混凝土裂缝成因论文

2022-05-14

小伙伴们反映都在为论文烦恼，小编为大家精选了《混凝土裂缝成因论文(精选3篇)》相关资料，欢迎阅读！【摘要】针对桥梁建造中出现的裂缝影响工程质量的现象，介绍了混凝土桥梁裂缝的种类，对混凝土桥梁裂缝的种类和产生的原因作较全面的分析、总结，并重点讨论了温差所引起的裂缝与收缩、钢筋与施工材料所引起的裂缝施工工艺质量引起的裂缝。并分析了各种裂缝产生的原因，以确定防止裂缝出现的有效措施，确保混凝土结构的安全使用。

第一篇：混凝土裂缝成因论文

浅谈混凝土裂缝成因、预防

摘要：混凝土裂缝是建筑工程中较为普遍存在的问题，根据大型建筑物（大坝、厂房等）施工实际情况，就其形成原因与控制谈一些看法。

关键词：混凝土；裂缝；原因；预防

1 裂缝产生的原因

1.1 设计原因

（1）大型建筑物多为大体积混凝土，设计方案无降温措施，混凝土浇筑后，在硬化过程中，水泥水化产生大量的水化热，（当水泥用量在350-550kg/m3，每立方米混凝土将释放出17500-27500kJ的热量，从而使混凝土内部温度升达60℃以上），而混凝土表面散热较快，这样就形成内外的较大温差，较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同，进而产生温度裂缝。（2）设计结构中断面突变，导致应力集中所产生的构件裂缝。（3）设计中对构件施加预应力不当，造成构件的裂缝（偏心、应力过大等）。（4）设计中未充分考虑混凝土构件的收缩变形。

1.2 混凝土材料和配合比

配合比设计不当直接影响砼的抗拉强度，是造成砼开裂不可忽视的原因。配合比不当指水泥用量过大，水灰比大，含砂率不适当，骨料种类不佳，选用外加剂不当等，这几个因素是互相关联的。有关试验资料显示：用水量不变时。水泥用量每增加10%，混凝土收缩增加约5%；水泥用量不变时，用水量每增加10%，混凝土强度约降低20%，混凝土与钢筋的粘结力降低10%。有些地方发现不少厂房混凝土浇捣的楼板出现裂缝，总结的原因有如下方面：（1）粗细集料含泥量过大，造成混凝土收缩增大。集料颗粒级配不良或采取不恰当的间断级配，容易造成混凝土收缩的增大，诱导裂缝的产生。（2）骨料粒径越细、针片含量越大，细骨料石粉含量超标，混凝土单方用灰量、用水量增多，收缩量增大。（3）混凝土外加剂、掺和料选择不当、或掺量不当，严重增加混凝土收缩。（4）水泥品种原因，矿渣硅酸盐水泥收缩比普通硅酸盐水泥收缩大。（5）水泥等级及混凝土强度等级原因：水泥等级越高、细度越细、早强越高对混凝土开裂影响很大。混凝土设计强度等级越高，混凝土脆性越大、越易开裂。（6）配合比中水灰比（水胶比）过大。

1.3 施工及现场养护

（1）现场浇捣混凝土时，振捣或插入不当，漏振、过振或振捣棒抽撤过快，均会影响混凝土的密实性和均匀性，诱导裂缝的产生。（2）对大体积混凝土工程，缺少两次抹面，易产生表面收缩裂缝。（3）大体积混凝土浇注，对水化计算不准、现场混凝土降温及保温工作不到位，引起混凝土内部温度过高或内外温差过大，混凝土产生温度裂缝。（4）现场养护措施不到位，混凝土早期脱水，引起收缩裂缝。

2 裂缝的预防措施

2.1 设计

（1）专门制定温控措施、方案，包括制冷设备和中后期制冷系统运行的要求。（2）严格审核设计图纸，受力分析要复核，合理设置施工缝，合理考虑安全系数。（3）设计中应尽量避免结构断面突变带来的应力集中。在易产生应力集中的薄弱环节采取加强措施。（4）积极采用补偿收缩混凝土技术。常见混凝土裂缝中，相当部分是由于混凝土收缩而造成的。要解决此问题，可在混凝土中掺用膨胀剂来补偿混凝土的收缩。实践证明，效果很好。（5）重视对构造钢筋的认识。在结构设计中，设计人员应重视对于构造钢筋的配置，特别是楼面、墙板等薄壁构件更应注意构造钢筋直径和数量的选择。

2.2 选材和配合比设计

（1）选用粉煤灰、外加剂以减少水泥用量和砼的发热量。比如：大部分高效缓凝减水剂使28d龄期的混凝土的发热量减少25%～30%；粉煤灰减少混凝土的初期发热量，简化温控措施等。（2）选择低水化热水泥，施工现场多使用普通硅酸盐水泥，也应尽量减少单位水泥用量。不同品牌、不同规格、不同批次的水泥不能混用。（3）选择骨料，严格按《水工混凝土施工规范》的各项指标控制，粗骨料针片状颗粒含量<15%为佳，人工砂的细度模数宜在2.4～2.8范围内，石粉含量6%～18%为佳。选择的天然细集料含泥量<3%，细集料含泥量<0.5%为佳。砂率严格按照规范要求，根据现场实验选定最佳砂率为宜。（4）砼要有合适的配合比，选择合适的配合比，不仅要满足强度要求、施工要求，还要从防止产生裂缝的需要出发。适当地选择好水灰比，在满足强度要求的原则下，尽可能减少水泥用量。粉煤灰加量适当，高效缓凝减水剂等外加剂（如木质素、糖蜜、MF复合剂等）合理掺量，增加混凝土的强度，减少裂缝的产生。

2.3 施工操作

（1）浇捣工作：浇捣时，振捣捧要快插慢拔，根据不同的混凝土坍落度正确掌握振捣时间，避免过振或漏振，应提倡采用二次振捣、二次抹面技术，以排除泌水、混凝土内部的水分和气泡。（2）混凝土养护：混凝土裂缝防治工作中，新浇混凝土早期养护尤为重要，可保证混凝土在早期尽可能少产生收缩。洒水养护强度不仅考虑施工现场温度高、风速大等原因。（3）混凝土的降温和保温工作：对于厚大体积混凝土，施工时应充分考虑水泥水化热问题。浇筑前骨料要风冷、可以制冰水、夏季运输采取保温措施等降低混凝土入仓温度，采取必要的降温措施（仓面喷雾、埋设散热孔、通水排热、冷却水管等），避免水化热高峰的集中出现、降低峰值。浇捣成型后，应采取必要的蓄水保温措施，表面覆盖薄膜、湿麻袋、保温苯板等（不紧要考虑季节降温、也要考虑昼夜温差）进行养护，以防止由于混凝土内外温差过大而引起的温度裂缝。比如：出现裂缝的部位是国内某大坝泄洪坝段上游面在1999年浇筑的，到了2000年只出现一条裂缝，到2001年了，以为混凝土龄期2年了，就不太重视温控措施了。2001年夏天把保温材料拿掉了，冬天来了，应该再把保温材料盖好。但大家疏忽了。结果，2002年出现的裂缝就比较多了。这是一个深刻的教训。象大坝泄洪坝段上游面这样重要的部位，保温措施应该一直保留到蓄水为止。而贵州某双曲拱坝上游面保温苯板在蓄水之前才拆除，有效的保证了混凝土裂缝的产生。（4）避免在雨中或大风中浇灌混凝土。（5）现浇结构的模板拆除时的混凝土强度应符合设计或规范要求。

3 结语

对建筑物耐久性有严重影响的、对结构安全性、稳定性等有害的裂缝我们一定要事前积极预防，施工中要引起足够重视。特别是在国外大型建筑物材料需求量大、很多受材料限制，比如非洲加纳、尼日利亚的粉煤灰还要从国内运，当地水泥品种有限（尼日利亚水泥以Lafarge、Dangote两种水泥为主，而且一般先付现金后拿货、月供应量有限），加纳布维主要为砂岩，尼日利亚宗格鲁使用Luwa村的花岗岩，大多都存在骨料选择性较少、运距远、当地村民阻扰等问题。选用裂缝预防措施的时候必须充分考虑材料的选择。必要时进行相关试验为宜。

上述观点希望能够帮助刚步入国际工程项目的年轻朋友。不足之处请指点，互相学习。

作者简介：姜桂军（1981- ），男，湖南长沙人，本科，工程师，研究方向：水電工程施工管理。

作者：姜桂军

第二篇：混凝土桥梁裂缝成因分析

【摘要】针对桥梁建造中出现的裂缝影响工程质量的现象，介绍了混凝土桥梁裂缝的种类，对混凝土桥梁裂缝的种类和产生的原因作较全面的分析、总结，并重点讨论了温差所引起的裂缝与收缩、钢筋与施工材料所引起的裂缝施工工艺质量引起的裂缝。并分析了各种裂缝产生的原因，以确定防止裂缝出现的有效措施，确保混凝土结构的安全使用。

【关键词】桥梁施工;裂缝成因;分析

1荷载引起的裂缝

1.1设计计算阶段结构计算时未计算或部分漏算;计算模型不合理;结构受力假设与实际受力情况不符;荷载少算或漏算;内力与配筋计算错误;结构安全系数不够;结构设计时不考虑施工的可行性;设计断面不足;钢筋设置偏少或布置错误;结构刚度不足;构造处理不当;设计图纸交代不清等。

1.2施工阶段未加限制地堆放施工机具、材料;不了解预制结构的结构受力特点，随意翻身、起吊、运输、安装;不按设计图纸要求进行施工，擅自更改结构施工顺序，改变结构受力模式;未对结构进行机器振动下的疲劳强度验算等。

1.3使用阶段未限制超出设计荷载的重型车辆过桥;受车辆、船舶的接触、撞击;出现大风、大雪、地震等自然灾害。次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生的裂缝。

2温度变化引起的裂缝

混凝土具有热胀冷缩性质，当外部环境或结构内部温度发生变化，混凝土将发生变形，若变形遭到约束，则在结构内产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。温度裂缝区别其他裂缝最主要特征是将随温度变化而扩张或合拢。引起温度变化主要因素有：①年温差。一般可通过桥面伸缩缝、支座位移等构造措施相协调，只有结构的位移受到限制时才会引起温度裂缝。②日照和骤然降温。结构侧面受太阳曝晒或突降大雨、冷空气侵袭、日落等可导致结构内外产生温差，结构受到自身约束，导致局部拉应力较大，出现裂缝。③水化热。在施工过程中，大体积混凝土浇筑之后由于水泥水化放热，内部温度很高，内外温差太大，致使表面出现裂缝。施工中应根据实际情况，尽量选择水化热低的水泥品种，限制水泥用量，减少混合料入模温度，降低内外温差，必要时可采用循环冷却系统进行内部散热，或采用薄层连续浇筑以加快散热。

3其他原因引起的裂缝

3.1水泥品种、标号及用量矿渣水泥、快硬水泥、低热水泥混凝土收缩性较高，普通水泥、火山灰水泥、矾土水泥混凝土收缩性较低。另外水泥标号越低、单位体积用量越大、磨细度越大，则混凝土收缩越大，且发生收缩时间越长。例如，为了提高混凝土的强度，施工时经常采用强行增加水泥用量的做法，结果收缩应力明显加大。

3.2骨料品种骨料中石英、石灰岩、白云岩、花岗岩、长石等吸水率较小、收缩性较低而砂岩、板岩、角闪岩等吸水率较大、收缩性较高。另外骨料粒径大收缩小，含水量大收缩越大。

3.3水灰比用水量越大，水灰比越高，混凝土收缩越大。

3.4外掺剂外掺剂保水性越好，则混凝土收缩越小。

3.5养护方法良好的养护可加速混凝土的水化反应，获得较高的混凝土强度。养护时保持湿度越高、气温越低、养护时间越长，则混凝土收缩越小。蒸汽养护方式比自然养护方式混凝土收缩要小。

3.6外界环境大气中湿度小、空气干燥、温度高、风速大，则混凝土水分蒸发快，混凝土收缩也快。

3.7振捣方式及时间机械振捣方式比手工捣固方式混凝土收缩性要小。振捣时间应根据机械性能决定，一般以5～15s/次为宜。时间太短，振捣不密实，形成混凝土强度不足或不均匀;时间太长，造成分层，粗骨料沉入底层，细骨料留在上层，强度不均匀，上层易发生收缩裂缝。对于温度和收缩引起的裂缝，增配构造钢筋可明显提高混凝土的抗裂性，尤其是薄壁结构(壁厚20～60cm)。构造上配筋宜优先采用小直径钢筋、小间距布置(10～15cm)，全截面构造配筋率不宜低于0.3%，一般可采用0.3%～0.5%。

4施工质量引起的裂缝

在混凝土结构浇注、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程中，若施工工艺不合理、施工质量低劣，也容易产生各种裂缝。比较典型的主要有：第一，混凝土保护层过厚，或乱踩已绑扎的上层钢筋，使承受负弯矩的受力筋保护层加厚，导致构件的有效高度减小，形成与受力钢筋垂直方向的裂缝。第二，混凝土振捣不密实、不均匀，会导致钢筋锈蚀或产生其他荷载裂缝。混凝土浇注过快，混凝土流动性较低，容易在浇注数小时后发生裂缝。混凝土搅拌、运输时间过长，使水分蒸发过多，引起混凝土坍落度过低，会导致混凝土出现不规则的收缩裂缝。混凝土初期养护时急剧干燥，会导致混凝土与大气接触的表面上出现不规则的收缩裂缝。第三，泵送混凝土施工时，为了保证混凝土的流动性，若增加水和水泥用量，会导致混凝土凝结硬化时收缩量增加，使混凝土出现不规则裂缝。混凝土分层或分段浇注时，若接头部位处理不好，易在新旧混凝土和施工缝之间出现裂缝。混凝土早期受冻，会使构件表面出现裂纹或局部剥落，或脱模后出现空鼓现象;施工时若模板的刚度不足，在浇注混凝土时由于侧向压力的作用会使模板变形，产生与模板变形一致的裂缝。若施工时拆模过早，混凝土强度不足，会使构件在自重或施工荷载作用下产生裂缝。第四，施工前支架压实不足或支架刚度不足，浇注混凝土后支架不均匀下沉，会使混凝土出现裂缝。对于装配式结构，在构件运输、堆放时，若支承垫木不在一条垂直线上，或悬臂过长，或运输过程中剧烈颠撞，吊装时吊点位置不当，T梁等侧向刚度较小的构件侧向无可靠的加固措施等，均可能产生裂缝。第五，安装顺序不正确，对产生的后果认识不足，也会导致裂缝的产生。施工质量控制差，任意套用混凝土配合比，水、砂石、水泥材料计量不准，造成混凝土强度不足和其他性能下降，也会导致结构开裂。

作者：李红梅　赵宗波

第三篇：混凝土裂缝成因及控制分析

摘要：混凝土结构裂缝是当今工程领域非常难以解决的一个问题，如果施工中混凝土常常出现裂缝就会影响到结构的整体性和耐久性。结合实际经验，从建筑构件、温度变化、体积收缩和施工操作等方面分析了施工期混凝土裂缝产生原因和影响因素，提出了施工期混凝土裂缝的控制技术，对在施工期如何进行混凝土裂缝控制的研究和实践有一定的指导意义。

关键词：混凝土施工;裂缝控制;防治措施

1 混凝土施工中常见裂缝

1.1干缩裂缝

干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右。水泥浆中水分的蒸发产生干缩，且这种收缩是不可逆的。干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果：混凝土受外部条件的影响，表面水分损失过快，变形较大，内部湿度变化较小变形较小，较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束，产生较大拉应力而产生裂缝。相对湿度越低，水泥浆体干缩越大，干缩裂缝越易产生。

1.2塑性收缩裂缝

塑性收缩是指混凝土在凝结之前，表面因失水较快而产生的收缩。塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现，裂缝多呈中间宽、两端细且长短不一，互不连贯状态。较短的裂缝一般长20～30cm，较长的裂缝可达2～3IT1，宽l～5mm。其产生的主要原因为：混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小，或者混凝土刚刚终凝而强度很小时，受高温或较大风力的影响，混凝土表面失水过快，造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩，而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩，因此产生龟裂。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间、环境温度、风速、相对湿度等等。

1.3温度裂缝

在大体积混凝土结构中，温度应力变化及温度控制具有重要意义。这主要是由于两方面的原因：首先，在施工中混凝土常常出现温度裂缝，影响到结构的整体强度和耐久性;其次，在使用过程中，温度变化对结构的应力状态具有显著的不容忽视的影响。混凝土施工中产生裂缝有多种原因，主要是温度和湿度的变化、混凝土的脆性和不均匀性，以及结构不合理、原材料不合格(如碱骨料反应)、模板变形、基础不均匀沉降等。

1.4沉陷裂缝

沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软，或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致;或者因为模板刚度不足，模板支撑问距过大或支撑底部松动等导致，特别是在冬季，模板支撑在冻土上，冻土化冻后产生不均匀沉降，致使混凝土结构产生裂缝。此类裂缝多为深进或贯穿性裂缝，其走向与沉陷情况有关，一般沿与地面垂直或呈30～45°角方向发展，较大的沉陷裂缝，往往有一定的错位，裂缝宽度往往与沉降量成正比关系。裂缝宽度受温度变化的影响较小。地基变形稳定之后，沉陷裂缝也基本趋于稳定。

1.5施工操作不当引起的裂缝

具体来说，较为普遍存在的因素包括：(1)现场浇捣混凝土时，振捣或插入不当，漏振、过振或振捣棒抽撤过快，均会导致裂缝的产生;(2)高空浇注混凝土，风速过大、烈日暴晒，混凝土收缩值大;(3)现场养护措施不到位，混凝土早期脱水，引起收缩裂缝;(4)拆模过早或现场模板拆除不当引起拆模裂缝。

2 裂缝的控制措施

2.1设计方面

在建筑设计中应处理好构件中“抗”与“放”的关系。所谓‘抗’就是处于约束状态下的结构，没有足够的变形余地时，为防止裂缝所采取的有力措施;而所谓‘放’就是结构完全处于自由变形无约束状态下，有足够变形余地时所采取的措施。设计中应尽量避免结构断面突变带来的应力集中。积极采用补偿收缩混凝土技术。常见混凝土裂缝中，相当部分是由于混凝土收缩而造成的。要解决此问题，可在混凝土中掺用膨胀剂来补偿混凝土的收缩。实践证明，效果很好。

2.2选材和配合比设计方面

根据结构要求选择合适的混凝土强度等级及水泥品种、等级，尽量避免采用早强高的水泥。选用级配优良的砂、石原材料，含泥量应符合规范要求。积极采用掺合料和混凝土外加剂。

2.3施工操作方面

浇捣工作时，振捣捧要快插慢拔，根据不同的混凝土坍落度正确掌握振捣时间，避免过振或漏振，应提倡采用二次振捣、二次抹面技术，以排除泌水、混凝土内部的水分和气泡。混凝土裂缝防治工作中，新浇混凝土早期养护尤为重要，可保证混凝土在早期尽可能少产生收缩。夏季应注意混凝土的浇捣温度，采用低温入模、低温养护，必要时经试验可采用冰块，以降低混凝土原材料的温度。

2.4体积收缩引起的裂缝防治

收缩裂缝分为干缩裂缝和塑性收缩裂缝。干缩裂缝多发生于混凝土终凝前后，产生这种裂缝的原因主要是混凝土在硬化过程中，由于环境气候条件的影响，混凝土表面的水分蒸发，水泥石中的凝胶体逐渐干缩引起的体积变形受到约束时产生的裂缝，这种裂缝的宽度有时会很大，甚至会贯穿整个构件。塑性收缩裂缝多发生于新浇混凝土的板面、地面或具有较大面积的构件表面。裂缝的形状不规则、长短不一、互不连贯。产生这类裂缝的原因主要是混凝土多为室外露天浇

3 混凝土裂缝常见补救措施

随着施工经验的发展，现在混凝土裂缝修补的方法有很多如：表面处理法、灌浆嵌缝封堵法、结构加固法、混凝土置换法、电化学防护法、仿生自愈合法等。其中灌浆嵌缝封堵法又可分为压力注浆法、开槽填补法和涂膜封闭法三种。

3.1表面处理法

包括表面涂抹和表面补贴法。表面涂抹适用范围是桨材难以灌人的细而浅的裂缝，深度未达到钢筋表面的发丝裂缝，不漏水的缝，不伸缩的裂缝以及不再活动的裂缝。表面贴补(土工膜或其它防水片)法适用于大面积漏水(蜂窝麻面等或不易确定具体漏水位置、变形缝)的防渗堵漏。

3.2灌浆嵌缝封堵法

此法应用范围广，从细微裂缝到大裂缝均可适用，处理效果好。它的三种方法可以单独使用，也可以同时使用。例如桥梁裂的修补可先注浆，在涂膜封闭;而对于路面、墩台的粗大裂缝则采用开槽填补发为宜;为了防止钢筋锈蚀，混凝土受到有害离子的腐蚀，则可以采用涂膜防水处理。

3.3结构加固法

因超荷载产生的裂缝、裂缝长时间不处理导致的混凝土耐久性降低、火灾造成的裂缝等影响结构强度可采取结构补强法。包括断面补强法、锚固补强法、预应力法等混凝土裂缝处理效果的检查包括修补材料试验;钻心取样试验;压水试验;压气试验等。

结论

裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象。混凝土裂缝进行认真研究、区别对待，采用合理的方法进行处理，并在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展，保证建筑物和构件安全、稳定地工作。

参考文献：

[1]张晓丹.型钢斜支撑剪力墙的抗震模拟分析[D].大连：大连理工大学，2005.