混凝土结构裂缝论文

第一篇：混凝土结构裂缝论文

混凝土结构裂缝的防控措施

【摘要】 混凝土结构裂缝是建设工程中常见的质量问题之一,对混凝土结构裂缝的成因进行了深入的分析,并给出了相应的具体控制措施。

【关健词】 混凝土结构;裂缝;防控

一、混凝土结构裂缝成因

1.温度变形。混凝土具有热胀冷缩的性质,当环境温度发生变化时,会产生温度变形。由此产生附加应力,当这种应力超过混凝土的抗拉程度时,就会产生裂缝。在工程中,这类裂缝较多见。

2.湿度变形。混凝土在空气中结硬时,体积会逐渐减小,成为干缩。收缩裂缝较普通,常见于现浇墙板式结构、现浇框架结构等,通常由养护不良造成。

3.地基变形。地基的不均匀沉降会造成裂缝。裂缝的大小、形状、方向决定于地基变形的情况,由于地基变形造成的应力相对较大,裂缝一般是贯穿性的。

4.设计构造。结构构件段面突变或开洞、溜槽引起应力集中,构造处理不当、现浇主梁在搁次梁处没有设附加箍劲或附加吊筋、各种构件缝设置不当等因素容易导致混凝土开裂。

5.结构受荷。结构受荷后产生裂缝的因素很多,施工中使用中都可能出现裂缝。如拆模过早或方法不当、构件堆放、运输、吊装时的垫块或吊点位置不当、施工超载、张拉预应力值过大等等均可能产生裂缝,而最常见的是钢筋混凝土梁、板等受弯构件。

6.施工工艺。(1)混凝土是一种人造混合材料,混凝土的搅拌、运输、浇灌、振实各道工序中任何缺陷和疏漏都可能是裂缝产生的直接或间接的成因。(2)水分蒸发、水泥结石和混凝土干缩通常是导致混凝土裂缝的重要原因。(3)模板构造不当,漏水、漏浆、支撵刚度不足、支撑的地基下沉、过早拆模等都可能造成开裂。(4)混凝土养护,特别是早期养护质量与裂缝的关系密切,早期表面干燥或早期内外温差较大更容易产生裂缝。(5)徐变:混凝土徐变造成开裂或裂缝发展的例子工程中也很常见。

7.材料质量。因材料质量问题引起的裂缝也是较常见的。如水泥安定性差,两种水泥混用,砂、石含泥量大,骨料粒径过小,外加剂质量差或加入量过大等。

8.意外原因造成的裂缝。钢筋混凝土构件在浇筑过程中钢筋移位,受拉力区保护层过厚,容易在吊装后或承载后,受拉区产生裂缝。构件构料、水泥标号都达到设计要求,但受力面凹凸不平,局部承受压力不足,也会引起裂缝。

二、混凝土结构裂缝的防治

1.严格控制混凝土材料的选用。应选用安全性好、水热较低的水泥,粗骨料宜选用表面粗糙、质地坚硬的石料,级配良好,空隙率小,无碱性反应,有害物质及粘土含量不超规定。细骨料宜用颗粒较粗,空隙较小,含泥量较低的中沙。外掺料宜采用减水剂等外加剂,以改善混凝土工作性能,降低用水量,减少收缩。

2.科学控制混凝土的配料。配合比的设计,应采用低水灰比,低用水量,以减少混凝土的收缩,严禁随意增加水泥用量。配制混凝土时计量应准确,要严格控制水灰比和水泥用量,搅拌要均匀,离析的混凝土必须重新搅拌均匀后,方可浇灌。

3.严格控制钢筋的配置。钢筋的配置要严格按图纸要求施工。钢筋的品种、规格、数量的改变、代用必须考虑对构件抗裂性能的影响,并按要求报批。钢筋配置的位置要符合图纸要求,保护层过大或过小,都可能导致混凝土开裂、裂缝。

4.模板工程要严格按规格操作。模板构造要合理,防止模板各构件间的变形不同而导致混凝土裂缝,模板和支架要有足够刚度,防止施工荷载作用下,模板变形过大而造成开裂,合理掌握拆模时机,拆模时间不能过早,应保障早龄期混凝土不受损坏或造成开裂,但也不能太晚,不要错过最佳养护介入时机。

5.严格控制混凝土浇筑工艺。严格掌握水灰对比,混凝土极限拉伸值随水灰比增大而降低,并且混凝土增强降低,收缩增大。加强振捣,改善混凝土的密实性。混凝土浇筑时要防止出现离析现象,振捣应均匀适度。加强混凝土的早期养护,并适当延长养护时间。

6.设计构造要合理。建筑平面选型在满足要求的前提下,力求简单,平面负载的建筑物,容易产生扭曲等附加应力,造成墙体及楼板开裂。合理布置纵横墙,纵横墙开洞应尽可能小一些。控制建筑的长高比,长高比越小,整体刚度越大,调整不均匀沉降的能力越强。合理地调整各部分承重结构的受力情况,使荷载分布均匀,防止受力过于集中,减少地基的不均匀沉降,适当加强基础的刚度和强度。部分窗台砌体应加强,层层设置圈梁,构造柱,正确地设置沉降缝,限制伸缩缝的间距。

7.加强地基的检查与验收。基坑开挖后应及时通知勘察及设计单位到场验收,对较复杂的地基,设计方在基坑开挖后应要求补探,当探出有不利地址情况时,必须先对基加固处理,验收合格后,方可进行下一步施工。开挖基槽时,要注意不扰动原状结构。合理安排施工顺序,当相邻建筑间距较近时,应先施工较深的基础,以防止基坑挖破坏已基建础的地基。当建筑物各部分荷载相差较大时,一般应先施工重、高部分,后施工轻、低部分。

作者：张文广

第二篇：现浇混凝土结构裂缝分析

1.混凝土裂缝产生机理

混凝土作为一种复合建筑材料，由砂石骨料、水泥及其它外加材料混合而成的非均质脆性材料，其抗压性能良好而抗拉性能很差，抗拉强度只有抗压强度的1/8-1/20，并且不与抗压强度成比例地增加，其极限拉伸变形很小，因而极易产生裂缝，轻者使混凝土构件内部的钢筋被腐蚀，降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性等，严重的将威胁到人民的生命财产。通过近代仪器己经发现混凝土承受荷载以前，在凝结硬化过程中就有微裂缝的存在。水泥石和集料间的粘结强度为水泥石抗拉强度40%-70%，因此，水泥石和集料间的粘结面是混凝土的薄弱环节。出于混凝土成型后的泌水作用而在相骨料下缘形成水隙，在混凝土硬化后成为细微裂缝。这些微裂缝(凝结裂缝)，在荷载或其它物理化学作用下，在集料和水泥石的接触面上传播和发展。另外，水泥水化造成的化学减缩而引起水泥石体积变化，使水泥石与骨料的界面上产生了分布均匀的拉应力，导致界面上形成许多微细的裂缝，其分布有随机性，而这些裂缝在外界荷载作用下或环境变化时会发展而形成可见宏观裂缝，目前规范或规程按计算控制的主要是宏观裂缝。

温度引起的裂缝一种情况是大体积混凝土因水泥水化热导致内外温差过大所引起的温度应力超过混凝土早期抗拉强度时引起的裂缝，另一类是混凝土因环境温度变化而产生膨胀或收缩变形，其中收缩变形又受到外界的约束或内部钢筋的阻碍而产生裂缝。其它还包括混凝土硬化前产生的表而裂缝、混凝土收缩变形时受到约束产生的裂缝、材料不良引起的裂缝等。

对于目前住宅现浇楼板存在的裂缝问题同样没有形成比较一致的处理意见，而更多的是从设计上采取一定构造措施、施工中加强混凝土配合比控制和养护等几方面提出相关建议，从实际效果来看确实收到了一定成效，但楼板裂缝的形成原因确实有其特殊性和复杂性，无法以一般大体积混凝土裂缝控制、非荷载原因来解释分析，对于砖混结构、剪力墙结构等也有其截然不同的分布规律和形态特征。

2.裂缝产生原因

2.1温度裂缝

表面温度裂缝走向无一定规律性：梁板式或长度尺寸较大的结构，裂缝多平行于短边;大面积结构裂缝常纵横交错。深进的和贯穿的温度裂缝，一般与短边方向平行或接近于平行，裂縫沿全长分段出现，中间较密。裂缝宽度大小不一，一般在015mm以下。裂缝宽度沿全长没有太大的变化。温度裂缝多发生在施工期，缝宽受温度变化影响较明显，冬季较宽，夏季较窄。沿断面高度，裂缝大多呈上宽下窄状，但个别也有下宽上窄情况，遇上下边缘区配筋较多的结构，在时也出现中间宽两端窄的梭形裂缝。

2.2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的不均匀沉降所致;或者因为模板刚度不足，模板支撑间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。

2.3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、互不连贯的状态。较短的裂缝一般长20-30cm，较长的裂缝可达2-3m，宽1-5mm。一般认为是在施工阶段，多为规则的条状，很少交叉。常发生在结构变截面处，往往与受力钢筋平行，多发生在大体积混凝土中梁、板、柱等小块体构件、预应力构件极少产生收缩裂缝。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。

2.4构造裂缝

由于结构构件的构造不合理，设计和施工处理不当造成的一种裂缝形态。构造裂缝的常见类型有：①楼板四周负弯筋部位，由于配筋不合理、施工不到位或施工过程的踩踏破坏，而形成楼板构造裂缝。②楼板预埋PVC管线处，由于混凝土厚度变薄，而出现构造裂缝。③后浇带部位施工处理不当形成的明显开裂等。

2.5施工原因裂缝

在钢筋混凝土结构浇筑、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，可能产生各种形式的裂缝，特别是细长薄壁结构更容易出现裂缝。

2.6由外荷载引起的裂缝

大部分开发商强调施工工期，对于很形象，直观的主体结构更是如此。由于施工工期紧，工序技术间歇时间被取消，这样必然会造成早期堆载(如钢筋，模板材料的堆放)的不良影响。虽然理论上讲，此时楼板的堆载全由其模板支撑体系受力，但在实际上，由于楼板模板龙骨是在考虑允许模板面板存在1/250变形的情况下设计的，且对堆载集中力不予考虑，因此楼板混凝土终凝不久，施工中又堆放上一层柱钢筋、模板材料，施工堆载又为不均匀和瞬时荷载，其必然对混凝土的结构造成内部影响，加大内部早期围观了裂缝。 [科]

作者：赵红玉

第三篇：建筑土木施工混凝土结构裂缝分析

摘 要：本文首先阐述了土木工程施工中混凝土裂缝产生的主要原因，然后对减少土木工程施工中混凝土裂缝产生的建议进行了探讨。希望能够为相关人员提供有益的参考和借鉴。

关键词：建筑;土木施工;混凝土结构;裂缝

1 引言

随着国家经济发展速度的不断提高，建筑行业也迎來了发展的黄金时期，城市化速度的不断加快，城市群相继建立，社会发展对于建筑行业的质量和水平提出了更高的要求和期望，特别是在建筑工程质量方面。现阶段，土木工程建筑施工主要采用混凝土浇筑的方式，混凝土材料的施工效果直接关系到整个工程的最终质量。

2 建筑土木工程施工中混凝土裂缝产生的主要原因

当前影响建筑工程质量的最主要因素就是混凝土裂缝的产生，受多种原因影响形成裂缝后建筑结构的稳定性和安全性都会大大降低，严重者甚至出现坍塌等安全事故，因此本文主要针对混凝土结构中的裂缝问题进行分析，从影响因素入手针对性进行阐述，并根据主要影响因素提出相应的措施和建议，为减少混凝土裂缝的产生提供相应的策略建议。

2.1 水泥水化热的影响

水泥水化热主要是在向水泥中加入水之后搅拌时，二者之间会产生化学作用导致热量的升高。土木工程建筑施工时往往有大面积区域需要进行混凝土浇筑，并在混凝土浇筑的横截面积往往偏大，这样就导致端面系数相对较小。上述特点产生的最直接影响就是混凝土在搅拌过程中增加的热量不能够充分散发出去，导致大部分的热量都堆积在建筑物混凝土结构的内部，结构体内部的温度远远高于外部，二者之间形成较大的温度差，待混凝土冷却之后受温度差的影响自然就会产生裂缝。

2.2 混凝土自缩的影响

在完成混凝土的浇筑之后，受混凝土自身特点的影响在硬化过程中会产生自缩的情况，自缩会引起各种因素相互作用最终形成混凝土结构的裂缝。常见因素包括水泥、掺合料、水泥、外加剂和自然环境变化等。其中，水泥是混凝土常出现自缩的最关键因素，这是由于在混凝土凝固时，其中的水分最多能够消耗20%，另外80%的水分都是通过蒸發的方式被消耗的，如果混凝土在蒸发过程中消耗的水分达到一定比例即大于混凝土自身的自缩值，那么就会出现混凝土自缩的现象，引起混凝土结构裂缝形成。

2.3 管理不善等主观因素

除了上述两种主要的客观因素之外，在土木工程建筑施工中设计不当、施工管理不到位、监管不严等因素也会导致混凝土结构裂缝的出现。在以往施工活动中部分施工企业片面追求经济效益，选择并使用劣质混凝土材料，导致后期裂缝的出现，还有部分施工单位在正式施工之前没有对施工现场周围的环境进行深入调查，尤其是对气温变化的忽视，导致不能够合理确定混凝土建筑材料的配比，从而引起裂缝的形成。再有部分企业没有建立严格的施工管理程序，监督管理制度不到位，专业技术人员的资质没有达到相关标准和要求，在施工中忽视很多重要的细节，这些都会在一定程度上增加混凝土裂缝产生的概率。

3 减少建筑土木工程施工中混凝土结构裂缝产生的建议

3.1 减少混凝土热量的产生

通过上述对混凝土裂缝产生的影响因素进行分析，降低混凝土的热量可以有效减少混凝土裂缝的形成。降低混凝土热量主要有三种方面：第一，对水泥的搅拌量进行控制，减少水泥的用量能够在很大程度上减少热量的产生，弱化搅拌过程中产生的热量，便于在后续施工中热量更快地散发出去;第二，对混凝土浇筑时的温度进行控制。这需要对浇筑时周围的温度环境进行充分考察，避免在高温天气进行混凝土浇筑。特别需要说明的是在进行大面积浇筑时要配合相应的降温手段，将混凝土内部结构的温度控制在合理的区间范围之内;第三，采用人工降温的方式。该方式对于降低混凝土内部结构的温度具有显著的效果，能够在最短时间降低混凝土内部的温度，一般方法有向混凝土内部注入冷水，根据水的流动原理采用循环的方式将混凝土内部的热量带出。

3.2 减少混凝土整体的约束力

对混凝土整体约束力的控制主要从内部和外部两大方面入手，对于内部约束力的控制要是降低混凝土结构内部温度应力，对于外部约束力的控制主要是减少地基对混凝土在流动过程中形成的阻碍力量。减少内部约束力可以通过提高混凝土结构外部温度入手，减少外部约束力主要是指施工浇筑面积以及厚度过大时，地基本身对混凝土的流动产生的阻力就会越大，此时可以通过在浇筑层增加一层滑动层来实现混凝土结构外部约束力的减少。在实际施工过程中通常是将减少内部约束力的措施和减少外部约束力的措施结合起来使用，根据施工现场的实际情况对约束力的控制比例进行限制。

3.3 提高混凝土的抗裂性能

提高混凝土本身的抗裂性质是防止出现裂缝的最好方式，主要可以从三个方面提高其抗裂属性，分别是加入适当体积的添加剂、加入具有较强抗拉性能的辅助材料和对混凝土进行科学合理配比以及搅拌。混凝土在搅拌过程中合理的材料配比关系直接决定着混凝土结构的质量，可以说合理的材料配比能够很大程度上避免后期裂缝的出现，是十分有效的预防措施之一。针对材料配比的确定一般要经过科学的计算和充分的科学实验才能够确定，需要在正式施工之前，对施工现场环境条件进行充分的调查和研究，并且需要施工企业具有一定的科研实力。同时，在施工之前还要对相关技术人员进行培训，确保施工人员按照相关标准和要求搅拌出符合要求的混凝土建筑施工材料。

3.4 做好施工后期的养护工作

据有关调查数据显示，在大型的工程中，如桥梁道路工程，产生裂缝的主要原因都是由于后期养护工作不到位。当下，混凝土的养护主要以蒸汽养护和自然养护为主，混凝土养护主要内容是尽量在混凝土终凝之前，减少表面混凝土的暴露时间，采用蓬布、塑料布等进行覆盖，减少水分蒸发。当暴露面初凝前，应卷起覆盖物用，抹子等工具搓压表面至少二遍，使之平整后再次覆盖，注意覆盖物不要直接接触混凝土表面，直到终凝为止。并可根据的具体情况选择养护方式。

3.5 加强土木工程建筑施工管理

除了在技术上要对提高混凝土材料的抗裂性能，在制度建设和管理活动上还需要强调防止裂缝出现的重要性。建立严格的监督审查制度，确保混凝土原材料达到相关标准，同时在施工技术人员的选拔上要严格准入制度，并根据实际施工情况进行定期培训，关注国内外最新的技术和科研趋势，提升企业自身在技术创新和材料研发方面的优势。另外，施工企业还要重视前期对施工现场环境的检测和考查，尤其是对现场气温的变化要进行准确记录。最后，在混凝土配比以及建筑施工过程中要严格按照施工设计方案进行，制定明确的建筑施工程序，确保工程施工活动有明确的参照依据，确保建筑物达到相应的建筑质量标准。

4 结束语

综上所述，在所有的土木工程施工中，混凝土裂缝是施工中普遍的质量问题，只要有裂缝产生，就会引起工程质量严重的安全隐患，甚至影响维护工程的耐久性，从而引发结构质量的问题。因此，要高度关注裂缝现象，找到引发裂缝的主要原因，并制定出行之有效的预防和应对措施，还要在土木工程施工中，满足其标准化，规范化与科学化的设计要求，从根本上推动土木工程的稳步发展。

参考文献：

[1] 潘永灿.建筑工程中混凝土结构裂缝的预防与控制[J].住宅与房地产，2017(3).

[2] 张二渊.土木工程中混凝土施工技术方案分析及研究[J].居业，2018(4).

[3] 黄馨.土木工程中大体积混凝土结构施工技术研究[J].工程技术研究，2019(2).

作者：陈伟泽