墙体或混凝土裂缝控制与措施毕业论文

墙体或混凝土裂缝控制与措施毕业论文

裂缝产生的原因

裂缝产生的原因可以分为两类：（1）结构性裂缝是由于外荷载引起的，包括常规结构计算中的主要应力以及其他的结构次应力造成的受裂缝；（2）材料型裂缝，是由于非受力变形变化引起的，主要是由温度应力和混凝土的收缩引起的；（3）施工原因。

1.1 温度裂缝

温度裂缝产生的主要原因是外温差引起的温度应力。大体积混凝土由于水泥水化过程产生的水化热积累，浇筑后3～4d混凝土部温度急剧上升引起的混凝土膨胀变形，混凝土部应力表现为压应力，此时混凝土的弹性模量很小，由于温度变化引起的受基础混凝土膨胀变形仍旧很小。温度峰值过后，混凝土由升温期转为降温期，混凝土开始收缩，部应力表现为拉应力。此时混凝土的弹性模量较大，降温引起的受约束的收缩变形会产生相当大的拉应力，当拉应力超过混凝土同龄期的抗拉强度时，就会产生温度裂缝，对混凝土结构产生不同程度的危害。此外，在混凝土部温度较高时，外部环境温度低或气温骤降期间，外温差过大在混凝土表面也会产生较大的拉应力而出现表面裂缝。

1.2 收缩裂缝

收缩裂缝包括干燥收缩，塑性收缩、自身收缩、碳化收缩等。这里主要介绍干燥收缩和塑性收缩。

1.2.1 干燥收缩

干燥收缩多出现在混凝土养护结束后的一段时间或混凝土浇筑完毕后的一周左右。干缩裂缝产生的主要原因；混凝土受外部环境影响，表面水分损失过快，变性过大，部混凝土变性较小，较大的表面干缩变形受到混凝土部约束，产生较大的拉应力而产生裂缝。相对湿度越低，水泥浆体干缩越大，干缩裂缝越易产生。混凝土干缩主要与混凝土水灰比、水泥成分、水泥用量，集料性质和用量，外加剂用量等有关。

1.2.2 塑性收缩

塑性收缩是混凝土终凝前，表面因失水过快而产生的收缩，一般在干热或大风天气出现。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素，由水灰比、混凝土的凝结时间、环境湿度、风速、相对湿度等。

1.2.3早龄期收缩

早龄期收缩特指混凝土浇筑后3d的干燥收缩值（包括干燥收缩），文献【5】的研究表明，混凝土浇筑后早期得不到有效地保湿养护，那么早龄期，尤其是第1天的干缩被大大加剧了

2. 外墙裂缝的产生原因

外墙裂缝除了以上介绍的原因外还有，就是局部设计的缺陷

2．1局部节点设计缺陷

①保温设计中常常忽视对结构挑出部位，如阳

光、雨罩，靠外墙阳台栏板、空调室外机隔板、附

壁柱、凸窗、装饰线、靠外墙阳台分户隔墙、檐

沟、女儿墙外侧及压顶等部位的保湿。

②在保温层与其它材料的材质变换处，材

质间的弹性模量和线性膨胀系数不同，在温度

应力的作用下的变形也不同，极易产生层裂

缝。

③窗口周边及墙体转折处等易产生应力集

中的部位未铺网格布来分散应力，从而产生裂

缝。

3.预拌混凝土预拌泵送属于大流态混凝土，它与过去现场拌制的塑性混凝土相比，有塌落度大、砂率大，水泥用量的3个显著特点，因此泵送出现裂缝的概率也以往多。

混凝土主要靠水泥水化后与骨料生成人工石，水泥是增强的主要胶结材料。水泥的化学收缩与水泥的品种、标号、细度、用量有关。随水泥标号提高，细度增多，混凝土的收缩值增加。混凝土拌合物在经历化学收缩，塑性收缩，碳化收缩及干燥收缩后，总收缩率约为0.04%～0.06%，所以混凝土自身收缩是其固有的物理特性，也是预拌泵送混凝土出现裂缝的根本原因所在。

4.施工因素

4.1 混凝土墙体发生较大的收缩变形

（1）混凝土中水泥用量偏大 C40、C50预拌泵送混凝土、水泥用量为400～500 Ｋg/m3 （2）施工中养护不力 3～7d拆除模板后，没有覆盖或浇水保湿养护

（3）水平钢筋配筋率低。

（4）膨胀剂使用效果不佳掺膨胀剂后，达不到14d限制膨胀率指标，没有发挥出补偿收缩作用。

5. 混凝土墙体发生了过大的温度变形

（1）水化热引起的温度变形

再拆模后混凝土显著降温使混凝土出现表面裂缝，随着继续降温和收缩，侧面处混凝土拉应力超过fct，裂缝向纵深发展，直至贯通。

（2）昼夜温差引起的变形进入9月份昼夜温差11～13ºC直接暴露于大气中的混凝土，因为混凝土存在“传热滞后现象”，考虑混凝土随气温变动出现6ºC的瞬时降温差，经计算混凝土18d 龄期的综合温差应力为：δ(18)=1.751MPa

δ(18)> fct (18)=1.68MPa (开裂)

裂缝的控制措施

一、早期裂缝的控制

早期裂缝的形成，最开始是由于初凝至终凝前后塑性裂缝的出现，这类裂缝中宽度较大的部分细小的微裂缝（称为“隐式裂缝”）则容易被忽视，则在其后的干燥收缩过程中，在出现这类隐式裂缝的薄弱部分，裂缝进一步扩展，最终成为“显式裂缝”，即通常所指的干缩裂缝，由于此时混凝土强度与刚度发展均已相当成熟，因此，处理这类裂缝已不像凝结前后的塑性裂缝那样，可以通过二次抹平等简单方式加以修复。

研究表明，控制这类早期裂缝（包括收缩裂缝与早期干缩裂缝）是有显著效果的

二、早期养护对早龄期收缩的抑制作用

1 早龄期收缩

早龄期收缩特指混凝土浇筑后3d的干燥收缩值（包括干燥收缩），文献【5】的研究表明，混凝土浇筑后早期得不到有效地保湿养护，那么早龄期，尤其是第1天的干缩被大大加剧了。

2 相对温度的控制

早期养护的关键是保证混凝土浇筑后性能发展所需的一定湿度环境。周围环境的相对湿度对混凝土早期性能尤其是收缩性能的影响很大。文献【5】研究发现，早期相对湿度降低越多，混凝土收缩增幅越大，因此在混凝土浇筑的早期，控制好一定的相对湿度对混凝土收缩的抑制是很关键的。

3 早期养护为主，材料减缩为辅的裂缝控制理念

对早期的自收缩比较大的混凝土，如掺细硅灰的高强混凝土来说，早期保湿或密封养护能大大降低早龄期的干缩，但对自收缩意义不大。那么在养护尽量做到位的前提下，在辅以适当的材料减缩措施便显得更为合理。因此，针对高强度混凝土这类自收缩较大的混凝土，提出“早期养护为主，材料减缩为辅”这一控制理念，早期养护为主是因为通过早期养护可以降低绝大部分发生在早期的干缩，因为这部分干缩通常是早期收缩裂缝的主要因素，而早期的自收缩往往是在干缩没有得到有效控制的基础上，通过其对总收缩的叠加效应最终加速了裂缝的产生。

三、结构约束

混凝土结构在温度与收缩变形时遇到的约束有两类：一类是配筋构件中钢筋对混凝土产生的所谓约束，另一类是由于结构的超静定结构而引起的外约束

钢筋对混凝土的自约束主要是对收缩变形的约束，而温度变形并不受到约束，因为混凝土与钢筋有着基本相同的温度线膨胀系数。如果配筋不合理，则可能产生很大的自约束应力而产生严重的开裂

1. 抗裂钢筋

实践证明，通过增加直径较小，间距较密且均匀的抗裂钢筋来控制混凝土结构的温度及收缩裂缝是一条有效地途径。

2. 膨胀混凝土

使用膨胀混凝土的关键是14d的蓄水养护以及其后的保温、保湿、防风养护及至使用过程中的潮湿、小风环境。掺膨胀剂可以使混凝土在水中或高温环境产生较大的膨胀，但它并不能阻止普通环境下的干缩的发生，只是对干缩有一定的补偿

四、后浇带

后浇带的工作原理是“先放后抗”，但关键是“放”。因此在冬季最冷月之前2个月或2个月之前，这段气温逐渐下降过程中后浇带的大体积混凝土中使用后浇带，会使其发挥最大的“放”的效用，即可以“放掉”掉全部水化热产生的负温差变形又可以“放”掉30%左右的混凝土收缩变形，还可以“放”掉近2个月的季节负温差变形。

五、掺加聚丙烯纤维

参加聚丙烯纤维，可以大大改善混凝土的抗渗性，加入混凝土中的纤维有阻裂效应，能延缓裂缝的产生和扩展，减少及细化裂缝。

聚丙烯纤维参入混凝土；能满足以下要求：（1）能适应较强的碱性环境；（2）暴露在大气中，能耐阳光照射及防老化；（3）在商品混凝土搅拌站生产能满足商品混凝土生产工艺要求，能在水泥混凝土中快速分散均匀分布；（4）与混凝土有良好的粘贴力，能起增强作用。

1. 提高混凝土抗塑性收缩的能力

聚丙烯纤维加入混凝土中，纯粹是物理作用。纤维的主要作用是从混凝土浇筑到硬化前，混凝土尚未产生足够的强度以抵抗收缩的应力导致微裂缝，加入纤维可以部分抵消部应力，抑止微裂缝产生和发展

纤维加入可以改善裂缝尖端的应力集中，防止裂缝进一步发展，当裂缝发展与纤维相交时，纤维可抵消部分或全部应力，加入的纤维呈三维无规则分布，有助于消弱混凝土的塑性收缩，收缩的能量分散到每M3数千万条具有高抗拉强度和相对低弹性模量的纤维单丝上，有效地增强混凝土的韧性，抑止微裂缝的产生和发展。同时无数纤维在混凝土部形成乱向支撑体系，有效阻止骨料的离析，使混凝土粘聚性好，从而阻止了由于干缩引起的裂缝产生，所以掺加聚丙烯纤维，