【正文】 ......................................................... 17 5 結(jié)論與展望 .............................................................................................................. 20 參考文獻(xiàn) ........................................................................................................................ 21 淺談混凝土結(jié)構(gòu)裂縫成因及控 制措施 1 引 言 隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的高速發(fā)展， 鐵路建設(shè)里程在 不斷增多。 混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫不僅種類繁多，形態(tài)各異，而且較普遍，尤其是 梁部的裂縫，輕者影響建筑物美觀 ，重者降低結(jié)構(gòu)物的使用壽命 。為此 正確分析裂縫產(chǎn)生原因，切實(shí)加以防治十分必要 ，并 具有重要的社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)意義。然而 混凝土結(jié)構(gòu) 如果設(shè)計(jì)和施工不當(dāng) , 就會(huì)產(chǎn)生裂縫 , 混凝土裂縫 一直是工程界難以解決的問題之一。非結(jié)構(gòu)性裂縫絕大多數(shù)發(fā)生于施工階段 , 其原因復(fù)雜多變 , 由變形引起的裂縫 : 如 混凝土 塑性收縮 、溫度變化、 地基基礎(chǔ) 不均勻沉降等原因引起的裂縫 。 還有養(yǎng)護(hù)環(huán)境不當(dāng)和化學(xué)作用引起的裂縫等 。而裂紋處理 周期長、費(fèi)用高且往往處理后難以達(dá)到設(shè)計(jì)要求或驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)， 因此嚴(yán)格控制結(jié)構(gòu)的裂縫就顯得尤其重要 , 應(yīng)該從設(shè)計(jì)、施工等方面入手 ,實(shí)行一系列裂縫控制措施。 混凝土裂縫 按產(chǎn)生的原因可分為結(jié)構(gòu)性裂縫和非結(jié)構(gòu)性裂 縫， 按產(chǎn)生的時(shí)間可劃分施工期間形成的裂縫和使用期間產(chǎn)生的裂縫 ，按裂縫的形狀可分為縱向裂縫、橫向裂縫及剪切裂縫 6 大類， 若按 裂縫的發(fā)展?fàn)顟B(tài)可分為穩(wěn)定裂縫和不穩(wěn)定裂縫。 (4)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，水泥水化釋放的水化熱 能產(chǎn)生很大的溫度變化和收縮作用， 是導(dǎo)致 混凝土裂縫的主要原因。 混凝土結(jié)構(gòu) 裂縫的分類 按裂縫的成因分類 根據(jù)混凝土裂縫產(chǎn)生的原因，可分為結(jié)構(gòu)性裂縫和非結(jié)構(gòu)性裂縫兩大類。 設(shè)計(jì)時(shí)的計(jì)算簡圖與實(shí)際受力情況不符產(chǎn)生的裂縫。 構(gòu)件的剛度不滿足要求，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂。 計(jì)算模型選擇時(shí)，考慮主要應(yīng)力，忽略次要應(yīng)力，而忽略部分的應(yīng)力導(dǎo)致 。 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。 （二）施工原因引起的裂縫 淺談混凝土結(jié)構(gòu)裂縫成因及控 制措施 3 施工時(shí)，鋼筋位置擺放不正確，在結(jié)構(gòu)中引起的裂縫。 施工使用的原材料不符合設(shè)計(jì)要求或不合格而引起的裂縫。 施工質(zhì)量達(dá)不到要求而引起的裂縫。 火災(zāi)等事故引起的裂縫。 二、 非結(jié)構(gòu)性裂縫 由各種變形變化引起的裂縫。 收縮裂縫 收縮裂縫是由濕度變化引起的，它 是 混凝土非結(jié)構(gòu)性 裂縫中的主要部分。 溫度裂縫 混凝土受溫度變化產(chǎn)生熱脹冷縮， 如果混凝土內(nèi)外溫差或季節(jié)氣溫變化過大，在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生溫度應(yīng)力，當(dāng)溫度應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，混凝土就會(huì)產(chǎn)生裂縫，這種裂縫為溫度裂縫。 沉降裂縫 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 ，稱為沉降裂縫。 淺談混凝土結(jié)構(gòu)裂縫成因及控 制措施 4 按裂縫產(chǎn)生的時(shí)間分類 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。 此 裂縫多產(chǎn)生于新澆 筑的 混凝土 結(jié)構(gòu) 表面 ，形狀規(guī)則且長短不一 ， 互不連貫 ， 裂縫較淺。 沉降收縮裂縫 沉降收縮裂縫 多在 混凝土 澆 筑 后 產(chǎn) 生 ， 硬化后停止。裂縫呈菱形 ， 寬度 1～ 4mm， 深度不大 ， 一般 延伸 至 鋼筋上表面為止。 溫度裂縫 多發(fā)生在混凝土澆注后的硬化過程中，裂縫寬度受溫度變化影響較為明顯，冬季較寬，夏季較細(xì)。 二、 使用期間出現(xiàn)的裂縫 鋼筋銹蝕膨脹產(chǎn)生的裂縫 鋼筋表面出現(xiàn)銹斑、銹片后進(jìn)一步發(fā)展成整個(gè)鋼筋表面銹蝕，并產(chǎn)生膨脹， 與保 護(hù)層脫離，發(fā)生層裂，最后表現(xiàn)為鋼筋鐵銹進(jìn)一步膨脹，混凝土本身發(fā)生破壞，出現(xiàn)順筋裂縫，混凝土脫離。 凍融循環(huán)造成的裂縫 淺談混凝土結(jié)構(gòu)裂縫成因及控 制措施 5 受凍 混凝土內(nèi)部 水分結(jié)成冰，產(chǎn)生膨脹，膨脹應(yīng)力較大時(shí)， 使 結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。 凍融 的反復(fù) 作用 ， 使得混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫， 造成建筑構(gòu)造的嚴(yán)重破壞。這種反應(yīng)一般在水泥混凝土硬化后進(jìn)行，反應(yīng)生成 膨脹性的 堿性硅酸鹽或碳酸鹽， 導(dǎo)致混凝土 體積膨脹，使混凝土 產(chǎn)生裂紋 并 破壞 。 （ 2）橫向裂縫，垂直于構(gòu)件底面，主要是由荷載作用、溫差作用引起的。 （ 4）斜向裂縫、八字形或倒八字形裂縫，常見于混凝土墻體和混凝土梁，主要因地基的不均勻沉降以及溫差作用引起。 （ 6）各種不規(guī)則裂縫，如反復(fù)凍 融或火災(zāi)等引起的裂縫。 此外，還有因混凝土攪拌或運(yùn)輸時(shí)間過長引起的網(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。 主要 包括兩類：一類是在運(yùn)動(dòng)過程中可以自愈合的裂縫，常見于一些新建的防水工程中，這是由于裂縫處水泥顆粒在滲漏過程中與水進(jìn)一步化合，析出 Ca（ OH） 2晶體且部分 Ca（ OH） 2又與溶解在水中的 CO2發(fā)生碳化 反應(yīng)形成CaCO3 結(jié)晶，兩者形成的凝膠物質(zhì)將膠合 使 裂縫封閉，從而滲漏停止，裂縫達(dá)到自愈。 不穩(wěn)定裂縫。 就這兩種裂縫而言，不穩(wěn)定裂縫對工程結(jié)構(gòu)安全的危害更大 。 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。在施工中，為保證其和易性，往往加入比水泥水化作用所需的水分多 4～ 5 倍的水。此外，混凝土硬化過程中水化作用和碳化作用也會(huì)引起混凝土體積收縮?？梢?，收縮是混凝土固有的物理特性，一般來說，水灰比越大、水泥強(qiáng)度越高、骨料越少、環(huán)境溫度越高、表面失水越大，則其收縮值越大，也越易產(chǎn)生收縮裂縫。 （ 1）塑性收縮裂縫 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。裂縫多呈外寬內(nèi)窄，常見為不規(guī)則的多邊形或 與 鋼筋方向相互平行，一般自表面開始， 有些 也可發(fā)展成貫穿裂縫。高性能混凝土特別容易產(chǎn)生這種裂縫。 （ 2）干燥收縮裂縫 這類裂縫一般在混凝土澆注一段時(shí)間后出現(xiàn)，裂縫多 為 表面性的，寬度較細(xì)，多在 ～ 。但 薄壁混凝土 結(jié)構(gòu)中， 多沿 結(jié)構(gòu)的 短方向分布； 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。 主要成因分析：①混凝土澆注后養(yǎng)護(hù)不當(dāng)，表面水分散失快，體積收縮大，而內(nèi)部濕度變化小，收縮也小，因而表面收縮變形受內(nèi)部混凝土約束出現(xiàn)拉應(yīng)力，引起混凝土表面開裂；②混凝土連續(xù)長度較長，整體收縮大；③混 凝土級配中砂石含泥量大，收縮大，抗拉強(qiáng)度低；④混凝土過度振搗，表面形成水泥含量較多的砂漿層，收縮增大。 主要成因分析 ： 這與高粘結(jié)材料在水泥灰漿基體中產(chǎn)生較多細(xì)小的收縮孔有關(guān) ， 是由于持續(xù)的水化消耗了毛細(xì)孔的水造成自身收縮坍塌所致。 主要成因分析：混凝土中的氫氧化鈣與空氣中的二氧化碳作用生成碳酸鈣，引起表面體積收縮，受到結(jié)構(gòu)內(nèi)部未碳化混凝土的約束而導(dǎo)致表面發(fā)生龜裂。表面溫度裂縫走向無一定規(guī)律性，大面積結(jié)構(gòu) 溫度 裂縫常縱橫交錯(cuò)。 主要成因分析：表面溫度裂縫多 由 溫差較大引起。 沉陷裂縫的產(chǎn)生原因分析 沉陷裂縫多屬進(jìn)深或貫穿性裂縫，走向與 基礎(chǔ) 沉陷情況有關(guān)， 可能出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)的上部或下部， 一般與地面垂直。 主要成因分析：①結(jié)構(gòu)、構(gòu)件下面的地基軟硬不均，或 者 存在松軟土，未經(jīng)夯實(shí)和必要的加固處理，混凝土澆注后，地基局部產(chǎn)生不均勻沉降而引起裂縫；②結(jié)構(gòu)各部荷載懸殊， 未 作必要的加強(qiáng)處理，混凝土澆注后因地基受力不均，產(chǎn)生不均勻下沉，造成結(jié)構(gòu)應(yīng)力集中而導(dǎo)致裂縫；③模板剛度不足，模板支撐不牢，支撐間距過大或支撐在松軟土上，以及過早拆模，也常導(dǎo)致不均勻沉陷裂縫出現(xiàn)；④冬季施工時(shí)模板支架支承在凍土層上，若上部結(jié)構(gòu)未達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度，地層化凍下沉，使結(jié)構(gòu)下垂或產(chǎn)生 裂縫。我們需要在 設(shè)計(jì)階段和施工階段 ， 采取各種有效的措施來預(yù)防裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展。 混凝土結(jié)構(gòu) 裂縫的預(yù)防措施 干縮及塑性收縮裂縫的預(yù)防措施 設(shè)計(jì)方面預(yù)防措施 目前設(shè)計(jì)措施主要包括施工縫和后澆帶以及合理利用混凝土后期強(qiáng)度以減 少水泥用量。 施工方面預(yù)防措施 如何做好施工是減少和避免干縮及塑性收縮 裂縫形成的重要因素，在施工中應(yīng)注意的問 題有： （ 1）嚴(yán)格按設(shè)計(jì)配合比施工，控制水泥用量和單位用水量，不