混凝土裂縫產(chǎn)生的主要原因.doc

_混凝土裂縫產(chǎn)生的主要原因混凝土結(jié)構(gòu)的宏觀裂縫產(chǎn)生的原因主要有三種，一是由外荷載引起的，這是發(fā)生最為普遍的一種情況，即按常規(guī)計(jì)算的主要應(yīng)力引起的；二是結(jié)構(gòu)次應(yīng)力引起的的裂縫，這是由于結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作狀態(tài)與計(jì)算機(jī)假設(shè)模型的差異引起的；三是變形應(yīng)力引起的裂縫，這是由溫度，收縮，膨脹，不均勻沉降等因素引起結(jié)構(gòu)變形，當(dāng)變形受到約束時(shí)便產(chǎn)生應(yīng)力，當(dāng)此應(yīng)力超過(guò)混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)就產(chǎn)生裂縫。當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生變形時(shí)，在結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)之間，都會(huì)受到相互影響，相互制約，這種現(xiàn)象稱(chēng)為約束。當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)截面較時(shí)，其內(nèi)部溫度與濕度分布不均勻，引起內(nèi)部不同部位的變形相互約束，這樣的約束稱(chēng)為外約束；當(dāng)一個(gè)結(jié)構(gòu)物的變形受到其他結(jié)構(gòu)的阻礙所受到的約束稱(chēng)為外約束。外約束又可分為自由體，全約束和彈性約束。建筑工程中的大體積混凝土結(jié)構(gòu)所承受的變形，主要是因溫差和收縮而產(chǎn)生的。建筑工程中的大體積混凝土結(jié)構(gòu)中，由于結(jié)構(gòu)截面大，水泥用量多，水泥水化所釋放的水化熱會(huì)產(chǎn)生較大的溫度變化和收縮作用，由于形成的溫度收縮應(yīng)力是導(dǎo)致鋼筋混凝土產(chǎn)生裂縫的主要原因。這種裂縫有表面裂縫和貫通裂縫兩種。表面裂縫是由于混凝土表面和內(nèi)部的散熱條件不同，溫度外低內(nèi)高，形成了溫度梯度，使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，表面產(chǎn)生拉應(yīng)力，表面的拉應(yīng)力吵過(guò)混凝土抗拉強(qiáng)度而引起的。貫通裂縫是由于大體積混凝在強(qiáng)度發(fā)展到一定程度，混凝土逐漸降溫，這個(gè)降溫差引起的變形加上混凝土失水引起的體積收縮變形，受到地基和其他結(jié)構(gòu)邊界標(biāo)間的約束時(shí)引起的拉應(yīng)力，超過(guò)混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)所可能產(chǎn)生的貫通整個(gè)截面的裂縫。這兩種裂縫不同程度上，都屬有害裂縫。高強(qiáng)度的混凝土早期收縮較大，這是由于高強(qiáng)度混凝土中以30%60%礦物細(xì)摻合料替代水泥，高效減水劑摻量為膠凝材料總量的1%2%，水膠比為0.250.40，改善了混凝土的微觀結(jié)構(gòu)，給高強(qiáng)混凝土帶來(lái)了許多優(yōu)良特性，但其負(fù)面效應(yīng)最突出的是混凝土收縮裂縫幾率增多。高強(qiáng)混凝土的收縮，主要是干燥收縮，溫度收縮，塑形收縮，化學(xué)收縮和自收縮。混凝土初現(xiàn)裂紋的時(shí)間可以作為判斷裂紋原因的參考:塑形收縮裂紋大約在澆筑后幾小時(shí)到十幾小時(shí)出現(xiàn)；溫度收縮裂紋大約在澆筑后2到10d出現(xiàn)；自收縮主要發(fā)生在混凝土凝結(jié)硬化后的幾天到幾十天；干燥收縮裂紋初現(xiàn)在接近1年齡期內(nèi)。干燥收縮：當(dāng)混凝土在不飽和空氣中失去內(nèi)部毛細(xì)孔和凝膠孔的吸附水時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生干縮，高性能混凝土的孔隙率比普通混凝土低，故干縮率也低。塑形收縮：塑形收縮發(fā)生在混凝土硬化前的塑形階段。高強(qiáng)混凝土的水膠比低，自由水分少，礦物細(xì)摻合料對(duì)水有更高的敏感性，高強(qiáng)混凝土基本不泌水，表面失水更快，所以高強(qiáng)混凝土塑形收縮比普通混凝土更容易產(chǎn)生。自收縮：密閉的混凝土內(nèi)部相對(duì)濕度隨水泥水化的進(jìn)展而降低，稱(chēng)為自干燥。自干燥造成毛細(xì)孔中的水分不飽和而產(chǎn)生負(fù)壓，因?yàn)橐鸹炷恋淖允湛s。高強(qiáng)混凝土由于水膠比低，早期強(qiáng)度較快的發(fā)展，會(huì)使自由水消耗快，致使孔體系中相對(duì)濕度低于80%，而高強(qiáng)度混凝土結(jié)構(gòu)較密實(shí)，外界水很難滲入補(bǔ)充，導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生自收縮。高強(qiáng)混凝土的總收縮中，干縮和總收縮幾乎相等，水膠比越低，自收縮所占比例越大。與普通混凝土完全不同，普通混凝土以干縮為主，而高強(qiáng)混凝土以自收縮為主。溫度收縮：對(duì)于強(qiáng)度要求較高的混凝土，水泥用量相對(duì)較多，水化熱大，溫度速率也較大，一般可達(dá)3540，加上初始溫度可使最高溫度超過(guò)7080一般混凝土的熱膨脹系數(shù)為1010-6/，當(dāng)溫度下降2025時(shí)造成的冷縮量為22.510-4，而混凝土的極限拉伸值只有11.510-4，因而冷縮常引起混凝土開(kāi)裂?；瘜W(xué)收縮：水泥水化后，固相體積增加，但水泥水體系的絕對(duì)體積則減小，形成許多毛細(xì)孔縫，高強(qiáng)混凝土水膠比小，外摻礦物細(xì)摻合料，水化程度受到制約，故高強(qiáng)混凝土的化學(xué)收縮量小于普通混凝土。當(dāng)混凝土發(fā)生收縮并受到外部或內(nèi)部約束時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生拉應(yīng)力，并有可能引起開(kāi)裂。對(duì)于高強(qiáng)混凝土雖然有較高的抗拉強(qiáng)度，可是彈性模量也高，在相對(duì)收縮變形下，會(huì)引起較高的拉應(yīng)力，而由于高強(qiáng)混凝土的徐變能力低，應(yīng)力松弛量小，所以抗裂性能差。根據(jù)寧夏回族自治區(qū)銀川市興慶區(qū)建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站于二一三年十月八日發(fā)布的住宅工程質(zhì)量通病防治與控制建議:1.現(xiàn)澆板鋼筋混凝土現(xiàn)澆樓板的設(shè)計(jì)厚度雙向板應(yīng)L/40、單向板應(yīng)L/30(L為板的短向跨度)，且不宜小于120mm，廚房、浴廁、陽(yáng)臺(tái)板不應(yīng)小于100mm。樓板厚度160mm時(shí)，跨中上部鋼筋應(yīng)將支座1/2負(fù)筋面積拉通，或另設(shè)8200mm鋼筋網(wǎng)并與支座負(fù)筋搭接。對(duì)于過(guò)長(zhǎng)的單向板，設(shè)計(jì)師應(yīng)進(jìn)行抗裂驗(yàn)算，合理確定加密分布進(jìn)的配置。平面橫向尺寸變化大的開(kāi)間、大小房間尺寸懸殊的小板、不帶地下室的建筑物一層頂、屋面及建筑物結(jié)構(gòu)單元兩端第一開(kāi)間及跨度大于4.2m的現(xiàn)澆混凝土板應(yīng)設(shè)置雙層雙向鋼筋，其他開(kāi)間宜設(shè)置雙層雙向鋼筋，鋼筋直徑不應(yīng)小于8mm，間距不宜大于100mm。外墻陽(yáng)角處應(yīng)設(shè)置放射形鋼筋，鋼筋的數(shù)量規(guī)格不應(yīng)少于710，長(zhǎng)度應(yīng)大于板跨的1/3，且不得小于1.2m。室外懸臂板挑出長(zhǎng)度L400mm、寬度B3000mm時(shí)，應(yīng)配抗裂分布鋼筋，直徑不應(yīng)小于6mm，間距不應(yīng)大于200mm。2.配置抗溫度收縮鋼筋的部位(1)當(dāng)房屋平面有較大凹凸時(shí)或在現(xiàn)澆板的板寬急劇變化處、大開(kāi)洞削弱處等易引起收縮應(yīng)力集中處，如在凹角處的樓板； (2)房屋兩端陽(yáng)角處及山墻處的樓板； (3)房屋南面外墻設(shè)置大面積玻璃窗時(shí)，與南向外墻相鄰的樓板； (4)房屋頂層的屋面板； (5)與周?chē)?、柱、墻等?gòu)件整澆且受約束較強(qiáng)的樓板； (6)懸吊于梁下的外墻混凝土裝飾板。3.管線布置管線應(yīng)盡量布置在梁內(nèi)，當(dāng)樓板內(nèi)需埋置管線時(shí)，現(xiàn)澆板的設(shè)計(jì)厚度不宜小于100mm，管線必須布置在上下鋼筋網(wǎng)片之間，且不宜立體交叉穿越，確需立體交叉的不應(yīng)超過(guò)二層管線。線管在敷設(shè)時(shí)交叉步線處可采用線盒，同時(shí)在多根線管的集散處宜采用放射形公布，盡量避免緊密平行排列，以確保線管底部的混凝土澆筑順利且振搗密實(shí)。當(dāng)兩根以上管并行時(shí)，沿管方向應(yīng)增加4100寬600mm的鋼筋網(wǎng)片，做到在應(yīng)力集中部位有雙層布筋。4.其他模板支撐系統(tǒng)必須經(jīng)過(guò)計(jì)算，除滿足強(qiáng)度要求外，還必須有足夠的剛度和穩(wěn)定性。主次梁間附加筋的設(shè)置除應(yīng)滿足計(jì)算外，尚應(yīng)明確如何識(shí)別主次梁，以避免施工出錯(cuò)?；炷亮貉顟?yīng)在滿足規(guī)范要求的基礎(chǔ)上宜適當(dāng)加強(qiáng)。5.材料宜采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥；對(duì)大體積混凝土，宜采用中熱硅酸鹽水泥、低熱硅酸鹽水泥、低熱礦渣硅酸鹽水泥。對(duì)防裂抗?jié)B要求較高的混凝土，所用水泥的鋁鈣含量不宜大于8%。使用時(shí)水泥的溫度不宜超過(guò)60。進(jìn)場(chǎng)時(shí)應(yīng)對(duì)其品種、級(jí)別、包裝或批次、出廠日期和進(jìn)場(chǎng)的數(shù)量等進(jìn)行檢查，并應(yīng)對(duì)其強(qiáng)度、安定性及其他必要的性能指標(biāo)進(jìn)行復(fù)驗(yàn)。普通強(qiáng)度等級(jí)的混凝土水泥用量宜為270kg/m3，高強(qiáng)混凝土水泥用量不宜大于550ks/m3。對(duì)于現(xiàn)澆板混凝土膠凝材料最少用量不應(yīng)低于300kg/m3，其中水泥用量不應(yīng)低于220kg/m3。6.骨料嚴(yán)格控制砂、石的含泥量，砂的含泥量不得超過(guò)3%，石子的含泥量不得超過(guò)1%，使用前必須按規(guī)定進(jìn)行檢驗(yàn)。伴制混凝土宜采用中、粗砂，不應(yīng)采用粉砂和細(xì)砂。預(yù)拌混凝土中應(yīng)控制中砂率和粗骨料（石子）的用量，混凝土的砂率宜控制在40%以?xún)?nèi)，每立方粗骨料的用量不少于1000kg。7.礦物摻合料應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)確定礦物摻合料的摻量。粉煤灰必須符合國(guó)家級(jí)灰的標(biāo)準(zhǔn)，摻量不宜超過(guò)水泥用量的15%；礦渣粉摻量不宜超過(guò)水泥用量的30%；沸石粉不宜超過(guò)水泥用量的10%。摻合料的總量不應(yīng)大于水泥用量的30%。8.外加劑選用外加劑時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程具體情況先做水泥適應(yīng)性及實(shí)際效果試驗(yàn)。應(yīng)采用減水率高、分散性能好、對(duì)混凝土收縮影響較小的外加劑，其減水率不應(yīng)低于12%。9.水應(yīng)符合混凝土拌合用水標(biāo)準(zhǔn)JGJ63的規(guī)定，當(dāng)使用混凝土攪拌站中的回收水是，應(yīng)經(jīng)過(guò)沉淀，去除砂石、泥漿澄清后方可使用?，F(xiàn)澆樓板混凝土單方用水量應(yīng)180kg/m3。10.坍落度采用預(yù)拌混凝土，其質(zhì)量指標(biāo)應(yīng)在合同條款中明確，施工時(shí)應(yīng)加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控力度，預(yù)拌混凝土應(yīng)檢查人模坍落度，取樣頻率同混凝土試塊的取樣頻率，但對(duì)坍落度有懷疑時(shí)應(yīng)隨時(shí)檢查，并作檢查記錄。坍落度在滿足施工要求的條件下，盡量采用較小的混凝土坍落度；樓板、屋面的混凝土坍落度宜小于120mm；高層建筑混凝土樓板坍落度根據(jù)泵送高度宜控制在小于180mm，多層及高層建筑底部的混凝土坍落度宜控制在小于150mm。11.配合比預(yù)拌混凝土的生產(chǎn)應(yīng)在材料、外加劑、配合比設(shè)計(jì)等方面采取有效措施，以減小混凝土的收縮?；炷僚浜媳葢?yīng)按普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程JGJ55規(guī)定，根據(jù)要