，采用表面涂抹和表面贴补法表面涂抹的方法灌入，同时也适用于裂缝深度未达到钢筋表面的犹如发丝般裂缝，以及那些不漏水的缝和不伸缩的缝还有不再活动的砼裂缝。

当施工混凝土大面积漏水或者蜂窝麻面等又或者或不易确定具体漏水位置、变形缝，采用防渗堵漏表面贴补（土工膜或其它防水片）的方法，该方法是一种简单并且常见的修补方法，当砼结构不够稳定和砼的结构的承载能力没有影响的表面裂缝以及深进裂缝的处理时候可以用这个表面贴补法是很合适的。

通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料，在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂，通常可以采用在裂缝