现浇钢筋混凝土结构裂缝控制剖析泵送混凝土裂缝产生原因及控制

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1、现浇钢筋混凝土结构裂缝控制剖析泵送混凝土裂缝产生原因及控制摘要：现浇钢筋混凝土裂缝的控制问题是目前建筑工程中很重要的问题，致使泵送商品混凝土裂缝控制技术难度大大增加。本文概述了变形作用引起泵送商品混凝土裂缝的原因是由于混凝土收缩及水化热增加、混凝土强度等级日趋提髙、结构约束应力不断增大、外加剂的负效应、忽略结构约束、养护方法不当、混凝土抗拉性能不足等；约束变形特征；根据泵送商品混凝土裂缝的产生原因综合设计与施工技术措施的控制关键字：结构混凝土收缩约束变形裂缝控制措施中图分类号：TU37文献标识码：A文章编号：一、概述（一）工程概况美术馆项目是徐州市重点工程，属市政府投资，该工程位于徐州市八一

2、大沟北侧，湖北路规划的市民广场中部，建筑总面积为23114m2o地下一层，地上四层，檐口高度为23.9m结构形式为钢筋混凝土框架结构及现浇観楼板，耐火等级为一级，抗震设防类别为丙级，震设防烈度为七级。混凝土采用泵送商品混凝土，强度等级为C35~C45。（二）混凝土裂缝问题的理论分析1.钢筋混凝土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。因此各国的结构工程师根据钢筋混凝土强度理论就指出：正常配筋受弯构件的破坏状态是指受拉区钢筋到达屈服强度，受压区混凝土到达受弯的抗压强度，此状态称为承载力极限状态。这一状态全过程是伴随着荷载的不断增加，裂缝出现

3、（钢筋应力只有40〜60MPa）,裂缝不断扩展，受压区塑性不断发展，最后达到完全破坏。此时破坏荷载往往是裂缝出现时荷载的3〜5倍，因此，很多大型钢筋混凝土结构，仅仅自重就超过了极限荷载的30%,因此钢筋混凝土结构带有轻微裂纹是完全正常的，结构是安全的，恐惧是不必要的。2.根据近年来大量裂缝的出现，并非与荷载作用有直接关系。通过大量的调查与实测研究证明，钢筋混凝土结构裂缝出现是由于变形作用引起，包括温度变形（水泥的水化热、气温变化、环境生产热），收缩变形（塑性收缩、干燥收缩、碳化收缩）及地基不均匀沉降（膨胀）变形。由于这些变形受到约束引起的应力超过混凝土的抗拉强度导致裂缝，统称“变形作用引起的

4、裂缝”。二、钢筋混凝土裂缝产生的原因分析（一）收缩及水化热增加由于混凝土施工工艺产生了巨大的进步，由原来的现场自拌混凝土工艺变革为应用极为普遍的泵送商品混凝土工艺。从过去的干硬性，低动性,现场搅拌混凝土转向集中搅拌，转向大流动性泵送浇注，因此水泥用量增加，水灰比增加,砂率增加，骨料粒径减小，用水量增加等导致收缩及水化热增加。（二）混凝土强度等级日趋提高建筑结构混凝土强度等级日趋提高，但有许多结构不适当的选择了过高的强度等级。习惯上认为："强度等级越高安全度越大，就高不就低，提高强度等级没坏处”。有时迁就施工方便，采用高强混凝土，这是一种误导，导致水泥标号增加，水泥用量增加，水用量增加，细骨料

5、及粗骨料径偏小，砂率偏大等都使水化热及收缩增加。（三）结构约束应力不断增大结构规模日趋增大，结构形式日趋复杂，超长超厚及超静定结构成为经常采用结构形式并采用现浇施工，这种结构形式有显著约束作用，对于各种变形作用必然引起较大约束应力。（四）外加剂的负效应外加剂及掺合料种类繁多，只有强度指标缺乏对水化热及收缩变形影响的长期实验资料（至少一年），有些试验资料并不严格，有许多外加剂严重的增加收缩变形，有的甚至降低耐久性。（五）忽略结构约束国内外结构设计中都经常忽略构造钢筋重要性，因而经常出现构造性裂缝。结构设计中经常忽略结构约束性质，不善于利用“抗与放”的设计原则，缺乏相应的设计施工规范、规程。（六

6、）养护方法不当目前在混凝土施工中采用的养护方法基本沿用过去简易的方法，这种方法已远不适应泵送混凝土的较大温度收缩变形的要求。（七）混凝土抗拉性能不足这种裂缝在抗力方面都是由于混凝土抗拉性能不足（抗拉强度和极限拉伸）引起的，这方面的材料级配研究很少。综合上述，泵送商品混凝土对混凝土的质量（均质性）有很大的提高，对供应方式有重要的改进，但是对混凝土的裂缝控制的难度大大增加了，因此，这类问题不是我国特有的技术问题，是国际上钢筋混凝土的共性难题。三、钢筋混凝土承受变形应力的特点（一）'‘抗与放”设计准则1.结构承受的约束作用分内约束（自约束）和外约束两类。结构的变形如果是完全自由的变形达到最大值，则

7、内应力为零，也就不可能产生任何裂缝。如果变形受到约束，在全约束状态下则应力达到最大值，而变形为零。在全约束与完全自由状态的中间过程，即为弹性约束状态，亦即自由变形分解成为约束变形和显现变形（实际变形）。实际变形越大，约束应力越小；实际变形越小，约束应力越大，这种约束状态与荷载作用下的结构受力状态（虎克定律）有着根本区别。2•在约束状态下，结构首先要求有变形的余地，如结构能满足此要求，不再产生约束应力。如结构没