混凝土结构具有很多优点,如整体性好,就地取材方便,耐火性好,节约钢材,节约成本,但是我们也应该意识到钢筋混凝土同时也存在一些问题,如自重大,这对于大跨度和高层建筑都是不利的,其次混凝土结构抗裂性差,正常情况下,钢筋混凝土结构是带裂缝工作的,如果裂缝较大,首先给人不安全的感觉,据统计,商品房中因为裂缝问题投诉占到了总投诉量的60%,而且裂缝大会严重影响结构的耐久性和应用范围,特别是桥梁结构等一些长期处于比较恶劣的环境中。
本文在介绍建筑物裂缝的基本概念及产生原因的基础上,对钢筋混凝土结裂缝产生机理进行了深入探讨,同时介绍了裂缝控制的原理和较为有效的控制方法。
关键词:建筑物;混凝土裂缝;控制The concrete structure has many advantages, such as good integrity, convenient use, good fire resistance, steel saving, cost saving, but we should also be aware of the reinforced concrete also exist some problems, such as self important, which is disadvantageous for the long-span and high-rise buildings, the crack of concrete structure, under normal circumstances and the reinforced concrete structure cracks, if cracks bigger, first give people the feeling of insecurity, according to statistics, commercial housing complaints accounted for because the crack problem of 60% of the total volume of complaints, and cracks will seriously affect the durability and the scope of application of the structure, especially the structure of the bridge and some long-term in a relatively poor in the environment. Based on the introduction of basic concepts and reasons of building cracks on the mechanism of concrete structure cracks are discussed, and introduced the principle of crack control and control method is more effective. Key words: building; concrete crack; control目录摘要 .............................................................................................................. 错误!未定义书签。
Abstract ........................................................................................................ 错误!未定义书签。
1 绪论 (4)1.1研究背景及意义 (4)1.2国内外研究现状 (4)1.3本文所做的工作 (5)2 相关概念及混凝土裂缝的危害 (6)2.1裂缝的概念 (6)2.2产生裂缝的必然性 (6)2.3裂缝的危害 (7)3 钢筋混凝土裂缝原因分析 (7)3.1混凝土的微观裂缝与宏观裂缝 (7)3.2混凝土的热物理特性 (8)3.3几种常见裂缝的特征与区别 (9)3.4混凝土裂缝原因分析 (10)3.5混凝土裂缝产生机理 (12)4钢筋混凝土裂缝预防与控制 (13)4.1裂缝控制的概念和常见的方法 (13)4.2设计方面的措施 (15)4.3材料方面的措施 (15)4.4施工技术方面的措施 (15)5结论与展望 (17)参考文献 (18)浅析混凝土裂缝的原因、预防与处理1 绪论1.1研究背景及意义在经济市场化的今天,建筑产品也在往商品化方向发展,作为此商品用户的我们对建筑产品的工程质量的要求也越来越严格。
在所有建筑产品工程的质量问题中,建筑的裂缝问题一直是困扰各建设参与方以及用户的难题。
建筑物上的裂缝直接影响到建筑物的外观形象,对于有些裂缝问题严重的建筑物,甚至还会引起相关的法律诉讼。
根据有关资料统计显示:在商品住宅的投诉中,因为裂缝问题所引起的投诉约占工程质量问题的六成以上。
建筑物无论是在施工过程中还是在使用期间都会在不同部位出现裂缝,这些裂缝不但会影响结构的承载能力,降低结构的刚度,影响建筑物的整体性,降低结构的耐久性和使用寿命,大的裂缝可能是结构或构件彻底报废,造成工程返工、材料浪费、延迟工期以及较大的经济损失。
所以,控制和预防施工期间的裂缝一直为建设单位、施工企业等工程相关各方所关注,预防和控制混凝土裂缝是一个迫切需要解决的技术难题。
1.2国内外研究现状1.2.1国外研究现状20世纪30年代,北美的一座坝体,在施工过程中出现开裂,研究者认识到大体积混凝土在水泥水化反应过程中放出了大量的热量,导致混凝土内部温度明显升高,之后又经历温度下降的过程,混凝土收缩且受到约束,继而产生了裂缝,故研究者开始研究混凝土早期开裂的问题。
研究初期,工程人员提出了掺入火山灰来减少水化热的方法,对于混凝土结构物失水收缩产生的开裂问题,提出了浇水、喷雾的方法来解决。
九十年代,一个被称为“Improved Production of Advanced Concrete Structure(IPACES)(1997-2001)的联合科研项目被欧共体国家实施,项目组研究了高性能混凝土的水泥水化、收缩变形、早期力学性能、现场实测方法等内容,提出了一套专家系统,此系统可用于混凝土工程的设计和施工阶段早期混凝土裂缝的控制,使混凝土早期收缩裂缝的研究提高到了一个新的水平。
H.R.Lu认为混凝土开裂跟混凝土的抗拉强度有很大关系,而混凝土的抗拉强度又跟强度、配合比、养护龄期的影响,故以混凝土拉应变能力预估开裂要比抗拉强度更方便、简洁,同时,以拉应变能力建立的概率模型还可以预估不同配合比条件下的混凝土的裂缝。
Ei-ichi研究了水泥、水灰比、外加剂、矿物掺合料对早期收缩的影响,表明水灰比降低,收缩增大,部分掺合料可减小自收缩。
Pietro Lura详细研究了水泥类型、养护温度对高性能混凝土的早期收缩的影响。
结果表明,养护温度升高,混凝土的自收缩不会增大,但是会使收缩的速度加快,同样的温度条件下,矿渣水泥混凝土的早期收缩比用普通波特兰水泥拌合的混凝土大。
O.Bernard针对早期自收缩对混凝土构件性能的影响进行了试验研究。
1.2.2国内研究现状近代科学的混凝土微观研究和工程实践都表明,混凝土的裂缝是无法消除的,在满足一定的质量和耐久性的要求下,裂缝是可以存在的,科学研究的目的是要把裂缝控制在安全范围内。
我国对建筑物的裂缝控制的研究起步较晚,二十世纪五六十年代时,对混凝土结构的计算还是参考国外的数据,不能解决一些特殊问题。
很对我国的建筑材料,我国研究人员在80年代开始进行试验研究。
1982年,建工总局科技局制定建筑发展计划,中国建筑科学研究院成立专题研究组进行试验工作,取得了大量混凝土特性资料,再通过标准试件的试验研究,得出了一些基本的公式。
这些专题研究,填补了我国混凝土裂缝研究的空白。
王铁梦教授系统分析裂缝发展规律,提出“预防”和“抵抗”结合的设计原则,结合实践,提出了裂缝控制的计算式。
文梓芸教授研究了外加剂、矿物掺合料对水泥砂浆开裂的影响。
建材专家姚燕教授研究了高性能混凝土的早期收缩开裂。
90年代,建筑专家王铁梦教授提出了混凝土结构裂缝控制的综合方法,从材料优选、环境条件、结构力学近似计算法等方面进行了研究论述。
1.3本文所做的工作本文在介绍建筑物裂缝的基本概念及产生原因的基础上,对钢筋混凝土结构裂缝产生机理进行了深入探讨,同时介绍了裂缝控制的原理和较为有效的控制方法。
第一章,通过查阅大量的参考文献,总结出本文的研究背景及意义,通过分析国内第二章,主要论述了混凝土裂缝的相关概念,以及说明了混凝土裂缝对工程的危害性。
从而得出本文的研究目的。
第三章,对钢筋混凝土裂缝产生的原因以及机理进行系统分析,从根本上找出裂缝产生的原因,这样便于更好的解决问题。
第四章,混凝土裂缝的控制,根据第三章裂缝产生的原因,在工程施工过程中有针对性的提出预防以及处理。
得出本文的核心论点。
第五章。
是对本文所论述的进行总结,以及下一步工作的展望。
2 相关概念及混凝土裂缝的危害2.1裂缝的概念裂缝是固体材料中的某种不连续现象,在学术上属于结构材料强度理论范畴。
混凝土是由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均质脆性材料。
大量工程实践和有关混凝土强度的学术细观研究共同表明,裂缝是混凝土材料的特征之一,工程结构物的裂缝是不可避免的,这是一个相当普遍的现象。
因此,建筑结构的开裂问题一直以来都是国内外有关专家学者关注的课题之一。
混凝土裂缝可分为微观裂缝和宏观裂缝,宏观裂缝是由微观裂缝发展而来的。
从工程实用性上来说,我们所说的裂缝问题通常就是指宏观裂缝,这类裂缝对混凝土的宏观强度及对结构物的耐久性和适用性有害。
本文探讨的裂缝问题也是指工程人士普遍关心的对结构功能有不利影响的宏观裂缝问题。
裂缝的产生与挠度也有一定的关系,挠度弯曲变形时横截面形心沿与轴线垂直方向的线位移称为挠度,用Y表示。
简言之就是指梁、彬架等受弯构件在荷载作用下的最大变形,通常指竖向方向Y轴的,就是构件的竖向变形。
由于混凝度抗压性能远小于抗拉性能,混凝土呈现的是一种近似脆性的材料,结构构件挠度大说明变形大,进而伴随着裂缝的增大,因此挠度与裂缝也有着重要关联。
2.2产生裂缝的必然性混凝土在硬结的过程中,就己存在微观裂缝和微孔,这些微观裂缝和微孔对作为混凝土宏观表现的物理化学性质有相当大的影响。