【正文】 為主的設(shè)計(jì)原則。 避免在極端天氣條件下施工，可以減少砼結(jié)構(gòu)的開(kāi)裂情況?；瘜W(xué)反應(yīng)以 后將產(chǎn)生一種膠凝物質(zhì)，而此種膠凝物質(zhì)吸收水分會(huì)發(fā)生膨脹，盡管這一過(guò)程比較緩慢，但最終將造成混凝土樓板的裂縫。 本論文的研究?jī)?nèi)容 本論文研究混凝土裂縫成因分別從以下幾方面著手研究： 1. 設(shè)計(jì)原因 2. 材料原因 3. 混凝土配合比設(shè)計(jì)原因 4. 施工及現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)原因 5. 使用原因 針對(duì)混凝土裂縫成因的 分析以下幾方面采取控制措施： 1)設(shè)計(jì)方面 2)材料選擇 3)混凝土配合比設(shè)計(jì) 4)施工方面 5)管理方面 6)環(huán)境方面 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 4 本論文的研究方法 有關(guān)本文研究思路如圖 11所示： 圖 11 技 術(shù)研究路線 資料收集與調(diào)研方案 資料、數(shù)據(jù)整理，統(tǒng)計(jì)分析 運(yùn)用相關(guān)理論與技術(shù) 進(jìn)行分析 與相關(guān)實(shí)體工程結(jié)合，進(jìn)行分析研究 分析混凝土產(chǎn)生裂縫具體原因 針對(duì)原因提出相應(yīng)的措施 在工程中應(yīng)用并驗(yàn)證 成果總結(jié)，編制報(bào)告 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 5 2 混凝土裂縫的分類(lèi)及成因 混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫是一個(gè)相當(dāng)普遍的現(xiàn)象，大量工程實(shí)踐以及近代科學(xué)關(guān)于混凝土強(qiáng)度的細(xì)觀研究都表明結(jié)構(gòu)物的裂縫是不可避免的，它是材料的一種特性。 氣溫的降低也會(huì)在混凝土表面引起很大 的拉應(yīng)力。 混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因復(fù)雜，有材料、溫度變化等原因，也有設(shè)計(jì)、施工、使用等方面的因素造成。在建筑工程施工過(guò)程中，混凝土是城市建設(shè)中廣泛使用的結(jié)構(gòu)材料，但是伴隨這類(lèi)材料的生產(chǎn)研究與應(yīng)用，混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫問(wèn)題一直受到人們關(guān)注。 影響結(jié)構(gòu)的耐久性和 使用壽命：化學(xué)侵蝕、凍融循環(huán)、碳化、鋼筋銹蝕、堿集料反應(yīng)等都會(huì)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞功能。 裂縫的原因 混凝土中產(chǎn)生裂縫有多種原因，主要是溫度和濕度的變化，混 凝土的脆性和不均勻性，以及結(jié)構(gòu)不合理，原材料不合格（如堿骨料 反應(yīng)） ，模板變形，基礎(chǔ)不均勻沉降等。（ 3）畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 3 晚期：混凝土完全冷卻以后的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)期。 混凝土外加劑、摻和料選擇不當(dāng)、或摻量不當(dāng)，嚴(yán)重增加混凝土收縮。由于模板支撐剛度不夠，梁板支撐剛度差異或模板撓度過(guò)大，在荷載作用下變形沉陷；其次是施工過(guò)程中的過(guò)度震動(dòng)使支撐剛度變異部位多次發(fā)生瞬間相對(duì)位移，或者在混凝土還未獲得足夠強(qiáng)度之前就過(guò)早地拆模 混凝土養(yǎng)護(hù)，特別是早期養(yǎng)護(hù)質(zhì)量與裂縫的關(guān)系密切。 8)已拆除模板及其支架的結(jié)構(gòu)，在混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度后， 方可承受全畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 8 部使用荷載；當(dāng)施工荷載所產(chǎn)生的效應(yīng)比使用荷載的效應(yīng)更為不利時(shí)，必須經(jīng)過(guò)核算并加設(shè)臨時(shí)支撐。建筑設(shè) 計(jì)中，一般只重視建筑功能而忽視結(jié)構(gòu)問(wèn)題，建筑平面不規(guī)則，而結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有采取加強(qiáng)措施，在凹凸角處容易產(chǎn)生溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力集中，而造成樓板裂縫。 7. 砂率 在滿(mǎn)足工作性要求的前提下，應(yīng)采用較小的砂率。 1)地基變形 在鋼筋砼結(jié)構(gòu)中，造成開(kāi)裂主要原因是地基的不均勻沉降。 6)周?chē)h(huán)境影響，酸、堿、鹽等對(duì)構(gòu)筑物的侵蝕，引起裂縫。 設(shè)計(jì)中采用的混凝土等級(jí)過(guò)高，造成用灰量過(guò)大，對(duì)收縮不利。 在混凝土硬化過(guò)程中，產(chǎn)生內(nèi)部干縮而引起體積變化，當(dāng)這種體積變化收到約束時(shí)，就可能產(chǎn)生干縮裂縫。溫度裂縫常出現(xiàn)在我國(guó)北方地區(qū)的建筑物中。較短畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 16 的裂縫一般長(zhǎng) 20~30cm，較長(zhǎng)的裂縫可達(dá) 2~3ｍ，寬 1~5mm。溫差可分為以下三種：混凝土澆注初期，產(chǎn)生大量的水化熱，由于混凝土是熱的不良導(dǎo)體，水化熱積聚在混凝土內(nèi)部不易散發(fā)，常使混凝土內(nèi)部溫度上升，而混凝土表面溫度為室外環(huán)境溫度 ，這就形成了內(nèi)外溫差，這種內(nèi)外溫差在混凝土凝結(jié)初期產(chǎn)生的拉應(yīng)力當(dāng)超過(guò)混凝土抗壓強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致混凝土裂縫；另外，在拆模前后，表面溫度降低很快，造成了溫度陡降，也會(huì)導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生；當(dāng)混凝土內(nèi)部達(dá)到最高溫度后，熱量逐漸散發(fā)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 17 而達(dá)到使用溫度或最低溫度，它們與最高溫度的差值就是內(nèi)部溫差；這三種溫差都會(huì)產(chǎn)生溫度裂縫。 4. 化學(xué)反應(yīng)引起的裂縫 混凝土骨料石子中的活性二氧化硅（ SiO2）如白云質(zhì)石灰?guī)r石子 等，與水泥中 過(guò)量畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 18 的堿發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 19 3 混凝土裂縫的產(chǎn)生原因 如前所述，混 凝土裂縫的形式是多種多樣的，產(chǎn)生的原因也非常復(fù)雜，而非結(jié)構(gòu)性裂縫約占混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的 80％左右，是混凝土結(jié)構(gòu)中的主要裂縫和常見(jiàn)裂縫，因此，本節(jié)將對(duì)幾種主要的非結(jié)構(gòu)性裂縫的產(chǎn)生原因進(jìn)行淺要分析。走向縱橫交錯(cuò)，沒(méi)有規(guī)律性。 預(yù)制混凝土裂縫控制 混凝土的制備 1).應(yīng)優(yōu)先采用預(yù)拌混凝土，其質(zhì)量應(yīng)符合《預(yù)拌混凝土》 GB/T14902 的規(guī)定進(jìn)行外，對(duì)品質(zhì)、種類(lèi)相同的混凝土，原則上要在同一預(yù)拌混凝土廠訂貨。當(dāng)混凝土中摻加外加劑或采用快硬水泥時(shí)，持續(xù)時(shí)間應(yīng)由實(shí)驗(yàn)確定。 澆筑時(shí)要防止鋼筋、模板、定位筋等的移動(dòng)和變形。 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 24 施工及現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)原因 現(xiàn)場(chǎng)澆搗混凝土?xí)r，振搗或插入不當(dāng)，漏振、過(guò)振或振搗棒抽撤過(guò)快，均會(huì)影響混凝土的密實(shí)性和均勻性，誘導(dǎo)裂縫的產(chǎn)生。在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下，砼硬化正常，不會(huì)開(kāi)裂，但只適用于試塊或是工廠的預(yù)制件生產(chǎn)，現(xiàn)場(chǎng)施工中不可能擁有這種條件。 施工縫初澆筑混凝土前，應(yīng)將接茬處剔鑿干凈，澆水濕潤(rùn)，并在接茬處鋪水泥砂漿或涂混凝土界面劑，保證施工縫結(jié)合良 好。研究開(kāi)發(fā)泵送條件下的低收縮率的干硬性混凝土，專(zhuān)門(mén)用在現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板工程上。運(yùn)送頻率，應(yīng)保證混凝土施工的連續(xù)性。表面溫度裂縫常發(fā)生在施工期間，寬度受溫度變化影響較明顯，冬季較寬，夏季較細(xì)?；炷帘砻嫠终舭l(fā)速度超過(guò)其內(nèi)部初、終凝硬化的速度，致使混凝土表面收縮，但是這種收縮受到結(jié)構(gòu)構(gòu)件和下層配筋約束而產(chǎn)生的淺層開(kāi)裂，有時(shí)還有收縮與壓縮的疊加。 按裂縫的發(fā)展?fàn)顟B(tài)分類(lèi) 根據(jù)裂縫所處的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及其發(fā)展趨勢(shì)，可分為： (1)穩(wěn)定裂縫。這種裂縫一般出現(xiàn)中混凝土結(jié)構(gòu)使用期間，一旦出現(xiàn)很難補(bǔ)救，因此應(yīng)在施工中采取有效措施進(jìn)行預(yù)防。相對(duì)濕度越低，水泥漿體干縮越大，干縮裂縫越易產(chǎn)生。 根據(jù)混凝土裂縫產(chǎn)生的時(shí)間劃分，可將裂縫分為施工期間出現(xiàn)的裂縫和使用期間出現(xiàn)的裂縫。當(dāng)溫差出現(xiàn)非均勻變化時(shí)，如施工中過(guò)早拆除模板，冬季施工過(guò)早拆除保溫層，或受到寒潮襲擊，都會(huì)導(dǎo)致混凝土表面急劇的溫度變化，使其因降畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 15 溫而收縮。 非結(jié)構(gòu)性裂縫 由 各種變形變化引起的裂縫。 以及大量的設(shè)計(jì)時(shí)未考慮施工方法，由此在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的裂縫。而最常見(jiàn)的是鋼筋混凝土梁、板等受彎構(gòu)件，在使用荷載作用下往往出現(xiàn)不同程度的裂縫。 （ 2）細(xì)骨料 宜采用級(jí)配良好的中砂和中粗砂，最好用中粗砂，因?yàn)槠淇紫堵市?，總表面積小，這樣混凝土的用水量和水泥用量就可以減少，水化熱就低，裂縫就減少，另一方面，要控制砂子的含泥量，含泥量越大，收縮變形就越大，裂縫就越嚴(yán)重，因此細(xì)骨料盡量用干凈的中粗沙。有關(guān)試驗(yàn)資料顯示：用水量不變時(shí)。 2. 框架結(jié)構(gòu)房屋中的框架梁在以下部位易出現(xiàn)裂縫 (1) 頂層縱向和橫向框架梁的截面上部區(qū)域； (2) 長(zhǎng)度較長(zhǎng)的端部或中部縱向框架梁； (3) 橫向框架梁截面中部。 模板及其支架的拆除順序及相應(yīng)的施工安全措施在制定施工技術(shù)方案時(shí)應(yīng)考慮周全。因此混凝土的攪拌、運(yùn)輸、澆灌、振實(shí)各道工序中的任何缺陷和疏漏，都可能是裂縫產(chǎn)生的直接或間接成因。正確判斷和分析混凝土裂縫的成因是有 效地控制和減少混凝土裂縫產(chǎn)生的最有效的途徑。但是在施工中混凝 土由最高溫度冷卻到運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)期的穩(wěn)定溫度， 往往在混凝土內(nèi)部引起相 當(dāng)大的拉應(yīng)力。②水泥的水化反應(yīng)是一個(gè)放熱反應(yīng)，這種反應(yīng)熱將使混凝土的體積膨脹，水泥水化反應(yīng)減慢后，硬化混凝土的體積收縮而引起的應(yīng)力將使混凝土出現(xiàn)裂紋。因此研究混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫產(chǎn)生原因及控制具有重要的社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)意義。因此，正確分析裂縫產(chǎn)生原因，切實(shí)加以防治十分必要，十分迫切。從混凝土自身組成方面來(lái)考慮，畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 2 有以下幾個(gè)影響因素：①在混凝土拌和以后混凝土中的 水泥 和水發(fā)生反應(yīng)，水泥水化產(chǎn)物的體積小于消耗的水泥和水的體積之和，混凝土內(nèi)部形成毛細(xì)管 所形成的毛細(xì)管張力將導(dǎo)致混凝土裂縫。一般設(shè)計(jì) 中均要求不出現(xiàn)拉應(yīng)力或者只 出現(xiàn)很小的拉應(yīng)力。裂縫的形式和種類(lèi)很多，要根本解決混凝土中裂縫問(wèn)題，還是需要從混凝土裂縫的形成原因入手。 混凝土是一種人造混合材料，其質(zhì)量好壞的一個(gè)重要標(biāo)志是 成型后混凝土的均勻性和密實(shí)程度。上下層模板的支撐立柱應(yīng)對(duì)準(zhǔn)。 (5) 與周梁、柱、墻等構(gòu)件整澆且受約束較強(qiáng)的樓板； (6) 樓板中有預(yù)埋管線時(shí)，洞的四角處； (7) 樓板開(kāi)距形洞時(shí)，洞的四角處； (8) 設(shè)有后澆帶的樓板，沿后澆帶兩側(cè)部位。配合比不當(dāng)指水泥用量過(guò)大，水灰比大，含砂率不適當(dāng)，骨料種類(lèi)不佳，選用外加劑不當(dāng)?shù)?，這幾個(gè)因素是互相關(guān)聯(lián)的。 （ 1）粗骨 盡量擴(kuò)大粗骨料的粒徑，因?yàn)榇止橇狭皆酱?，?jí)配越好，孔隙率越小，總表面積越小，每立方米的用水泥砂漿量和水泥用量就越小，水化熱就隨之降低，對(duì)防止裂縫的產(chǎn)生有利。如：拆模過(guò)早或方 法不當(dāng)、構(gòu)件堆放、運(yùn)輸、吊裝時(shí)的墊塊或吊點(diǎn)位置不當(dāng)、施工超載張拉預(yù)應(yīng)力值過(guò)大等等均可能產(chǎn)生裂縫。結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的裂縫。 由地震等偶然荷載引起的結(jié)構(gòu)開(kāi)裂。特別是大體積混凝土基礎(chǔ)在澆灌混凝土后，在硬化期間放出大量水化熱，內(nèi)部的溫度不斷上升，使混凝土表面和內(nèi)部溫差很大。例如早期受地震，脫模過(guò)早或方法不當(dāng)，構(gòu)件堆放、運(yùn)輸、吊裝時(shí)的墊塊或吊點(diǎn)位置不當(dāng)，施工超載，張拉預(yù)應(yīng)力值過(guò)大等均可能產(chǎn)生裂縫。干縮裂縫的產(chǎn)生主要是由于混凝土內(nèi)外水分蒸發(fā)程度不同而導(dǎo)致變形不同的結(jié)果：混凝土受外部條件的影響，表面水分損失過(guò)快，變形較大，內(nèi)部濕度變化較小變形較小，較大的表面干縮變形受到混凝土內(nèi)部約束，產(chǎn)生較大拉應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫?；炷涟韬秃髸?huì)產(chǎn)生一些堿性離子，這些離子與某些活性骨料產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)并吸收周?chē)h(huán)境中的水而體積增大，造成混凝土酥松、膨脹開(kāi)裂。 此外，還有因混凝土攪拌或運(yùn)輸時(shí)間過(guò)長(zhǎng)引起的網(wǎng)狀裂縫，現(xiàn)澆樓板四角出現(xiàn)的放射狀裂縫或板面出現(xiàn)的十字形裂縫等等。 性收縮裂縫 塑性收縮裂縫多產(chǎn)生于新澆混凝土表面，大多產(chǎn)生于混凝土初凝后、終凝前。表面溫度裂縫走向無(wú)一 定規(guī)律性，大面積結(jié)構(gòu)溫度裂縫?？v橫交錯(cuò)。 混凝土的運(yùn)輸 1).運(yùn)輸混凝土?xí)r，應(yīng)能保持混凝土拌和物的均勻性，不應(yīng)產(chǎn)生分層離析現(xiàn)象，運(yùn)送容器應(yīng)不漏漿，內(nèi)壁關(guān)滑平整，具有防曬、防風(fēng)、防雨雪、防寒設(shè)施，并宜快速運(yùn)輸。 制定施工方案時(shí)應(yīng)考慮工程情況和實(shí)際工作能力， 使各環(huán)節(jié)的施工能力應(yīng)與混凝土的一次澆筑量相適應(yīng)，必要時(shí)混凝土的連續(xù)澆筑。 應(yīng)按設(shè)計(jì)要求合理設(shè)置后澆帶，后澆帶混凝土的澆筑時(shí)間應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，當(dāng)無(wú)設(shè)計(jì)要求時(shí)，后澆帶易在其兩側(cè)混凝土齡期 8周后再行澆筑，且應(yīng)加強(qiáng) 該處混凝土的養(yǎng)護(hù)工作。養(yǎng)護(hù)條件對(duì)裂縫的出現(xiàn) 有著關(guān)鍵的影響。 高空澆注混凝土，風(fēng)速過(guò)大、烈日暴曬，混凝土收縮值大。 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 23 澆筑的混凝土要充填到鋼筋、埋設(shè)物周?chē)澳０鍍?nèi)各角落，要振搗密實(shí)，不得漏振，也不得過(guò)振，更不得用振搗器拖趕混凝土。 為了獲得勻質(zhì)密實(shí)的混凝土，澆筑時(shí)要考慮結(jié)構(gòu)的澆筑區(qū)域、構(gòu)件類(lèi)別、鋼筋配置狀況以及混凝土拌和物的品質(zhì)，選用適當(dāng)機(jī)具與澆筑方法。如在兩家或兩家以上的預(yù)拌混凝土廠訂貨時(shí)，應(yīng)保證各預(yù)拌混凝土廠所用主要材料及配合比相同，制備工藝條件基本相同。但薄壁混凝土結(jié)構(gòu)中，多沿結(jié)構(gòu)的短方向畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 20 分布；此外在結(jié)構(gòu)變截面處以及大體積混凝土的平面部位較多見(jiàn)。 收縮裂縫的產(chǎn)生原因分析 收縮裂縫是由濕度變化引起的，它占混凝土非結(jié)構(gòu)性裂縫中的主要部分。這種反應(yīng)一般在水泥混凝土硬化后進(jìn)行，反應(yīng)生成堿性硅酸鹽或碳酸鹽，體積膨脹，使混凝土產(chǎn)生裂紋并破壞。在這三種溫差中，較為主要是由水化熱引起的內(nèi)外溫差。其產(chǎn)生的主要原因?yàn)椋夯炷猎诮K凝前幾乎沒(méi)有強(qiáng)度或強(qiáng)度很小，或者混凝土剛剛終凝而強(qiáng)度很小時(shí)，受高溫或較大風(fēng)力的影響，混凝土表面失水過(guò)快，造成毛細(xì)管中產(chǎn)生較大的負(fù)壓而使混凝土體積急劇收縮，而此時(shí)混凝土的強(qiáng)度又無(wú)法抵抗其本身收縮，因此產(chǎn)生龜裂。 地基基礎(chǔ)承載上部結(jié)構(gòu)的荷載作用，當(dāng)?shù)鼗A(chǔ)承載力不均勻或地基承載力均勻但建筑物建成后各不同部位荷載差異較大，導(dǎo)致地基產(chǎn)生不均勻沉降，這種不均勻沉降在結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力及剪應(yīng) 力，當(dāng)這種拉應(yīng)力及剪應(yīng)力超過(guò)結(jié)構(gòu)自身的抗拉及抗剪強(qiáng)度時(shí)，結(jié)構(gòu)就會(huì)在最薄弱的部位產(chǎn)生裂縫，稱(chēng)為沉降裂縫。干縮裂縫處在結(jié)構(gòu)的表面，較細(xì)，起走向縱橫交錯(cuò)，沒(méi)有規(guī)律性。 各種結(jié)構(gòu)縫設(shè)置不當(dāng)?shù)纫蛩厝菀讓?dǎo)致砼開(kāi)裂。 7)意外事件，火災(zāi)、輕度地震等引起構(gòu)筑物的裂縫。裂縫的大小、形狀、方向決定于地基變形的情況，由于地基變形造成的應(yīng)力相對(duì)較大，使得裂縫一般是貫穿性的。 8. 宜采用引氣劑或引氣減水劑。 樓板配筋，樓板配筋間距偏