工学工程建筑毕业论文 浅谈预防混凝土裂缝的措施

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湖南师范大学本科毕业论文考籍号：XXXXXXXXX姓名：XXX专业：工学工程建筑论文题目：浅谈预防混凝土裂缝的措施指导老师：XXX二〇一一年十二月十日 　　摘要：在工程建设中，混凝土裂缝的现象普遍存在，尽管采取各种措施加以预防，但仍难以避免。通过实践观察和研究，对裂缝产生的原因及处理进行阐述。　　关键词：混凝土；裂缝；应力；养护　　　　在混凝土施工中，裂缝影响混凝土的整体性和耐久性，如何有效地预防和控制裂缝，在工程建设过程中显得尤为重要。根据实践经验。对混凝土采取综合防治措施，才能对混凝土裂缝进行有效的控制。　　　　1　裂缝产生的原因　　　　混凝土是粗骨料、细骨料、水泥、水和气体组成的非均质性堆聚材料。混凝土在凝结硬化过程中，水泥释放出大量的水化热，混凝土内部温度不断上升，形成温度差，引起自生应力。后期在降温过程中，混凝土的全部或部分边界受到外界的约束，由于不能自由变形而引起约束应力。混凝土裂缝往往是由几种应力共同作用而产生的。也有许多混凝土的内部温度变化很小，但表面湿度变化较大或发生剧烈变化时(如养护不周，时干时湿)，表面干缩变形受到内部混凝土的约束，也会产生裂缝。　　　　2　裂缝的种类　　 　　按裂缝产生的原因，可将混凝土裂缝分为两种：(1)由荷载产生的应力引起的裂缝；(2)由变形变化引起的裂缝。　　据有关调查资料表明，工程结构中由于变形变化引起的裂缝约占80％，受外荷载引起的裂缝约占20％。　　荷载裂缝处于运动和不稳定扩展状态，应考虑加固和补救等措施。变形裂缝主要是因温度湿度变化、收缩与膨胀、不均匀沉降等原因引起的裂缝，当裂缝出现后内应力得到释放，这种裂缝对结构承受荷载的影响较小，但对耐久性损害大。　　　　3　防止变形裂缝的措施　　　　3.1原材料和配合比　　3.1.1水泥品种的选择　　大体积钢筋混凝土引起裂缝的主要原因是水泥水化热的大量积聚，使混凝土出现早期升温和后期降温，产生内部和表面的温差。减少温差的措施是选用中热硅酸盐水泥或低热矿渣硅酸盐水泥，可充分利用混凝土后期强度，以减少水泥用量。根据大量试验研究和工程实践表明，每1m3混凝土的水泥用量增减10kg,其水化热使混凝土的温度相应升高或降低10℃ 。因此，为更好地控制水化热所造成的温度升高，可根据工程结构实际承受荷载的情况，对工程结构的强度和刚度进行复核与验算，并取得设计单位的同意后，可用56天或90天抗压强度代替28天抗压强度作为设计强度。由于过去土木建筑物层数不多，跨度不大，且多为现场搅拌，施工工期短，混凝土标准试验龄期定为28天，但是对于大体积钢筋混凝土基础的高层建筑，大多数的施工工期很长，少则1～2年，多则4-5年，28天不可能向混凝土结构特别是大体积钢筋混凝土基础施加设计荷载，因此将试验混凝土标准强度的龄期推迟到56天或90天是合理的。如果充分利用混凝土的后期强度，则可使每1m3混凝土的水泥用量减少40kg～70kg左右，则混凝土温度相应降低4℃～70℃。最后，减少水泥水化热和降低内外温差的办法是减少水泥用量，将水泥用量尽量控制在450kg／m3以下。如果强度允许，可采用掺加粉煤灰来调整。　　3.1.2掺合料　　混凝土中掺入一定数量优质粉煤灰后，不但能代替部分水泥，而且由于粉煤灰颗粒是球状具有滚珠效应，起到润滑作用，可改善混凝土拌合物的流动性、粘聚性、保水性和可泵性。依照大体积混凝土所具有的强度特点，初期处于较高温度条件下，强度增长较快，较高，但是后期强度增长缓慢。掺加粉煤灰后，其中的活性A203、SiO2：与水泥水化析出的CaO作用，形成新的水化产物，填充孔隙，增加密实度，从而改善了混凝土的后期强度，但是掺加粉煤灰混凝土的早期抗拉强度和极限变形略有降低。　　混凝土吕掺入一定数量的体质粉煤灰后，可以降低混凝土中水泥水化热，减少绝热条件下的温度升高，其温度和水化热在1～28天龄期内，与粉煤灰掺量成反比，即掺20％粉煤灰的水泥混凝土。其温升和水化热比未掺粉煤灰的水泥混凝土低约20％，可见掺加粉煤灰对降低混凝土的水化热和温升的效果是非常显著的。　　3.1.3掺加膨胀剂　　膨胀剂以适量掺入混凝土中，在混凝土凝结硬化的初期1 14天龄期内可生成大量水化硫铝酸钙(C3A·3CASO4·32hH2O)，即钙矾石，使混凝土产生适当体积膨胀用以补偿混凝土的收缩，其产生的压应力大致可抵消混凝土干缩时所产生的拉应力，同时也推迟了混凝土的收缩过程，使其抗拉强度得到较大增长，当混凝土开始收缩时，足以抵消混凝土收缩应力的作用，从而防止或减少混凝土收缩裂缝。值得注意的是，掺膨胀剂的混凝土要特别注意保湿养护。　　　　3.2早期养护　　实践证明，混凝土常见的裂缝，大多数是不同深度的表面裂缝，其主要原因是温度梯度造成的，如寒冷地区的温度骤降等，这种裂缝一般出现在浇筑后3～5天，初期出现的裂缝很细，随着时间的变化而继续扩大，甚至达到贯穿的情况，因此说混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要。防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度，防止表面裂缝，防止混凝土超冷，应该尽量使混凝土施工期的最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度，防止老混凝土过冷，以减少新老混凝土间的约束。混凝土的早期养护。主要目的在于保持适宜的温湿条件(适宜的温湿度条件是相互关联的，混凝土的保温措施也常常有保湿的效果)，一方面使混凝土免受不利温湿度变形的侵袭，防止有害的冷缩和干缩；另一方面使水泥水化作用顺利进行，以期达到设计的强度和抗裂能力。　　从理论上分析。新浇混凝土中所含水分完全可以满足水泥水化的要求，但由于蒸发等原因常引起水分损失，从而推迟或防碍水泥的水化，表面混凝土最容易而且直接受到这种不利影响。因此混凝土浇筑后的最初几天是养护的关键时期，在施工中应切实重视起来。 　　在混凝土的施工中，为了提高模板的周转率，往往要求新浇筑的混凝土尽早拆模，当混凝土温度高于气温时应适当考虑拆模时间，以免引起混凝土表面的早期裂缝。新浇筑早期拆模的，在表面引起很大的拉应力，出现“温度冲击”现象。在混凝土浇筑初期，由于水化热的散发，表面引起相当大的拉应力。此时表面温度亦较气温为高，此时拆除模板，表面温度骤降，必然引起温度梯度，从而在表面附加一拉应力，与水化热应力迭加，再加上混凝土干缩，表面的拉应力达到很大的数值，就有导致裂缝的危险。但如果在拆除模板后及时在表面覆盖一轻型保温材料，如泡沫海棉等，对于防止混凝土表面产生过大的拉应力，具有显著的效果。　　加筋对大体积混凝土的温度应力影响很小，因为大体积混凝土的含筋率极低，只是对一般钢筋混凝土有影响。在温度不太高及应力低于屈服极限的条件下，钢的各项性能是稳定的，而与应力状态，时间及温度无关。钢的线胀系数与混凝土的线胀系数相差很小，在温度变化时两者只发生很小的内应力。由于钢的弹性模量为混凝土弹性模量的7～15倍，当内混凝土应力达到抗拉强度而开裂时，钢筋的应力将不超过100kg／cm3～200kg／cm3因此，在混凝土中想要利用钢筋来防止细小裂缝的出现很困难，但加筋后结构内的裂缝一般就变得数目多，间距小，宽度与深度较小了。而且如果钢筋的直径细而间距密时，对提高混凝土抗裂性的效果较好。混凝土和钢筋混凝土结构的表面常常会发生细而浅的裂缝，其中大多数属于干缩裂缝，虽然这种裂缝一般都较浅，但它对结构的强度和耐久性仍有一定的影响。　　　　4　改善约束条件的措施　　 　　可以采用合理的分缝分块，避免基础过大起伏；合理安排施工工序，避免过大的温差和侧面长期暴露。　　　　5　结束语　　　　以上对混凝土裂缝进行了理论和实践的初步探讨，虽然各个地方对裂缝成因和计算方法有不同的理论，但对于具体预防和改善措施意见还是比较统一的，同时在实践中的应用效果也是比较好的，具体施工中要靠我们多观察、多比较，出现问题后多分析、多总结，结合多种预防处理措施，混凝土的裂缝是完全可以避免的。