结构裂缝的预防与处理方案

湖北远大建设集团有限公司 结构裂缝预防与处理方案

岘山花园（观音阁还建点）工程

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结构裂缝预防与处理 施 工 方 案

湖北远大建设集团有限公司

2016年1月

湖

第一章 混凝土裂缝概述

混凝土作为目前用量最大的一种建筑材料, 现已广泛用于工业与民用建筑、水利、城市建设、农林、交通及海港等工程。混凝土最大的缺点就是易产生裂缝。经历了混凝土的耐久性不良给人类带来的巨大损失后, 一些搞混凝土技术的研究人员对混凝土裂缝的形成, 进行了大量的研究和技术探讨, 提出解决混凝土裂缝的办法和意见, 也取得了较大的科研成果, 尽量使混凝土的裂缝降低到最低范围之内。目前混凝土结构裂缝 问题, 是混凝土工程建设普遍的技术问题, 而混凝土结构的破坏和建筑物的倒塌, 也都是从结构裂缝的扩展开始而引起的,如地下工程( 地下室、地下仓库、地下人防工程等) , 若出现裂缝, 将会产生大量的渗水, 使地下工程的使用性能降低或不能使用; 而厂房和住宅、办公楼的墙、板、柱、梁出现裂缝后, 影响外观, 使用寿命, 有严重裂缝的建筑物将会威胁到人们的生命和财产安全, 故在某些施工验收规范和工程都是不允许混凝土结构出现有明显的裂缝。但是, 从近代科学关于混凝土工作的研究及大量的混凝土工程实践证明, 混凝土裂缝是不可避免的, 裂缝是人们可以接受的一种材料特性, 只是如何使有害程度控制在某一有效范围内。因为混凝土是多种材料组成的一种混合体, 且又是一种脆性材料, 在受到温度、压力和外力的作用下, 都有出现裂缝的可能性。本文就是对控制裂缝出现的措施和对出现裂缝后如何进行处理等进行论述, 以期对工程中混凝土裂缝的治理有所帮助。

1.1钢筋混凝土结构裂缝的危害

钢筋混凝土结构是多组分复合材料，在各种条件变化和各种材料变形不一致的情况下,微观裂缝的产生几乎是不可避免的，这种细微裂缝如果不扩展或在一定范围内扩展的话，它对一般的工业与民用建筑的正常使用是不会造成危害的，有害与无害的界限由结构使用功能 决定的。对钢筋混凝土，特别是有充分构造配筋的钢筋混凝土出现一定程度的裂缝，不会迅速导致破坏，只是限制裂缝宽度的问题，使其达不到有害程度。但实际使用过程中，钢筋混凝土结构在荷载作用下或是进一步温差和干缩的情况下，细微裂缝会开始开展并相互贯通，从而发展成较大裂缝,对结构造成极大的影响，形成危害。常见危害有：

(1)影响钢筋混凝土结构的承载能力；

(2)引起钢筋锈蚀，使保护层崩落；

(3)影响钢筋混凝土结构的正常使用；

(4)降低结构刚度，影响建筑物的整体性；

(5)影响钢筋混凝土结构的耐久性能和使用寿命；

(6)影响建筑物的美观；

(7)裂缝大的可能使结构或构件彻底报废、造成工程返工、材料浪费、延迟工期以及较大 的经济损失。

1.2混凝土裂缝产生的原因

裂缝产生的形式和种类很多，有设计方面的原因，但更多的是施工过程的各种因素组合产生的，要根本解决混凝土中裂缝问题，还是需要从混凝土裂缝的形成原因人手。正确判断和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。裂缝原因是设计、施工、材料、环境及管理等相互影响的综合性问题，解决裂缝控制问题应当采取综合方法。由六项主要因素组成的控制链见图1-1。

工程结构裂缝控制链

图1-1 工程结构裂缝控制链

1.2.1材料方面的影响

国内外曾作过一系列劈裂抗拉强度试验和周向拉伸试验，对混凝土的早期抗拉强度和极限拉伸随龄期的变化规律进行了分析，对于普通混凝土其强度主要取决于水泥是强度及其与骨料表面的粘结强度，而这又与水泥标号、水灰比及骨料性质有密切联系。

通过计算规律、数据及工程实践探索，我们总结了以下几个是裂缝产生的材料方面的因素：

（1）水泥

普通混凝土的强度朱育取决于水泥石的强度及其与骨料表面的粘结强度。混凝土的收缩也有很大部分来来源于水泥石的收缩，水泥石的结构是由未水化的水泥颗粒、水化产物及孔隙组成。水化产物晶体共生交错，形成结晶网络结构，在水泥石中起重要的骨架作用，相互接触而发展了水泥石的强度。但其中内部的孔隙会影响水泥石强度的发展。由于水泥石的孔结构由水泥细度与颗粒组成决定，所以水泥颗粒越细，其水化、凝结硬化速度越快，水化也越充分，有利于其早期和后期强度的提高。根据前苏联的试验资料，水泥性质对混凝土的收缩影响很小，即使净水泥浆表现出较大的收缩也不意味着由这种水泥制造的混凝土的收缩也大。对于水泥细度，只是当粒径大于15 的水泥由于不易水化，对收缩起约束作用之外，更细的水泥并不影响混凝土的收缩。一般情况，水泥的化学成分对收缩并无影响，只是当石膏产量不足才表现出较大的收缩。目前，在高层建筑施工中，主要由于随着混凝土技术的发展，混凝土强度也由原来C25、C30发展到现在C50、C60，混凝土强度等级的提高，水泥用量也随之增加，直接导致水化热的提高，增加了早期混凝土的热胀，从而加大了混凝土温度降低后的冷缩。

（2）骨料

水泥石与骨料的粘结力与骨料的表面情况有关，骨料的表面粗糙，则与水泥石粘结力较大，故在原材料及坍落度相同的情况下，用碎石比用卵石强度来的高。增大骨料粒径，可以减少用水量，而使混凝土的收缩和泌水随之减少。同时骨料本身的强度一般比水泥石强度高（轻骨料除外），所以不直接影响混凝土强度，但若骨料经风化等作用而强度降低时，则用其配制的混凝土强度也降低。混凝土中骨料重量与水泥重量之比称为骨灰比。骨灰比对35Mpa以上的混凝土强度影响较大。在相同水灰比和坍落度下，混凝土强度随骨灰比的增大而提高，因为骨料增多后表面积增大，吸水量也增加，从而降低了有效水灰比，使混凝土强度提高。另外水泥砂浆相对含量减少，致使混凝土内总孔隙率体积减少，也有利于混凝土强度的提高。 在混凝土内部，骨料对水泥石的收缩起约束作用。混凝土的收缩对净水泥浆收缩的比取决于混凝土的骨料含量V（以体积的%计）。骨含量越大则收缩越小。在实际施工中考虑到泵送混凝土的要求，规范对骨料的粒径和级配都做出了限制。现在一般商品混凝土的砂率在40%以上，比普通混凝土的用砂量高，石子粒径5-25mm，比普通混凝土的石子粒径要小。由于细骨料的增多，减弱了混凝土之

间的连接能力，增大了裂缝产生的机会。

（3）水灰比、坍落度

水灰比是混凝土进行拌和时候的一个敏感指标。这个指标对混凝土的各项影响最大。 在采用同一种水泥（品种和标号相同）时，混凝土的强度主要取决于毛细管孔隙率或胶空比，这些参数都难于测定，但是充分密实的混凝土在任何水化程度下毛细管孔隙率可由水灰比所确定。在水泥标号相同情况下，水灰比越小，水泥石强度越高，与骨料的粘结力也越大，混凝土的强度也越高。同时为考虑对混凝土和易性、水泥用量等方面的要求，水灰比又不易太小，否则将影响强度的发展。当混凝土承受干燥作用时，首先是大空隙及粗毛细孔中的自由水分因物理力学结合遭到破坏而蒸发，这种失水不引起收缩。环境的干燥作用使得细空中的水产生毛细水压力，水泥石承受这种压力后产生压缩变形而收缩，即“毛细收缩”，使混凝土收缩变形的一部分。待毛细水蒸发后，开始进一步蒸发物理——化学结合的吸 …… 此处隐藏：3027字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……