钢筋混凝土结构的裂缝控制资料

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1、钢筋混凝土结构的裂缝控制钢筋混凝土结构有稳定性强、 抗震强度大以及经济性好、 易于掌握操作技术等优点，在城市高层建筑建设过程中应用广泛。混凝土结构裂缝问题是普遍存在的现象， 严重地影响到建筑结构的安全性。 所谓钢筋混凝土是指把钢筋以合理的形成和混凝土浇筑在一起 , 使之形成一种全新的结构材料。 钢筋混凝土结构的破坏归根到底是混凝土本身的破坏, 而混凝土的破坏又是以混凝土出现裂缝为先兆的 , 因此许多钢筋混凝土结构建筑物在建设过程和使用过程中出现了不同程度、 不同形式的裂缝, 这是一个相当普遍的现象, 它是常期困扰着建筑工程技术人员的技术难题。 因此 , 对混凝土的裂缝形式和产生原因进行研究是非

2、常必要的 , 具有较强的现实意义和较高的社会经济效益。一、钢筋混凝土结构裂缝产生的原因在钢筋混凝土结构领域, 一个相当普遍的质量问题就是结构的裂缝问题 , 且有日趋增多的趋势。 由于结构在外荷载作用下的破坏和倒塌是从裂缝扩展开始的 , 因此人们对裂缝往往产生一种建筑破坏的恐惧感。 裂缝问题已严重影响到人们的正常生活与生产 , 并困扰着大批工程技术人员和管理人员 , 是一个迫切需要解决的技术难题。1、结构设计方面使楼板产生裂缝结构在不同的荷载作用下承受剪力、拉力及各种荷载组合,对混凝土产生破坏, 地基的不均匀沉降等形成不同的裂缝。2、混凝土材料原因目前已普遍采用泵送商品混凝土进行浇筑， 但受剧烈

3、的市场竞争，导致各商品混凝土厂商以采用大粉煤灰掺量，低价位、低性能的混凝土外加剂， 以及细度模数低、 含泥量较高的中细砂作为降低价格和成本的主要竞争手段。 混凝土强度值对水灰比的变化十分敏感，水、水泥、外掺混合材料等计量偏差，将直接影响混凝土的强度。 而采用含泥量大的砂配制的混凝土收缩大， 抗拉强度低 , 容易因塑性收缩而产生裂缝。 泵送混凝土坍落度大, 易产生局部粗骨料少、砂浆多的现象，此时，混凝土脱水干缩时，就会产生表面裂缝。3、混凝土自身收缩混凝土在空气中结硬时体积要缩小 , 产生收缩变形, 这种变形不同程度地受到边界的约束作用。 对于这些受到约束而不能自由伸缩的构件, 混凝土的干缩就可

4、能导致裂缝的产生。 另外在配筋较高的构件中,即使边界没有约束, 由于钢筋对周围混凝土的约束作用增强,混凝土的收缩也会受到钢筋的限制而产生拉应力 , 有可能引起构件产生局部裂缝。4、 温度差引起裂缝水泥水化是一个放热的化学反应过程, 其间产生一定的水化热 , 且大部分水泥水化热在3 d 内释放出来。混凝土是热的不良导体 , 特别是大体积混凝土, 其产生的大量水化热不容易散发 , 导致内部温度不断上升, 而混凝土表面散热快, 使混凝土内外截面产生温度梯度, 特别是昼夜温差大时, 内外温度差别更大 , 内部混凝土热胀变形产生压力 , 外部混凝土冷缩变形产生拉力 , 由于此时混凝土抗拉强度较低, 当混

5、凝土内部拉应力超过其抗拉强度时, 混凝土便产生裂缝。 这种裂缝的特点是裂缝出现在混凝土浇筑后的 3 d 5 d, 初期出现的裂缝很细 , 随着时间的发展而继续扩大, 甚至达到贯穿的情况。5、不均匀沉降的影响沉陷裂缝产生是由于结构地基土质不匀、 松软或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致 ; 或者因为模板刚度不足, 模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致, 特别是在冬季, 模板支撑在冻土上, 冻土化冻后产生不均匀沉降, 致使混凝土结构产生裂缝。 此类裂缝多为深进或贯穿性裂缝, 其走向与沉陷情况有关。6、 外界条件的作用由于混凝土浇筑、 振捣不良或者是钢筋保护层较薄, 可能产生沿钢筋轴线的裂缝（ 见

6、图 1）, 有害物质进入混凝土使钢筋产生锈蚀 , 锈蚀的钢筋体积膨胀, 导致混凝土胀裂。图 1 板梁收缩裂缝7、使用及环境条件结构构件各区域温度、 湿度差异过大; 冻融、 冻胀 ; 内部钢筋锈蚀 ; 火灾或表面遭受高温; 酸、 碱、 盐类的化学作用 ; 冲剂、振动等对钢筋混凝土结构开裂均有一定影响。因此 , 钢筋混凝土结构内部许多微裂缝可能扩展、 贯通乃至形成较宽和较长的可见裂缝。 裂缝是混凝土材料释放内部过大变形能的结果, 裂缝削减该处截面拉应力的峰值, 并使结构构件内储存的变形能不超过一特定水平。二、钢筋混凝土结构的裂缝控制措施1、 前期设计的裂缝控制措施设计时除应符合GB 50010 混

7、凝土结构设计规范的规定外 , 尚应根据当地地震烈度等级、建筑物的规模、体量、体形、平面尺寸、地基基础情况、结构体系类别、当地气候条件、使用功能需要、使用环境、装饰要求、施工技术条件、房屋维护管理条件等因素, 全面慎重地考虑对混凝土结构构件采取有效设计措施。控制混凝土收缩、温度变化、地基基础不均匀沉降等原因产生的裂缝。对较长的建筑结构在设计时可采取分割措施（ 设置沉降缝、 防展缝、 伸缩缝等 ） 将建筑物分割为长度较短的若干结构单元 , 以减少混凝土收缩、 温度变化或地基不均匀沉降产生的结构构件内部拉应力。 也可采取加强结构构件刚度或增设除按通常承载力计算所需结构构件配筋量外的构造钢筋或设置后浇

8、带或对地基进行处理等措施。应采取有效措施加强建筑物屋面、 外墙或构件外露表面的保温、 隔热性能 , 减少温度变化和日照对混凝土结构构件产生的不利影响。对跨度放大的混凝土受弯构件宜采用预加应力或其他有效措施 , 控制正截面、 斜截面裂缝的开展并减小其宽度。 为控制水泥水化热产生的混凝土裂缝, 除施工中应采取有效措施降低混凝土在硬化过程中的水化温升外, 设计中应在预计可能产生裂缝的部位配置足够的构造钢筋或设置诱导缝。 为控制因冻融产生的混凝土裂缝, 在外露的混凝土构件表面应采用有效的防冻处理 , 缓和混凝土的急剧降温, 并采用有效的防水措施, 保持混凝土的干燥状态。为控制混凝土内氯化物引起钢筋锈蚀

9、产生的裂缝, 应根据混凝土结构所处的环境条件 , 按 GB 50010 混凝土结构设计规范的规定确定构件的最小混凝土保护层厚度和最大氮离子含量。 为控制有可能受外部侵入的氯化物引起钢筋锈蚀产生的裂缝, 必要时可在构件表面采取保护措施, 预防氯化物的侵入, 此外设计中也应严加控制裂缝宽度的限值。2、 材料（ 1） 用于现浇楼板的混凝土的用水量不宜大于 180 kg/ m3, 采用减水效率较高的缓凝型外加剂以延缓水泥水化速度。（ 2） 降低水泥用量（ 降低水化热） , 在保证混凝土强度的情况下 , 宜掺加粉煤灰和磨细矿渣粉的双掺活性掺合料（ 掺合料总量可达水泥用量的50%左右） , 利用两者之间很

10、好的功能互补作用 , 早期发挥矿渣粉的火山灰效应 , 改善浆体和集料间界面 , 后期发挥粉煤灰滞后的火山灰效应所带来的孔径细化作用 ,使混凝土后期强度继续提高。 同时掺加了粉煤灰和磨细矿渣粉后由于功能互补作用 , 使混凝土的粘聚性提高 , 泌水性降低, 进一步提高了混凝土的抗裂性能。（ 3） 用于拌制现浇楼板混凝土的细集料细度模数应大于2. 3, 不得采用细砂、特细砂。（ 4） 商品混凝土生产企业必须控制混凝土坍落度, 保证现场浇捣时的坍落度高层应小于 180 mm, 多层和中高层小于150mm。（ 5） 当工程结构需要时, 可在混凝土中加入纤维及膨胀剂等抗裂材料。3、 施工中对钢筋混凝土裂缝

11、的预防措施混凝土是一种人造混合材料， 其质量好坏的一个重要标志是成型后混凝土的均匀性和密实程度。 因此， 混凝土的搅拌、 运输、浇捣、 振实各道工序中的任何缺陷和疏漏， 都可能是裂缝产生的直接或间接原因。在施工中，优化级配设计，加强搅拌、浇筑、振捣的过程控制可以显著地降低用水量， 在相同水灰比下， 显著减少水泥用量。（ 1 ） 改进混凝土搅拌工艺 : 采用二次投料的砂浆裹石或净浆裹石搅拌新工艺。混凝土下料速度不应太快；振捣要密实，给予二次振捣；凝固时间不宜过快，柱、墙、板等变截面结构宜分层次浇灌。（ 2） 施工中对温度控制要采取有利措施: 控制混凝土的出机温度和浇筑温度。 因为裂缝的主要因素是

12、水化热降温引起的拉应力，所以必须尽可能降低入模温度，如夏季不得超过30，冬季不得低于20；合理薄层连续浇筑；采用低热水泥；对骨料进行喷水预冷却等。 对于突然降温， 采取保温措施； 对于高温，采取隔温措施等防止外界温度变化引起裂缝。（3）加强混凝土的保温、保湿养护水分蒸发、混凝土干缩通常是导致混凝土裂缝的重要原因。当混凝土在较高的气温条件下浇筑时， 其表面水分容易蒸发而出现过大的收缩变形和过早的开裂， 因此， 应注意对混凝土的早期养护。使混凝土表面保持湿润状态，不断补充蒸发的水分，这样既可以防止混凝土的干缩裂缝， 又可以加速混凝土的水化， 提高混凝土的抗拉强度。 对大体积混凝土加强保温养护， 是

13、减少温度裂缝最有效的措施。 大体积混凝土的保温养护可以采用草袋同塑料薄膜联合使，用草袋进行保湿，用塑料薄膜保温，保温层的拆除应根据测温情况而定，要确认内外温差低于25时方可拆除，避免因为降温速度过快而引起混凝土开裂。（ 4）在施工期间设置作为临时伸缩缝的 后浇带 ，将结构分成若干段，可有效削减温度收缩应力。在施工后期，将若干段浇筑成整体，以承受约束应力。三、 钢筋混凝土楼板结构裂缝处理裂缝的出现不但会影响结构的整体性和强度, 还会引起钢筋的锈蚀、加速混凝土的碳化、降低混凝土的耐久性和抗疲劳、抗渗能力。综合我国现状, 目前的混凝土裂缝修补措施主要有以下 几点。1、表面覆盖法修补裂缝这是一种在微细

14、裂缝（一般宽度小于0. 2mm）勺表面上涂膜, 以达到修补混凝土微细裂缝的目的。 分涂覆裂缝部分及全部涂覆 两种方法 , 这种方法的缺点是修补工作无法深入到裂缝内部 , 对 延伸裂缝难以追踪其变化。 表面覆盖法所用材料视修补目的及建 筑物所处环境不同而异, 通常采用弹性涂膜防水材料, 聚合物水泥膏、聚合物薄膜（ 粘贴 ）等。2、低压洼浆法修补裂缝低压注浆法适用于裂缝宽度为0. 20. 3mm勺混凝土裂缝进行修补。修补工序如下：裂缝清理一试漏一配制注浆液一压 力注浆一二次注浆-清理表面。当裂缝数量较多时，先要在裂缝位置上贴医用白胶布, 再用窄毛刷沾浆沿裂缝来回涂刷封缝, 使裂缝封闭 , 大约 1

15、0min 后 , 揭去胶布条, 露出小缝 , 粘贴注浆嘴用键包严。 固化后周边可能有裂口 , 必须反复用浆补上, 以避免注浆漏浆。 注浆操作一般在粘嘴的第二天进行, 若气温高的话, 半天就可注浆。3、开槽法修补裂缝该法适合于修补较宽裂缝大于0. 5mm首先用人工将晒干筛后的砂、水泥按比例配好搅拌均匀后 , 将环氧树脂、聚硫橡胶 也按配比拌匀。然后掺入已拌好的砂、水泥当中 , 再用人工继续搅拌。 最后用少量的丙酮将已拌好的砂浆稀释到适中稠度（ 约 0 4斤丙酮就可以了 ） 。及时将已拌好的改性环氧树脂砂浆用橡胶桶装到已凿好洗净吹干后的混凝土凿槽内进行嵌入。总之， 钢筋混凝土结构裂缝产生的原因很多 , 正确判断和分析混凝土裂缝的成因是控制和减少混凝土裂缝产生最有效的途径。 随着科学技术的发展, 在未来的建筑工程领域中 , 钢筋混凝土结构的裂缝控制技术会更趋合理化和科学化。