混凝土开裂原因论文

2022-05-14

本文一共涵盖3篇精选的论文范文,关于《混凝土开裂原因论文(精选3篇)》，仅供参考，大家一起来看看吧。摘要：新型墙体材料主要有多孔砖、蒸压灰砂砖、混凝土小型空心砌块、加气混凝土砌块等，但随着新型砌块大量用于房屋建筑，墙体普遍出现了较严重的开裂，墙体开裂问题日益突显。

第一篇：混凝土开裂原因论文

衬砌引水隧道开裂的原因分析及治理技术

作者简介：彭百胜，1979年1月28日出生，湖南浏阳人。学历：本科。从业方向：工程项目管理。工作单位：长沙水业集团有限公司。

摘要：为了确保引水隧道的安全、高效运转，必须进行隧道衬砌，而衬砌的施工质量直接影响到隧道施工的安全。对于衬砌结构的质量问题，若不及时进行评估，并提出符合技术、质量要求的合理的治理措施，不但会影响隧道的正常使用，还会导致隧道结构的进一步损伤和功能的损害，从而导致人员、资金的损失。

关键词：引水隧道;衬砌;开裂原因;检测方法;治理技术

引水隧道衬砌是以钢筋混凝土等材料以拱圈、边墙、仰拱和底板的形式支撑和维持隧道的长期稳定性和耐久性的永久结构物。隧道的衬砌结构形式，应根据隧道的地质地貌、结构的合理性、施工方法、施工工艺等方面综合考虑。

一、引水隧道衬砌的功能

引水隧道衬砌应具有足够的强度和耐久性，并具有一定的抗冻、抗渗和抗冲刷能力。它的功能有：①支撑和维持隧道的稳定;②控制围岩的变形，确保围岩的稳定性，防止围岩的风化;③抗围岩压力、内水压力等荷载;④预防渗漏;⑤防止岩体受水流、空气、温度、干湿变化等因素的侵蚀和破坏;⑥降低表面粗糙度。

二、衬砌引水隧道开裂的原因分析

衬砌裂缝是隧道衬砌结构承载能力超过其强度的一种表现形式，而二次衬砌的开裂是一种普遍现象。衬砌裂缝是隧道破坏的最直接表现，它的承载能力超过了本身的极限，它包括了从低层向断裂发展的变形特性，是引水隧道施工过程中衬砌结构安全状况的一个重要指标。根据产生原因，衬砌开裂可分为两种类型：变形开裂和受力开裂。1.变形开裂。造成变形开裂是由温度效应、混凝土早期收缩、基础不均匀沉降等原因造成的。其特点是：①由于温度、养护等因素所造成的裂缝，其宽度一般都很短，且走向没有明显的规律性，危害程度也不大;②非均匀沉降引起的裂缝，往往会因不均匀沉降方向而形成一条长大的纵向或环形裂缝，这与不均匀沉降的稳定性有一定关系。一般情况下，变形裂缝对结构的承载力没有影响。2.受力开裂。受力裂缝普遍存在，其产状具有一定的规律性和同向性，其裂缝的长度、宽度、深度通常都很大，严重地影响了其承载力，并对其安全造成了长期的危害。在已建成的引水隧道中，对其进行了应力裂缝评估。特殊的水文地质环境，致使引水隧道在使用过程中出现了衬砌裂缝，其原因有：①前期大量的引水隧道由于技术水平的限制，无法对围岩的收敛性和变形进行科学、准确的判别，盲目进行二次衬砌，致使混凝土不能有效抵御围岩的变形，从而发生裂缝;②模板拆除过早，拆模后维护不当(尤其是在洞口附近)，致使引水隧道的承载力不足，混凝土无法有效抵御外力，发生局部变形，发生应力二次分配，从而使衬砌结构开裂。

不论是变形开裂还是受力开裂，与以下衬砌引水隧道灾害息息相关：

1.渗漏水。渗漏水是引水隧道中常见的一种病害，严重影响了引水隧道的耐久性和安全性。渗漏水也是导致材料恶化的一个重要因素，尤其是在漏液表现出强烈的酸性时，会使混凝土发生严重的恶化。其主要原因是：①混凝土属水硬性物质，在水化作用下，混凝土的致密程度会受到影响;②硫酸盐腐蚀会增大混凝土的孔隙，从而产生膨胀性产品的膨胀率大于或高于混凝土的极限拉伸强度，从而产生微裂纹，从而造成材料的破坏。渗漏水对混凝土衬砌结构的安全与稳定有以下几方面的影响：①由于渗漏导致衬砌结构承受的扬压或渗漏压力增加;②由于渗漏溶蚀导致混凝土性能的劣化即强度降低;③引起腐蚀、侵蚀、冻融、钢筋锈蚀及地基冻胀等病害，加速混凝土衬砌结构的老化，缩短了引水隧道的使用寿命;④在冬天，如果出现结冰，则会导致拱部结冰，伴随冻融循环而形成冻害。

2.材料劣化。在引水隧道工程中，由于受地层应力大、围岩压力大、渗透压力大，以及多种腐蚀性离子的侵蚀，特别是硫酸根的侵蚀，以及衬砌结构的碳化，导致材料退化。硫酸盐腐蚀的机制主要有以下几个方面：①由于水泥中含有的矿物水化反应产物不能在硫酸环境中稳定存在，与其它产物发生化学反应;②主要产物石膏、钙矾石等是主要的腐蚀产物，③石膏结晶会使构件体积膨胀，产生裂缝，使材料变质。衬砌的碳化程度与衬砌强度、钢筋腐蚀指数等指标之间有一定的关系。混凝土碳化会降低混凝土中的酸碱度，进而破坏其表面的钝化膜，在水中与氧的协同作用下，会产生锈蚀，造成混凝土的体积膨胀，造成混凝土的剥落、开裂，锈蚀钢筋与混凝土的结合，造成钢筋截面面积减小，衬砌结构的承载力下降。

3.衬砌的变形。引水隧道衬砌结构的变形主要是由于隧道开挖会使地下水流通道发生变化，使隧道内的外部压力增大。②隧道施工过程中因开挖爆破产生裂缝，使地下水流入隧道，裂隙水流会将岩体中的填充物带走，使其失稳加快，使其承受能力急剧下降，从而引起岩体垮塌，使衬砌发生裂缝。(5)衬砌剥离引水隧道在施工过程中出现的衬砌剥离问题，其原因有：①由于地处西北寒带的导水隧道常常遭受流冰的侵袭，在冬季和春季，大量的冰流涌入引水隧道，由于水流速度和冲角的变化，会导致隧道的局部破损，长时间的撞击会导致引水隧道的混凝土脱落，严重影响隧道的正常工作，严重的影响了隧道的正常工作，严重的影响了隧道的正常使用。在冻胀型围岩中，由于水体淤积的增大，很容易引起拱顶附近的衬砌出现冻胀、裂缝、混凝土骨料胀裂、砂浆和混凝土脱落等现象。

4.衬砌背后空洞。由于施工方法、施工质量和混凝土收缩等因素的影响，在引水隧道中往往会产生较为严重的衬砌后空洞现象。造成衬砌背面孔洞的具体原因：①隧道衬砌为整体式模板台车，在浇筑到拱顶时，因防水卷材未预留，拱顶防水卷材紧密导致其背面与初期支护有一定间隙无法灌注混凝土，造成直接空洞;②混凝土浇筑至拱顶后，没有及时调节混凝土的水灰比，导致浇筑时泵压不稳，导致拱顶浇筑不充分，导致出现孔洞;③封头模板与前期支护未紧密结合，导致浇筑不充分，导致拱顶顶部出现空洞。②二次衬砌受力及围岩应力状况的变化，使二次衬砌上部边沿易出现裂缝，使混凝土碳化、钢筋锈蚀、冻害等问题;③由于衬砌深度太大，导致围岩失稳、失稳、失稳、失稳。

三、衬砌引水隧道开裂的检测方法

(1)隧道变形检测

在所选剖面上设置多个位移测量仪，测量隧道内的位移;在钢筋混凝土拱架上安装钢筋应变仪，测量钢筋混凝土梁在钢筋混凝土中的受力;利用全站儀对隧道进行了检测，得到了隧道的变形率。

(2)混凝土裂缝检测

在二次衬砌砼表面安装裂缝计，观察裂缝的变化。它主要是对裂缝的形态、宽度、长度、深度以及裂缝的位置及分布进行测试。

(3)利用超声波回弹法和钻心法对混凝土强度检测

首先对混凝土进行大面积的回弹测试，并根据回弹测试的结果，结合隧道混凝土的外观、裂缝等现状，选择具有代表性的部分进行混凝土芯样的钻孔，以检测混凝土强度。

(4)钢筋锈蚀状况检测

利用钢筋探测器对被测钢筋的位置进行定位，去除保护层，使钢筋裸露。利用游标卡尺对钢筋剩余直径、腐蚀坑深度、长度和锈蚀厚度进行了测量，精度可达0.01毫米。

(5)对地下水的水质及渗透压进行检测，

对其进行全面的矿化度、 pH值及各类有害离子的测定。在所选剖面的拱顶、左右墙和底板中间各埋一根渗压仪，测量渗压的变化。

(6)用地质雷达检测衬砌厚度及衬砌背面的缺陷。

四、衬砌引水隧道开裂的治理技术

(1)采用锚杆灌浆、钢筋拱架加固、衬砌、回填、固结灌浆、接触灌浆等措施进行防治。

(2)对洞口裂缝，尤其是病险部位的纵环向裂缝、灌浆缝进行处理，并采取防渗、防腐蚀措施;

(3)对基板隆起变形、因冲刷、冻胀等原因造成的基板凹坑、砼护面、侧墙、拱顶砼剥落、脱落洞口等部位进行加固，并采取防冻胀、防渗、腐蚀措施;

(4)疏通原有排水孔，加强和完善排水设施;

作者：彭百胜

第二篇：建筑工程墙体开裂原因及控制

摘要：新型墙体材料主要有多孔砖、蒸压灰砂砖、混凝土小型空心砌块、加气混凝土砌块等，但随着新型砌块大量用于房屋建筑，墙体普遍出现了较严重的开裂，墙体开裂问题日益突显。

关键词：墙体开裂；质量；裂缝；原因；控制措施

一、砌块墙体裂缝产生的原因分析

1、砌块材料自身的原因

①混凝土小型空心砌块及加气混凝土砌块是由混凝土组成的。混凝土是一种复合材料，它是由骨料、水泥石、气体、水分等所组成的非均质材料胶结而成的，在温度、湿度变化条件下，混凝土逐步硬化，同时产生体积变形，这种变形是不均匀的；水泥石收缩较大，骨料收缩很小；一般来说，骨料与砂浆具有不同的的热膨胀系数，骨料的热膨胀系数通常取在0.7×10-5/℃，混凝土的热膨胀系数通常取为1×10-5/℃，不同类型骨料混凝土的热传导系数亦不同。

②混凝土中的自由水蒸发会引起混凝土的干缩，从而引起砌块自身开裂。

③混凝土中胶凝物质在大气中CO2的作用下，会引起炭化收缩，导致混凝土自身开裂。砌块上墙后，由于自身的收缩，会引起墙体内部产生一定的应力，当这种应力大于墙体的抗拉与抗剪强度时，墙体就会产生开裂。

④砌块是由混凝土制成的一种空心墙体材料，它具有混凝土脆性属性，在生产和运输过程中，因振动会产生细小的裂缝，上墙后在外界因素的作用下就会产生墙体上的宏观裂缝。

⑤由于砌块自身材料的原因，混凝土砌块需要成型养护28天，此时砌块的变形约完成60%，砌块变形要完全稳定需长达3-5年，而在生产到施工过程中，有时砌块龄期不到即已出厂，且龄期很难检查控制，这也是造成墙体开裂的原因之一。

2、温差作用的原因

混凝土砌块砌体的线膨胀系数约为1×10-5，是实心粘土砖砌体的两倍，因此，砌块墙体对温度的敏感性比砖砌体高，很容易受温度变化引起变形导致墙体开裂，温度裂缝是造成墙体早期裂缝的主要原因。

3、地基沉降的原因

由于建筑物不均匀沉降，引起建筑物的墙体结构内的附加应力，而砌块砌体的抗剪性能大大低于粘土砖，这是导致墙体产生剪拉斜向开裂或垂直弯曲开裂主要原因。

4、设计方面的原因

由于设计人员对砌块墙体材料的性质不够了解，在设计过程中往往采用传统的设计方法，且在构造上不采取防裂、抗裂措施，形成“穿新鞋、走老路”的现象，这样难免使砌块墙体出现开裂。

5、施工方面的原因

①空心砌块墙体是由人工砌筑的，由于空心砌块块体较高和孔洞的存在，使竖缝砂浆不易饱满，水平缝接触面积小，不便铺砌，导致水平及竖向灰缝砂浆饱满度达不到要求，从而减弱了墙体抗剪、抗拉和抗变形能力，引起墙体开裂。

②在施工过程中仍沿用传统的砌砖操作工艺，使用传统的砌筑砂浆，而不使用专用砌筑砂浆，导致砌块之间粘结不牢，墙体抗拉、抗剪强度降低，从而引起墙体开裂。

③现场材料的堆放不采取有效措施，受潮后仍上墙，引起二次干缩。

由于以上原因的存在，如果在各个环节不引起重视，砌块墙体的开裂是在所难免的。

二、砌块墙体裂缝控制措施

1、设计环节的措施

我国新《砌体结构设计规范》GB50003-2001根据住房商品化的要求，较大地加强了砌体结构房屋抗裂措施，特别是对新型墙材砌体结构的防裂、抗裂构造措施，为防止或减轻墙体开裂，根据规范并结合实际情况，应采取以下措施：

①为了防止或减轻房屋在正常使用条件下，由温差和砌体干缩引起的墙体竖向裂缝，应在墙体中设置伸缩缝。伸缩缝应设在因温度和收缩变形可能引起应力集中、砌体产生裂缝可能性最大的地方。

②为防止或减轻房屋墙体裂缝，在设计时可根据情况采取下列构造措施：

⑴增大基础圈梁的刚度。

⑵在地基不均匀的情况下，底层窗台墙体的第2与第4灰缝中各设φ4钢筋点焊网片或2φ6钢筋，并伸人两边窗间墙内不小于600mm，以控制垂直裂缝的发生。

⑶采用钢筋混凝土窗台板，窗台板嵌入窗间墙内不小于600mm。

⑷墙体转角处和纵横墙交接处宜沿竖向每隔400-500mm设拉结钢筋，其数量为每120mm墙厚不少于1φ6或焊接钢筋网片，埋入长度从墙的转角或交接处算起，每边不小于600mm。

⑸对混凝土砌块墙体，宜在底层门、窗过梁上方的水平灰缝内及窗台下第一和第二道水平灰缝内设置焊接钢筋网片或2φ6钢筋，焊接钢筋网片或钢筋应伸入两边窗间墙内不小于600mm。

2、砌块生产环节的措施

在砌块的生产环节要加大管理力度。目前，在生产领域存在生产设备质量不过关、质量体系不健全等问题，导致生产出来的砌块密实度达不到要求、几何尺寸差、缺棱掉角、含水率高、不进行防潮包装、龄期达不到要求等以一系列问题。而砌块本身质量的好坏与墙体开裂有很大的关系。所以，针对生产环节，要采取以下措施：

①引进高质量的生产设备，淘汰那些手工作坊式的生产工艺，保证砌块生产质量。

②把好材料出厂关，砌块的龄期必须达到28d以上，砌块的规格、强度等级、含水率等应经严格检验。符合要求方可进入施工现场使用。砌块的运输和堆放要注意防止雨淋，保持堆放场地干净整洁，不积水，运输过程严禁随意倾卸。

3、施工环节的措施

①严格控制砌块28d后才能出厂和上墙砌筑，保证混凝土砌块保养期。混凝土砌块建筑的干缩裂缝对建筑物影响很大。而其中一个非常重要的环节就是要控制好混凝土砌块本身原有的含水率。除了生产企业提高砌块本身内在质量包括控制其最大吸水率以外，非常重要的一条就是要保证混凝土砌块的28d龄期再上墙，从实践来看，保证砌块龄期一个月以上上墙效果更佳。

②混凝土砌块砌体应采用砌块专用砂浆砌筑，砌筑砂浆须采用和易性好、粘结力强、稠度控制在50mm以下的混合砂浆，严禁用水泥砂浆砌筑。

③墙体水平灰缝和竖缝必须饱满，水平缝灰浆饱满度达到90%，竖缝灰浆饱满度应达到80%，严禁砌体出现瞎缝和透明缝。

④严禁雨后砌筑墙体和浸水、受潮砌块上墙砌筑。

⑤为了避免新砌体压缩变形过大，严格控制日砌高度，外墙日砌高度在2m左右为宜。

⑥保证顶层或最上两三层的砌体砂浆强度不小于M7.5，增加墙体的抗剪抗拉能力，保证墙体的整体刚度。

⑦外墙内侧设有暗管暗线时，应使用同种材料带纵槽或横槽的异型辅助砌块，施工时要密切和水电施工人员配合，砌墙时确保预留管、线槽位置的正确，禁止在外墙砌好后凿槽、凿孔等。另外外墙砌体不宜吊挂重物，设计上应考虑用跳板、阳台等安放空调设备。

⑧可在窗台下砌体中增加配筋或砌筑反拱，抵抗基础的反作用。

三、结论

当裂缝出现后，要通过认真分析，作出正确判断，采取有效措施控制裂缝发展，确保结构安全，延长使用年限。针对目前填充墙开裂现象多的情况，除了应严格按照规范施工，抓好施工管理，同时要从设计阶段、施工阶段，针对结构、材料特點，采取相应的构造措施，才能真正解决墙体开裂的问题。

作者：黄启龙

第三篇：DPC2803型往复式压缩机组动力缸体开裂原因

摘要：本文介绍了DPC2803型往复式壓缩机构造和工作原理，针对往复式压缩机动力缸体开裂原因展开分析，通过研究制定了一系列预防缸体开裂的实施措施，从而降低缸体的损坏率，延长缸体使用寿命。

关键词：缸体构造原理;缸体开裂原因分析;预防措施

前言

DPC2803型往复式压缩机组缸体，是可燃气体压缩、燃烧的空间，压缩机组工作中，燃气温度最高能达到2200-2800℃，压力高达1-3MPa，高温直接作用于燃烧缸缸体内壁，外壁受水的冷却，缸体承受的热应力较大，因此压缩机组动力缸体不仅要求其有较高的强度和刚性性能，还要具备良好的稳定性，强大压力下不会产生变形。但是实际中过大的热负荷、过高燃烧会产生强烈的摩擦，会造成压缩机组动力缸体损伤，进而引起缸体开裂，使压缩机停止工作。本文通过对DPC2803型往复式压缩机组动力缸体开裂原因，进行分析研究，进而提出了多种有效措施来避免动力缸体损坏，并取得了较好成绩。现将研究过程阐述如下。

1动力缸缸体构造和原理

动力缸缸体制造工艺标准高，内部经过打磨加工，增强压缩机组缸体稳定性，耐高温高压性能好。

压缩机组动力缸体中的活塞运动时，活塞先关闭进气口，再封闭排气口，使得燃气进入压缩机组动力缸体中，活塞继续运动此为压缩过程;当火花塞点燃气体，气体产生膨胀作用，推动活塞运动，此为做功冲程;活塞运动吹扫缸内的废气，有助于废气的排放。

2动力缸体开裂原因分析

2.1产品设计存在缺陷

DPC2803型往复式压缩机缸体发生开裂主要原因是产品设计、结构方面存在缺陷，即发动机曲轴上无平衡块及减震装置，当发动机工作时因强烈的振动使缸体结构内应力增加，并且随转速变高不断增加，尤其是机器满载或负重情况下最为严重，因发动机高速运转，曲轴不断扭转振动就会造成缸体开裂，且缸体相关部件也会开裂，引起多方面损坏，从而降低压缩机的使用寿命。为降低压缩机高速运转中由于曲轴振动扭转造成的损坏，在曲轴位置增加减震器装置，扭振器、曲轴平衡块从而提高了发动机工作中的稳定性。利用这一措施，从而使缸体开裂的应力降低。

2.2材质原因

当铸造性能工艺不符合标准要求，出现沙眼和气泡等现象，就容易降低缸体强度，当压缩机在高温、高压下工作时，容易出现缺陷地方的缸体开裂。

2.3润滑异常

当DPC2803型往复式压缩机机组进行工作，润滑方式有两种：飞溅式润滑和注油式润滑。发动机曲轴箱采取的是飞溅式润滑：通过一定的措施使机油飞溅，从而达到连杆小头、主轴盖位置的机油盘都有机油，机油随着油通道顺利到达轴承和滑道。另外注油润滑。注油位置有压缩缸体、动力缸体等，是通过过滤器和注油器来进行润滑的。当往复式压缩机机组工作中动力缸润滑油少或缺失，会造成动力缸体不能被有效润滑，加大对动力缸体的磨损，降低动力缸体的使用寿命;当润滑油遭到污染，会造成发动机组动力缸内积碳严重，积碳遇到高温在缸体内快速升温，增加了缸体的热负荷，过高的温度会对发动机造成损伤，从而引起压缩机组动力缸体开裂。

3动力缸体维护预防措施

3.1从产品设计上

为降低发动机高速运转中由于曲轴振动扭转造成的损坏，在曲轴位置增加减震器装置，扭振器、曲轴平衡块从而提高了发动机工作中的稳定性。利用这一措施，从而使缸体开裂的应力降低38%，这足以说明，扭振器、曲轴平衡块对解决发动机缸体开裂具有重要的作用[1]。

3.2铸造性能工艺上

往复式压缩机缸体铸造性能标准要进行严格控制，在焊补工艺中要严格依照

工艺标准进行，使产品符合质量标准的要求。

3.3积碳问题处理

当燃烧室内的积碳沉积严重，造成动力缸缸体薄弱处的开裂损坏，基于此，为避免此类情况发生，应该现场对破损的空气滤网进行清洗和更换，防止空气中的杂质进入缸内燃烧室进行燃烧，从而保证缸体内外的压差不超过2000Pa

3.4定期进行监测

利用专业的检测设备定期对DPC2803型往复式压缩机组作业情况进行检测，利用如点火、温度、压力和震动曲线图来检测压缩机组动力缸内的运行状况，发现故障，分析原因，并由专业检修人员消除故障隐患，从而延长压缩机组动力缸体使用寿命。

3.5定期维护保养

对往复式压缩机组进行保养，利用拆卸火花塞，进行检查火花塞腐蚀情况。当发现火花塞腐蚀情况较严重时，要拆卸压缩机组动力缸检查其内部，及时对缸体的积碳进行清理，必要时更换活塞环。从而降低燃烧室的失火、早燃现象，延长缸体的使用寿命[2]。