裂縫控制論文范文

前言：我們精心挑選了數篇優質裂縫控制論文文章，供您閱讀參考。期待這些文章能為您帶來啟發，助您在寫作的道路上更上一層樓。

第1篇

在混凝土樓板的澆筑過程中，由于施工人員的長時間振搗，結果使混凝土中的石子﹑骨料下沉，漿體上浮，造成作業面砂漿層。這就使它的干縮性能增大，等到水分蒸發后，混凝土失去水分而變得更加干燥，從而使毛細孔收縮或沉縮引起了混凝土樓板的龜裂。（1）由于在施工中各工種操作人員沒有相互配合，人為地將樓板鋼筋的成品（板面負筋）踏壞﹑壓彎，出現了支座的負彎矩，在澆筑混凝土后便出現了板面裂縫。（2）在施工中由于要提前預埋線管，而且加上預埋線管外表光滑，混凝土經過振搗，石子滑落，水泥砂漿浮于預埋線管上層，這就會使混凝土樓板沿管線預埋方向產生干縮裂縫。（3）施工方為了趕超進度，節約替換模板和支撐系統，當混凝土沒有達到規定的強度標準時，操作人員就過早地將模板拆除；或者在混凝土還沒有完全終凝后，就在上面加壓重荷，甚至上人作業等。這都會使混凝土樓板的彈性發生變性，破壞混凝土樓板結構，從而出現裂縫。（4）混凝土澆筑后，還有大量的水化熱量得不到散發，在內部就產生了溫度應力。由于混凝土抗拉強度低，容易被溫度引起的拉應力拉裂，從而產生溫度裂縫，這就給施工后的養護帶來了難度。如果在樓板養護時沒有采取覆蓋或覆蓋措施不到位，養護時間不夠，也會使樓板產生裂縫。

因此，民居工程的施工中應從以下幾方面來控制商品混凝土樓板裂縫的發生。施工方要選擇有資質的商品混凝土生產廠家，根據混凝土強度等級﹑和易性及實驗室配合比的要求，確定各種標號混凝土配合比，嚴格按照配合比控制水灰比和水泥用量；選擇級配良好的石子，減少孔隙率以減少收縮量；嚴格控制砂子的含泥量﹑泥塊含量，采用中粗砂，避免使用過量粉砂。同時，要求嚴格審查出廠合格證及設計配合比報告，嚴格控制混凝土的坍落度，以便提高它的抗裂性能。

先進合理的施工技術和方法，不僅能降低建筑成本，提高工作效率，還能有效控制混凝土樓板的裂縫。（1）梁、柱澆筑完成后，制定混凝土樓板施工方案，并對樓板模板支撐系統編制專項施工方案。要求模板及支撐系統除滿足強度要求外，還必須有足夠的剛度和穩定性；而且根據工期要求要準備充足的模板，以確保按標準﹑按要求拆除模板。梁、板、柱宜采用同一標號混凝土。（2）混凝土澆筑前，應將模板用水澆濕潤，避免模板干燥而吸收水分。同時，要嚴格控制振搗時間，以防止混凝土產生不均勻沉降收縮，使樓板出現裂縫。（3）現澆樓板中的預埋線管必須布置在底部鋼筋網片之上，交叉布線處可采用接線盒集中鋼筋網帶，嚴禁將水管水平埋設在現澆混凝土樓板中；而且在埋管集中的地方，切不可管與管緊密相列，要留有適當的間距。（4）現澆混凝土樓板澆筑完畢后，應在12h內進行覆蓋并作保濕養護，12h后應澆水養護，養護時間不得少于1個星期。對于摻用緩凝型外加劑的混凝土，養護時間不得少于2個星期。同時，對于已澆筑完畢的混凝土樓板，嚴格禁止人或重物加荷其上，以防止澆筑混凝土樓板結構的人為破壞，從而導致裂縫的出現。綜上所述，混凝土樓板裂縫是混凝土結構中普遍存在的一種現象，它的出現不僅會降低居民樓層與層之間的抗滲能力，影響居民的正常生活，還會降低樓板的耐久性，影響整個居民樓的使用壽命。因此，建筑施工單位必須嚴格加強混凝土原材料的質量控制、混凝土生產質量控制和現澆混凝土樓板施工質量管理，民居工程中混凝土樓板的裂縫就能得到有效的控制。

本文作者：柴燕侖工作單位：大同煤礦集團公司企劃部

第2篇

1.1水泥品種的優選

優先選用C3A含量低的中、低熱的普通水泥或復合、礦渣水泥等,除冬期施工外,不宜選早強型水泥;也不宜采用火山灰水泥,因火山灰水泥需水量大,易泌水。

水泥等級和混凝土等級應相匹配,一般C25以下混凝土宜選32.5級水泥,C30以上混凝土宜選42.5級水泥,但水泥品種不能混用,不同產家、不同品種即是同一水泥等級也不能混用,同廠家、同品種不同批號的水泥原則上也不能混用。因不同廠、不同品種雖說強度等級相同,但其中所含的礦物成分不同,水泥摻合料不同,所產生的水化熱亦不同,其收縮、變形、凝結時間等不同,水化時反映了各自水泥的水化個性,所以不能混用,如果混用:(1)可能造成收縮、變形不同,而影響結構的耐久性;(2)凝結時間、需水量、水化速度不同,所產生的混凝土強度不同,將使混用后的混凝土強度降低5%—20%,(3)由于收縮變形不同,產生裂縫隱患存在。不同水泥應分別使用,只能待上一品種水泥產生一定強度后,才可向其上面澆筑其他品種、等級的水泥。在保證混凝土強度的前提下,商品混凝土的水泥用量,應降低到最低程度。

1.2細骨料

細骨料宜采用中、粗砂。泵送砼宜采用中砂并靠上限,0.315mm篩孔篩余量不應少于15%。實踐證明,采用細度模數2.8的中砂比采用細度模數2.3的中砂,可減少用水量20kg/m3—25kg/m3,可降低水泥用量28kg/m3—35kg/m3,因而降低了水泥水化熱、降低了混凝土溫升和收縮。細骨料的含泥量不超過3%,泥塊含量不得大于1%。其他質量指標應符合現行行業標準《普通混凝土用砂質量標準及檢驗方法》的規定。

為保證混凝土的流動性、粘聚性和保水性,以便于運輸、泵送和澆筑,泵送混凝土的砂率要比普通流動性混凝土增大約6%,為38%—45%。但是砂率過大,不僅會影響混凝土的工作度和強度,而且能增大收縮和裂縫。

1.3粗骨料是混凝土的重要組成

它在混凝土中主要起到骨架的作用,并且對膠凝材料的收縮具有一定抵抗作用。集料的級配越好,所組成的混凝土骨架越穩定,抵抗變形能力越好。同時,集料的級配越好,能降低混凝土中單方水和水泥的用量,降低混凝土的收縮。此外,粗骨料的含泥量、泥塊含量對混凝土的收縮也有很大的影響。

1.4砂

采用中、粗砂,細度模數必須控制在2.3以上,含泥量控制在2%以下。因為采用細度模數為2.8:2.3的中砂每立方混凝土可減少水泥用量約30kg,減少水用量20kg—25kg,從而降低混凝土水化熱和溫差引起的收縮。泵送混凝土時,砂率應控制在38%—45%。

1.5選用優質高效的外加劑

為達到抗裂、防水的目的,在配制混凝土時,一般需要摻人減水劑、緩凝劑、膨脹劑等。外加劑的質量對混凝土的影響非常大,有些膨脹劑與其他外加劑一起使用可能會產生副作用,因此在使用前應經試驗確定。

2設計方面

結構設計規范主要解決的是結構的安全問題。但個別設計者未能作全過程(包括施工過程)數理分析。以混凝土收縮裂縫問題為例。一般的設計文件只給出混凝土的強度等級,沒有針對結構具體情況對混凝土的收縮量的限制值及收縮量制值相匹配的后澆帶設置。特別是某些工程師盲目地相信某些補償收縮混凝土的作用,不留混凝土后澆帶甚至不留形縫,使得裂縫發展得很快。另外,混凝土收縮裂縫與現在設計的板和墻的尺寸越來越大也有關系。混凝土梁、板和墻的尺寸增大。尺寸大,構件總的收縮量大,容易出現混凝土收縮裂縫。

3施工技術控制

(1)混凝土施工過分振搗,模板、墊層過于干燥。混凝土澆筑振搗后,粗骨料沉落,擠出水分、空氣,表面呈現泌水而形成豎向體積縮小沉落,造成表面砂漿層,它比下層混凝土有較大的干縮性能,待水分蒸發后,易形成凝縮裂縫。而模板、墊層在澆筑混凝土之時灑水不夠,過于干燥,則模板吸水量大,引起混凝土的塑性收縮,產生裂縫。混凝土澆搗后,過分抹干壓光會使混凝土的細骨料過多地浮到表面,形成含水量很大的水泥漿層,水泥漿中的氫氧化鈣與空氣中二氧化碳作用生成碳酸鈣,引起表面體積碳水化收縮,導致混凝土板表面龜裂。

(2)混凝土施工過分振搗,模板、墊層過于干燥。混凝土澆筑振搗后,粗骨料沉落,擠出水分、空氣,表面呈現泌水而形成豎向體積縮小沉落,造成表面砂漿層,它比下層混凝土有較大的干縮性能,待水分蒸發后,易形成凝縮裂縫。而模板、墊層在澆筑混凝土之時灑水不夠,過于干燥,則模板吸水量大,引起混凝土的塑性收縮,產生裂縫。混凝土澆搗后,過分抹干壓光會使混凝土的細骨料過多地浮到表面,形成含水量很大的水泥漿層,水泥漿中的氫氧化鈣與空氣中二氧化碳作用生成碳酸鈣,引起表面體積碳水化收縮,導致混凝土板表面龜裂。

(3)現場養護。現場養護不當是造成混凝土收縮開裂最主要的原因。混凝土澆筑后,若表面不及時覆蓋、澆水養護,表面水分迅速蒸發,很容易產生收縮裂縫。特別是在氣溫高、相對濕度低、風速大的情況下,干縮更容易發生。有資料表明,當風速為16m/s時,混凝土中的水分蒸發速度為無風時的四倍。一些高層建筑的樓面為什么更容易產生裂縫,就是因為高空中的風速比地面大。

4施工后期商品混凝土的養護

由于商品混凝土流動性較大,容易在早期發生混凝土半和物沉縮裂縫,塑性收縮裂縫,干燥收縮裂縫,溫度裂縫等,因此必須加強早期養護。養護主要是保持適當的溫度和濕度條件。混凝土澆注后應覆蓋一定厚度的草袋、麻袋片或塑料薄膜,過高過低的環境溫度以及激劇的溫度變化都會引起表面開裂。保溫能減少混凝土表面的熱擴散,降低混凝土表層的溫差,防止表面裂縫。但由于熱擴散時間延長,混凝土強度和松弛作用得到充分發揮,使混凝土總溫差產生的拉應力小于混凝土的抗拉強度,防止貫穿裂縫的產生。澆筑時間不長的混凝土,仍然處于凝結、硬化過程中,水泥水化速度較快,適宜的潮濕條件可防止混凝土表面脫水而產生收縮裂縫。

5裂縫部分處理技術

(1)涂抹:以涂為主,在裂縫表面涂抹新型高分子防水涂料,這種涂料是以合成橡膠或者合成樹脂作為成膜材料,效果很好。目前常有聚氨脂,環氧樹脂、丙烯酸橡膠、聚酯樹脂防水涂料。

(2)封堵:多用于水平面上的裂縫,其寬度大于0.3mm。裂縫較小時,采用低粘度樹脂;在干燥自然環境下可采用的材料很多,如高分子涂料,聚合物水泥砂漿及摻有速凝劑的防水砂漿等;在滲漏潮濕環境下必須進行封堵再進行表面處理,封堵用堵漏靈、堵漏王、水不漏等速凝材料;在漏水情況下可采用PBM—7聚合物混凝土封堵。

(3)嵌縫:在裂縫處鑿八字形槽,并在槽內嵌填不同材質的密封材料處理。

(4)灌漿:適用于修補較深的裂縫和混凝土內部有空洞、疏散等情況。

(5)增大截面加固法:用同等級混凝土,加大原結構截面,以達到滿足承載力的要求。

(6)外包角鋼加固法:用角鋼鑲嵌在四角,并用扁鋼將角鋼箍緊,以提高結構承載能力。

(7)粘鋼加固法:在混凝土表面用結構膠粘貼鋼板,以提高混凝土承載力。

(8)增設支點加固法:用增設支點減少結構跨度,達到減少結構受力。

(9)增設剪力墻加固法:結構在地震作用下,其強度與變形不能滿足規范要求時,還可以在房屋適當位置增設剪力墻以抵抗地震作用。

(10)外加力加固法:采用外加力或壓力、改變原結構的受力狀態或減少原結構薄弱處的受力,以提高結構的總體承載能力。

第3篇

關鍵詞：地下空間結構裂縫控制防水新技術

一、前言

鋼筋砼結構出現裂縫是不可避免的，在保證結構安全和耐久性的前提下，裂縫是人們可接受的材料特征。近十多年來，隨著鋼筋砼結構的長大化和復雜化，以及商品砼的大量推廣和砼強度等級的提高，結構裂縫出現機率大大增加，有些已危及結構的安全性和耐久性，有的地下工程裂滲已影響其使用功能。建設部對此十分重視，召開多次學術研討會，工程界各方專家提出許多技術措施，認為控制裂縫是個系統工程。針對地下工程裂滲比較普遍的現象，我國研制許多新型防水材料，建設部提出今后主要開發應用環保型的中、高檔防水材料，剛柔結合，全面提高我國防水工程的質量和耐久性。

本人根據長期的科學研究和大量工程實踐，提出鋼筋砼結構裂縫控制和防水一些新技術，供工程界參考，不妥之處請指正。

二、結構裂縫產生的原因

結構裂縫產生的原因很復雜，根據國內外的調查資料，引起裂縫有兩大類原因，一種由外荷載（如靜、動荷載）的直接應力和結構次應力引起的裂縫，其機率約20%；一種是結構因溫度、膨脹、收縮、徐變和不均勻沉降等因素由變形變化引起的裂縫，其機率約80%。裂縫發生與材料、設計、施工和維護有關，現作以下分析。

（一）材料缺陷

在變形裂縫中收縮裂縫占有80%的比例，從砼的性質來說大概有：

1．干燥收縮

研究表明，水泥加水后變成水泥硬化體，其絕對體積減小。每100克水泥水化后的化學減縮值為7～9ml，如砼水泥用量為350kg/m3，則形成孔縫體積約25～30L/m3之巨。這是砼抗拉強度低和極限拉伸變形小的根本原因。研究表明，每100克水泥漿體可蒸發水約6ml，如砼水泥用量為350kg/m3，當砼在干燥條件下，則蒸發水量達21L/m3。毛細孔縫中水逸出產生毛細壓力，使砼產生“毛細收縮”。由此引起水泥砂漿的干縮值為0.1～0.2%；砼的干縮值為0.04～0.06%。而砼的極限拉伸值只有0.01～0.02%，故易引起干縮裂縫。

2．溫差收縮

水泥水化是個放熱過程，其水化熱為165～250焦爾/克，隨砼水泥用量提高，其絕熱溫升可達50～80℃。研究表明，當砼內外溫差10℃時，產生的冷縮值εc=T/α=10/110-5=0.01%，如溫差為20～30℃時，其冷縮值為0.02～0.03％，當其大于砼的極限拉伸值時，則引起結構開裂。

3．塑性收縮

砼初凝之前出現泌水和水份急劇蒸發，引起失水收縮，此時骨料與水泥之間也產生不均勻的沉縮變形，它發生在砼終凝之前的塑性階段，故稱為塑性收縮。其收縮量可達1％左右。在砼表面上，特別在抹壓不及時和養護不良的部位出現龜裂，寬度達1～2mm，屬表面裂縫。水灰比過大，水泥用量大，外加劑保水性差，粗骨料少，振搗不良，環境溫度高，表面失水大等都能導致砼塑性收縮而發生表面開裂現象。

4．自生收縮

密封的砼內部相對濕度隨水泥水化的進展而降低，稱為自干燥。自干燥造成毛細孔中的水分不飽和而產生負壓，因而引起砼的自生收縮。高水灰比的普通砼（OPC）由于毛細孔隙中貯存大量水分，自干燥引起的收縮壓力較小，所以自生收縮值較低而不被注意。但是，低水灰比的高性能砼（HPC）則不同，早期強度較高的發展率會使自由水消耗較快，以至使孔體系中的相對濕度低于80%。而HPC結構致密，外界水泥很難滲入補充，在這種條件下開始產生自干收縮。研究表明，齡期2個月水膠比為0.4的HPC，自干收縮率為0.01%，水膠比為0.3的HPC，自干收縮率為0.02%。HPC的總收縮中干縮和自收縮幾乎相等，水膠比越小自收縮所占比例越大。由此可知，HPC的收縮性與OPC完全不同，OPC以干縮為主，而HPC以自干收縮為主。問題的要害是：HPC自收縮過程開始于水化速率處于階段的頭幾天，濕度梯度首先引發表面裂縫，隨后引發內部微裂縫，若砼變形受到約束，則進一步產生收縮裂縫。這是高標號砼容易開裂的主要原因之一。

5．減水劑的影響

人們發現，自八十年代中期推廣商品（泵送）砼以來，結構裂縫普遍增多，這是為什么呢？除了與砼的水泥用量和砂率提高有關外，人們忽視了減水劑引起的負面影響。例如過去干硬性及預制砼的收縮變形約為4～6×10-4，而現在泵送砼收縮變形約為6～8×10－4，使得砼裂縫控制的技術難度大大增加。研究表明，在砼配合比相同情況下，摻入減水劑的坍落度可增加100～150mm，但是它與基準砼的收縮值相比，卻增加120～130%（見圖1）。所以，在《砼減水劑》規范GB138076-97中規定摻減水劑的砼與基準砼的收縮比≤135%。研究表明，摻入不同類型的減水劑砼的收縮比是不相同的，一般是：木鈣減水劑>萘磺酸鹽減水劑>三聚氰胺減水劑>氨基磺酸減水劑>聚丙烯酸減水劑。這說明商品砼澆筑的結構開裂機率大與減水劑帶來負面影響有關。其機理尚不清楚。

以上是從水泥砼物理化學特性分析其各種收縮現象，早期塑性收縮會導致結構出現表面裂縫，砼進入硬化階段后，砼水化熱使結構產生溫差收縮和干燥收縮（包括自干收縮），這是誘發裂縫的主要原因。近十年大量使用商品砼開裂增加，除與單方砼水泥和摻合料用量增加外，減水劑增加砼收縮值變形的負面影響也是一個重要因素。

6．砼后期膨脹出現裂縫，主要是：

（1）水泥中游離CaO過高，Ca(OH)2體積膨脹所致；

（2）水泥中MgO過高，Mg(OH)2體積膨脹所致；

（3）水泥和外加劑堿含量過高，與集料中活性硅等發生堿-集料反應所致；

（4）有害離子Cl-、SO4=、Mg++等侵入砼內部，導致鋼筋銹蝕或形成二次鈣礬石膨脹破壞所致。

7．結構物在任意內應力作用下，除瞬間彈性變形外，其變形值隨時間的延長而增加的現象稱為徐變變形。砼拉徐變時對抗裂有利，一般可以提高鋼筋砼極限拉伸值50％左右。而砼壓徐變很小，一般把收縮變形與徐變變形的計算一并加以考慮。砼收縮經驗公式很多，但是，實際工程所處條件變化較多。一般采用如下任意時間砼收縮計算公式。

εy(t)=3.2410-4(1-e-0.01t)M1.M2……Mn

式中M1.M2……Mn－為水泥品種、骨料，水灰比、溫度、養護和不同配筋率等修正系數。

其中不同配筋率的修正系數見表1。也即限制收縮與自由收縮之比，隨配筋率提高而減小。

表1

配筋率（％）0.000.150.200.250.300.400.50

修正系數M1.000.680.610.550.500.430.40

（二）設計問題

鋼筋砼結構是由砼和鋼筋共同承擔極限狀態的承載力，結構設計師根據地基情況，靜、動荷載、環境因素、結構耐久性等控制荷載裂縫。這里不作討論。從國內外有關規范可知，對結構變形作用引起的裂縫問題，客觀上存在兩類學派：

第一類，設計規范規定很靈活，沒有驗算裂縫的明確規定，設計方法留給設計人員自由處理。基本上采取“裂了就堵、堵不住就排”的實際處理手法。

第二類，設計規范有明確規定，對于荷載裂縫有計算公式并有嚴格的允許寬度限制。對于變形裂縫沒有計算規定，只按規范留伸縮縫，即留縫就不裂的設計原則。

大量工程實踐證明，留縫與否，并不是決定結構變形開裂與否的唯一條件，留縫不一定不裂，不留縫不一定裂，是否開裂與許多因素有關。我們認為，控制裂縫應該防患于未然，首先盡量預防有害裂縫，重點在防。我國結構工程向長大化、復雜化發展，砼設計強度等級向C40～C60發展，設計師多注重結構安全，而對變形裂縫控制考慮不周，這也是結構裂縫發生增多的原因之一。

（三）施工管理問題

砼配合比設計是否科學合理，水泥與外加劑是否相適應，砂石級配及其含泥量是否符合規范要求，砼坍落度控制是否合理，這些都影響到砼的質量及其收縮變形。

砼澆筑震搗不均勻密實，施工縫和細部處理馬虎，會帶來結構開裂的后患；過震則使浮漿過厚，抹壓又不及時，則砼表面出現塑性裂縫，十分難看。

邊墻拆摸板過早（1～3d），砼水化熱正處于高峰，內外溫差最大；砼易“感冒”開裂。

砼養護十分重要，但許多施工單位忽視這一環節，尤其是墻體和柱梁的保溫保濕養護不到位，容易產生收縮裂縫。某些露天構筑物盡管當地濕度很大，但由于吹風影響，加速了砼水分蒸發速度，亦即增加干縮速度，容易引起早期表面裂縫，風速對水分蒸發速度的影響見表2。這也許是夏季比秋冬季，南方比北方出現結構裂縫較多的原因。

從已建工程調查中發現，底板養護較好，出現裂縫概率較低，而底板上外墻裂縫概率很高約占80％，這與保溫保濕養護不足有很大關系。

除上述技術因素外，施工管理不嚴，趕進度，偷工減料，工人素質差，施工馬虎等也是造成結構裂縫的人為因素。

（四）對維護缺乏認識

我們發現不少結構是在澆筑完3～6個月，甚至在1～2年內出現裂縫。除荷載問題外，主要是環境溫度和風速引起的收縮變形所致。有些地下室不及時復土；上部結構不及時做好封閉；出入口長期敞開，屋面防水層破壞不及時修補等。這些與施工和業主對結構維護缺乏認識有關。鋼筋砼結構與其他物件一樣都存在“熱脹冷縮”的特征，尤其超長結構更為明顯，所以，應重視已澆結構的保溫保濕維護工作。

三、有害裂縫與無害裂縫

裂縫按其形狀分為表面的、貫穿的、縱向的和橫向的等等。裂縫形狀與結構受力狀態有直接關系。裂縫分為愈合、閉合、運動、穩定的及不穩定的等。例如寬度0.1～0.2mm裂縫，開始有些滲漏，水通過裂縫同水泥結合，形成氫氧化鈣和C-S-H凝膠，經一段時間裂縫自愈不滲了。有的裂縫在壓應力作用下閉合了。有的裂縫在周期性溫差和周期性反復荷載作用下產生周期性的擴展和閉合，稱為裂縫的運動，但這是穩定的運動。有些裂縫產生不穩定的擴展，視其擴展部位，應考慮加固措施。

根據國內外設計規范及有關試驗資料，砼最大裂縫寬度的控制標準大致如下：

無侵蝕介質無防滲要求，0.3～0.4mm。

輕微侵蝕，無防滲要求，0.2～0.3mm。

嚴重侵蝕，有防滲要求，0.1～0.2mm。

判斷裂縫有害還是無害，首先視它是否有害結構安全和耐久性，其次是否影響使用功能（如防水，防潮）。例如地下和水工工程，小于0.1～0.2mm裂縫視為無害裂縫，作簡單表面封閉即可，再作柔性防水層就更保險了。樓面裂縫0.3～0.4mm，對結構是安全，視為無害裂縫，可不作處理。對于受力的梁、柱，涉及結構安全，裂縫要妥當處理。