混凝土裂缝论文（精品多篇）

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混凝土裂缝论文 篇一

论文摘要：混凝土的裂缝问题是一个普遍存在而又难于解决的工程实际问题，本文对混凝土工程因施工过程中产生的裂缝问题进行了探讨分析，并针对具体情况提出了一些预防、处理措施。

由于裂缝的存在和发展通常会使内部的钢筋等材料产生腐蚀，降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性及抗渗能力，影响建筑物的外观、使用寿命等。因而防止楼板开裂已经成为大家共同关心的课题，本文试从施工的角度出发，探讨楼板裂缝产生的原因以及防治措施。

一、楼板裂缝的开展大多有以下几种情况

（一）裂缝在板面沿楼板支座边300mm范围内平行于支座开展，甚至板的四周都出现裂缝并且连续；

（二）在板角处裂缝与相邻两支座成45度角展开；

（三）与施工井架位置相接的楼板常出现裂缝。

这些裂缝大多在工程竣工后一段时间才被发现，往往这时楼板还几乎没有使用荷载。有时裂缝宽度在水泥沙浆找平层表面被放大了，实际上在混凝土楼板的裂缝宽度大多在0.3mm以下，裂缝的深度在15mm左右。

二、楼板裂缝的原因主要有以下几种

（一）干缩裂缝

混凝土干缩主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、骨料的性质和用量、外加剂的用量等有关。硬化混凝土在约束条件下的干缩是楼板产生裂缝的一个比较常见的原因。水泥的水化或混凝土中水分的蒸发会引起混凝土干缩。此外，楼板混凝土的收缩也受到结构的另一部分（如混凝土梁、柱）的约束而引起拉应力，拉应力超过混凝土抗拉强度时混凝土将会产生裂缝，并且能够在比开裂应力小得多的应力作用下扩展延伸。

（二）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。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。

（三）支撑沉陷裂缝

新浇混凝土楼板容易在模板、支撑变形的情况下产生裂缝。由于支撑的刚度不足或梁板支撑刚度差异较大，在荷载作用下变形沉陷，施工期间的过度震动使支撑刚度变异部位多次瞬间相对位移以及过早拆模等等都可能使混凝土在发展足够强度以支撑其自身重量之前产生裂缝。沉陷变形也是混凝土楼板裂缝开展的另一个常见原因。

（四）温度裂缝

混凝土浇筑后，在硬化过程中，水泥水化产生大量的水化热，由于混凝土的体积较大，大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发，导致内部温度急剧上升，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，使混凝土表面产生一定的拉应力，当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时，混凝土表面就会产生裂缝。

（五）化学反应引起的裂缝

碱骨料反应裂缝和钢筋锈蚀引起的裂缝是钢筋混凝土结构中最常见的由于化学反应而引起的裂缝。

就施工因素来说，楼板的模板、支撑变形或沉陷，混凝土的制作和捣实工艺等许多方面的施工质量问题以及缺乏养护都会增加产生裂缝或引致裂缝发展的可能性。因此，裂缝的发生和延伸开展与混凝土内在的特性和多种施工因素可能同时存在某种关系。也就是说，同一条裂缝的开展往往由多个原因所造成。

三、针对裂缝产生的原因，在施工因素方面采取相应措施，以减少楼板裂缝的产生。为此，在混凝土施工中，在工序和工艺方面应当注意下列几个问题

（一）严格控制混凝土搅拌和施工中的配合比，混凝土的用水量绝对不能大于配合比设计所给定的用水量，混凝土应使用设计允许的最小水泥用量和能满足和易性要求的最小用水量，设备允许情况下，不要用过大的塌落度。使用各种外加剂时要注意，尽量不要选用增加混凝土干缩的外加剂；选择合适的水泥品种，使混凝土收缩减少，凝固时间合适；混凝土内砂石水泥的级配力求最优。（二）浇筑混凝土之前，将模板浇水均匀湿透。

（三）模板及其支撑系统要有足够的刚度，且支撑牢固，并使地基受力均匀。楼板模板支撑的间距要适宜，使楼板模板刚度与梁模板刚度不至于相差太大。在与施工井架相接的或施工运输频繁经过的楼板模板中适当加强模板支撑系统。

（四）了解预拌混凝土的级配情况，对某些级配的混凝土，不要过度振捣楼板混凝土，过度的振捣会使混凝土产生离析和泌水，使混凝土楼板表面形成水泥含量较多的沙浆层和水泥浆层，容易产生干缩裂缝。由于一般楼板的厚度不大，使用平板振动器匀速拖过一次就可使楼板的混凝土成型密实。要在混凝土沉淀收缩基本完成后才开始楼板的最终抹面。

（五）在楼板的混凝土施工完成后，要等楼板混凝土有一定的强度后才进行下一道工序的施工。在混凝土终凝初期应避免施工荷载对楼板产生较大的震动。特别是与施工井架相接的楼板，其混凝土施工完成是最后的，而上施工荷载受震动是最早和最频繁的。有些施工单位为了抢工期，在楼板混凝土捣制完成后第二天就上人上材料进行下一道工序施工，往往导致这位置的楼板多处产生裂缝。

（六）施工期间不要过早拆除楼板的模板支架，且要注意拆模的先后次序。必要时可在拆除模板后在适当位置上安装回头顶。施工机具和材料不要集中堆放在一块楼板上，避免造成较大的荷载使还未达到强度的混凝土楼板产生裂缝。

（七）了解预拌混凝土的收缩曲线，加强混凝土养护，保持混凝土楼板表面湿润。在常温下养护不少于两周，特别是在混凝土终凝初期，要严格按要求进行浇水养护。养护期后，在施工期间特别干燥的时候也应进行浇水养护。

四、裂缝的处理

修补前需要对楼板裂缝进行检测与研究以确定裂缝部位、开裂程度和裂缝产生的原因等。根据裂缝的性质和具体情况我们要区别对待、及时处理，以保证建筑物的混凝土裂缝的修补措施主要有以下一些方法：表面修补法，灌浆、嵌逢封堵法，结构加固法，混凝土置换法，电化学防护法以及仿生自愈合法等。

五、结束语

楼板裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象，它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力，影响建筑物的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影响建筑物的承载能力，因此要对混凝土楼板裂缝进行认真研究、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]钢筋混凝土结构设计规范。中国建筑工业出版社，1999.2.

[2]鞠丽艳。混凝土裂缝抑制措施的研究进展。混凝土，2002.5.

[3]郭仕万，肖欣，赵和平。混凝土施工中的裂缝控制。山西水利科技，2000.11.

[4]鞠丽艳，张雄。混凝土裂缝防治的两种新方法。施工技术，2002.7.

混凝土裂缝论文 篇二

[论文摘要]混凝土结构在建设和使用过程中出现不同程度、不同形式的裂缝，这是一个相当普遍的现象。只有采取精心设计混凝土配合比、增配构造筋提高抗裂性能、在易裂的边缘部位设置暗梁，提高该部位的配筋率，提高混凝土的极限拉伸等措施，才能杜绝危险的发生。此外最关键的就在于采取措施控制水泥水化热引起的温度变化，这样才能解决大体积混凝土裂缝的质量问题。

一、引言

混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均质脆性材料。由于混凝土施工和本身变形、约束等一系列问题，硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙、气穴和微裂缝，正是由于这些初始缺陷的存在才使混凝土呈现出一些非均质的特性。微裂缝通常是一种无害裂缝，对混凝土的承重、防渗及其他一些使用功能不产生危害。但是在混凝土受到荷载、温差等作用之后，微裂缝就会不断的扩展和连通，最终形成我们肉眼可见的宏观裂缝，也就是混凝土工程中常说的裂缝。

二、大体积混凝土的裂缝

混凝土结构在建设和使用过程中出现不同程度、不同形式的裂缝，这是一个相当普遍的现象。大体积混凝土结构出现裂缝更普遍。因而。混凝土结构的裂缝是建筑工程长期困扰的一个技术难题，一直未能很好地解决。根据国内外的调查资料，工程实践中结构物的裂缝原因，属于由变形变化(温度、湿度、地基变形)引起的约占80％以上，属于荷载引起的约占20％左右。在大体积混凝土工程施工中，由于水泥水化热引起混凝土浇筑内部温度和温度应力剧烈变化，从而导致混凝土发生裂缝。因此，控制混凝土浇筑块体因水化热引起的温升、混凝土浇筑块体的内外温差及降温速度，防止混凝土出现有害的温度裂缝(包括混凝土收缩)是其施工技术的关键问题。我国的工程技术人员科学实验的基础，以防为主，采用了温控施工技术，在大体积混凝土结构的设计、混凝土材料的选择、配合比设计、拌制、运输、浇筑、保温养护及施工过程中混凝土浇筑内部温度和温度应力的监测等环节，采取了一系列的技术措施，成功地完成了我国许多钢铁企业和工业民用建筑、高层建筑的大体积混凝土工程的施工，取得丰富的施工经验。

三、大体积混凝土裂缝的可能原因

大体积混凝土墩台身或基础等结构裂缝的发生是由多种因素引起的。各类裂缝产生的主要影响因素有几种：：一是结构型裂缝，是由外荷载引起的，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力裂缝。二是材料型裂缝，是由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。

（一）收缩裂缝。混凝土的收缩引起收缩裂缝。收缩的主要影响因素是混凝土中的用水量和水泥用量，用水量和水泥用量越高，混凝土的收缩就越大。选用水泥品种的不同，干缩、收缩的量也不同。

混凝土逐渐散热和硬化过程引起的收缩，会产生很大的收缩应力。如果产生的收缩应力超过当时的混凝土极限抗拉强度，就会在混凝土中产生收缩裂缝。在大体积混凝土里，即使水灰比并不低，自身收缩量值也不大，但是它与温度收缩叠加到一起，就要使应力增大，所以在水工大坝施工时早就将自身收缩作为一项性能指标进行测定和考虑

（二）温差裂缝。混凝土内外部温差过大会产生裂缝。主要影响因素是水泥水化热引起的混凝土内部和混凝土表面的温差过大。特别是大体积混凝土更易发生此类裂缝。

大体积混凝土结构一般要求一次性整体浇筑。浇筑后，水泥因水化引起水化热，由于混凝土体积大，聚集在内部的水泥水化热不易散发，混凝土内部温度将显著升高，而其表面则散热较快，形成了较大的温度差，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力。此时，混凝龄期短，抗拉强度很低。当温差产生的表面抗拉应力超过混凝土极限抗拉强度，则会在混凝土表面产生裂缝。

（三）安定性裂缝。安定性裂缝表现为龟裂，主要是因水泥安定性不合格而引起的。

四、裂缝的防治措施

（一）设计措施

1．精心设计混凝土配合比。在保证混凝土具有良好工作性的情况下，应尽可能地降低混凝土的单位用水量，采用“三低（低砂率、低坍落度、低水胶比）二掺（掺高效减水剂和高性能引气剂）一高（高粉煤灰掺量）”的设计准则，生产出高强、高韧性、中弹、低热和高极拉值的抗裂混凝土。2．增配构造筋提高抗裂性能。配筋应采用小直径、小间距。全截面的配筋率应在0.3-0.5%之间。

3．避免结构突变产生应力集中，在易产生应力集中的薄弱环节采取加强措施。

4．在易裂的边缘部位设置暗梁，提高该部位的配筋率，提高混凝土的极限拉伸。

5．在结构设计中应充分考虑施工时的气候特征，合理设置后浇缝，保留时间一般不小于60天。如不能预测施工时的具体条件，也可临时根据具体情况作设计变更。

（二）施工措施

1．严格控制混凝土原材料质量和技术标准，选用低水化热水泥，粗细骨料的含泥量应尽量减少(1-1.5%以下)。优选混凝土各种原材料。在条件许可情况下，应优先选用收缩性小的或具有微膨胀性的水泥。骨料在大体积混凝土中所占比例一般为混凝土绝对体积的80%-83%，应选择线膨胀系数小、岩石弹模较低、表面清洁无弱包裹层、级配良好的骨料。砂除满足骨料规范要求外，应适当放宽石粉或细粉含量，砂子中石粉比例一般在15%-18%之间为宜。粉煤灰只要细度与水泥颗粒相当，烧失量小，含硫量和含碱量低，需水量比小，均可掺用在混凝土中使用。高效减水剂和引气剂复合使用对减少大体积混凝土单位用水量和胶凝材料用量，改善新拌混凝土的工作度，提高硬化混凝土的力学、热学、变形、耐久性等性能起着极为重要的作用，也是混凝土向高性能化发展不可或缺的重要组分。

2．细致分析混凝土集料的配比，控制混凝土的水灰比，减少混凝土的坍落度，合理掺加塑化剂和减少剂。

3．采用综合措施，控制混凝土初始温度。

4．根据工程特点，充分利用混凝土后期强度，可以减少用水量，减少水化热和收缩。

5．加强混凝土的浇灌振捣，提高密实度。

6．混凝土尽可能晚拆模，拆模后混凝土表面温度不应下降15℃以上。

7．采用两次振捣技术，改善混凝土强度，提高抗裂性。

8．根据具体工程特点，采用UEA补偿收缩混凝土技术。

9．对于高强混凝土，应尽量使用中热微膨胀水泥，掺超细矿粉和膨胀剂，使用高效减水剂。通过试验掺入粉煤灰，掺量15%-50%。

五、结语

混凝土裂缝论文 篇三

1.1未充分考虑温差和混凝土收缩特性，重点部位(阳角等处)配筋量不足导致裂缝。

现浇钢筋混凝土楼板裂缝最常见、发生最多的是房屋四周阳角附近，即在楼板的分离式配筋的负弯矩筋以及角部放射筋未端或外侧发生45度左右的楼地面斜角裂缝，其原因主要是温差和混凝土的收缩特性双重作用所引起的，从设计角度看，现行设计规范侧重于按强度考虑，未充分考虑温差和混凝土收缩特性等因素，板角处配筋量不足。而房屋的四周阳角由于受到纵、横二个方向剪力墙或刚度相对较大的楼面梁约束，不能自由伸缩，当混凝土的收缩所引起现浇板的约束应力超过一定限度时，势必引起现浇板配筋薄弱处开裂，而且裂缝部位多发生在应力比较集中的板角处。

1.2凝土质量和性能不达标，坍落度过大、使用低性能外掺济，导致裂缝

目前普遍采用泵送商品混凝土进行浇筑，其坍落度大，流动性好，但也易产生局部粗骨料少、砂浆多的现象，加之商品砼厂商为降低价格和成本使用低档原材料忽视了混凝土的品质，导致性能下降。混凝土强度值对水灰比的变化十分敏感，基本上是水和水泥计量变动对强度影响的叠加。因此，水、水泥、外掺混合材料、外加剂溶液的计量偏差，将直接影响混凝土的强度。而采用含泥量大的粉砂配制的混凝土收缩大，抗拉强度低，脱水干缩时容易因塑性收缩而产生裂缝。

1.3施工中过分振捣，模板、垫层过于干燥导致楼板裂缝

混凝土浇筑振捣后，粗骨料沉落挤出水分、空气，表面呈现泌水而形成竖向体积缩小沉落，造成表面砂浆层，它比下层混凝土有较大的干缩性能，待水分蒸发后，易形成凝缩裂缝。而模板、垫层在浇筑混凝土之间洒水不够，过于干燥，则模板吸水量大，引起混凝土的塑性收缩，产生裂缝。

1.4上过早施工、加荷导致裂缝

为了抢工期，赶进度，在刚浇好的现浇板上或混凝土尚处在初凝和终凝阶段，就任意踩踏，搬运材料，集中堆放砖块、砂浆、模板等。过早的加荷引起不规则的受力裂缝。这些裂缝一旦形成，就难于闭合，形成永久性裂缝。

1.5的混凝土养护不当导致楼板裂缝

养护不当也是造成裂缝的主要原因。过早养护会影响混凝土的胶结能力。过迟养护，混凝表面游离水分蒸发过快，水泥缺乏必要的水化水，而产生急剧的体积收缩，此时混凝土早期强度低，不能抵抗这种应力而产生开裂。另外过度的抹平压光会使混凝土的细骨料过多地浮到表面，形成含水量很大的水泥浆层，水泥浆中的氢氧化钙与空气中二氧化碳作用生成碳酸钙，引起表面体积碳水化收缩，导致混凝土板表面龟裂。

1.6筋下沉导致楼板裂缝

不重视保护板面上层负筋的正确位置，施工人员野蛮操作，任意踩踏钢筋，致使负筋下陷，保护层过大，浇筑前及浇筑中也不及时进行整修，减少了板截面的有效高度，使负筋起不到应有的作用，板的承载能力达不到设计的要求，从而导致楼板裂缝。

2楼板裂缝的预防措施

2.1适当增加房间楼板四周阳角处的配筋率，进行加密加粗，采用双层双向布置，同时保证钢筋保护层的有效厚度，就能防止温差和混凝土收缩引起的楼板裂缝。

2.2控制混凝土施工配合比，根据工程的不同部位和性质确定混凝土品质，严格控制水和水泥的比例，选择级配良好的石子，减小空隙率、砂率和含泥量以减少收缩量，提高混凝土抗裂强度。使用商品混凝土时要对坍落度进行严格检查。

2.3混凝土浇筑之前，要先将基层和模板浇水达到饱和状态，使之即不释放水分也不吸收水分，浇筑过程中振捣要充分、均匀、恰倒好处，避免振捣过度。

2.4在混凝土没达到一定强度时不要过早上人、堆料、施荷加载，尤其是振动荷载，因为混凝土浇筑后要有一个硬化过程，才会有强度；在这个过程中，应对混凝土加以保养，不能对混凝土施加任何外力。如果在混凝土尚未有一定强度的情况下，在其上面集中堆放建筑材料或支模立撑，这样带给现浇板的不是强度，而是更多的裂缝。因此，必须做到在混凝土强度达到1.2N/mm2以后，才允许在其上踩踏或安装模板及支架。

2.5混凝土的浇水保温养护特别是加强早期养护对其强度增长和各类性能的提高十分重要，早期浇水保温养护可以避免表面脱水引起的混凝土初期伸缩裂缝及温度变化产生的裂缝发生。因此，施工中必须坚持覆盖麻袋或草包进行一周左右的保湿保温养护，防止风吹日晒。

2.6加强现场管理，严格按操作程序施工，使施工人员充分重视保护板面上层负筋的正确位置，在楼板浇捣过程中要由专人护筋，并及时进行整修，严格控制板面负筋保护层厚度。有梁通过或隔断时一般放置在梁钢筋上面或与梁钢筋绑扎在一起。为了控制好负筋保护层厚度，可采用Φ10的钢筋马凳，纵横间距800mm左右来固定负筋的位置，并用电焊把马凳与负筋焊牢，保证负筋不下沉不移位，从而有效控制负筋保护层的厚度，避免板负筋保护层过厚而产生裂缝。

3弥补裂缝的处理方法

在采取了上述防治措施后，由于各种原因仍出现楼面裂缝(并不影响结构的安全),可采取如下方法进行处理。

3.1如果裂缝比较多面积较大，可以通过在找平层中增设钢丝网或钢板网进行加强，以提高楼板的整体抗裂性。

3.2对于一般楼板表面的龟裂，可先将裂缝清洗干净，干燥后用环氧树脂浆液灌缝或涂刷表面进行封闭。

3.3对一般楼板裂缝，可用清水冲洗干净后用1:2或1:1水泥砂浆灌抹，压平后养护即可。

3.4当裂缝较大时，应沿裂缝凿八字形凹槽，冲洗干净后，用1:2水泥砂浆抹平，也可用环氧树脂胶泥灌抹。

3.5对于楼板底的裂缝可采用强度较高的复合增强纤维布条等材料对裂缝作粘贴加强处理。

以上只是对现浇钢筋混凝土楼板裂缝的成因及防治措施的初步探讨，随着设计质量的提高与发展、施工技术方法的改进，现浇钢筋混凝土楼板裂缝是完全可以避免的。

论文关键词：楼板；裂缝；措施

混凝土裂缝论文 篇四

2.大体积混凝土的浇筑方案大体积钢筋混凝土结构在工业建筑中多为设备基础、高层建筑中的厚大基础底板等，这类结构由于承受巨大的荷载，整体性要求高，往往不允许留施工缝，要求一次浇筑完毕。因此，每遇到此类结构，在施工前，我就定出混凝土的施工方案，可分为全面分层、分段分层、斜面分层三种。

2.1全面分层浇筑方案。是将结构全面分成厚度相等的浇筑层，每层皆从一边向另一边推进浇筑，要求每层混凝土必须在下面一层混凝土初凝前浇筑完毕。采用该方案时，结构的平面尺寸不宜过大，否则混凝土强度（指单位时间内浇筑混凝土的数量）过大，造成施工困难。

2.2分段分层浇筑方案将结构适当分成若干段，每段再分若干层，逐层逐段浇筑混凝土，该方案适用于厚度不大而面积或长度较大的结构。(3)斜面分层浇筑方案。当结构长度较大而厚度不大时，可采用斜面分层浇筑方案。浇筑时混凝土一次浇筑到顶，让混凝土自然流淌，形成一定的斜面。这时混凝土的振捣应从下端开始，逐步向上，这种方案较适合泵送混凝土工艺，因为可免去混凝土输送管反复拆装。

3分析大体积混凝土裂缝产生的原因

3.1干缩裂缝。混凝土干缩主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性质和用量、外加剂的用量等有关。是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。

3.2塑性收缩裂缝。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。常发生在混凝土板或比表面积较大的墙面上，较短的裂缝一般长20～30cm，较长的裂缝可达2～3m，宽1～5mm。从外观分为无规则网络状和稍有规则的斜纹状或反映出混凝土布筋情况和混凝土构件截面变化等规则的形状，深度一般3～10cm，通常延伸不到混凝土板的边缘。

3.3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，模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致混凝土出现沉陷裂缝。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。

3.4温度裂缝。温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。混凝土浇注后，在硬化过程中，水泥水化产生大量的水化热。由于混凝土的体积较大，大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发，导致内部温度急剧上升。而混凝土表面散热较快，这样就形成内外的较大温差。较大的温差造成混凝土内部与外部热胀冷缩的程度不同，使混凝土表面产生一定的拉应力。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时，混凝土表面就会产生裂缝，这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。

4.对大体积混凝土裂缝采用材料控制技术

4.1水泥的合理选取。优先选用收缩小的或具有微膨胀性的水泥。因为这种水泥在水化膨胀期（1～5d）可产生一定的预压应力，而在水化后期预压应力部分抵消温度徐变应力，减少混凝土内的拉应力，提高混凝土的抗裂能力。

4.2骨料的合理选取。选择线膨胀系数小、岩石弹性模量低、表面清洁无弱包裹层、级配良好的骨料，这样可以获得较小的空隙率及表面积，从而减少水泥的用量，降低水化热，减少干缩，减小了混凝土裂缝的开展。

4.3尽可能减少水的用量。混凝土具有双重作用，水化反应离不开水的存在，但多余水贮存于混凝土体内，不仅会对混凝土的凝胶体结构和骨料与凝胶体间的界面过度区间的结构发展带来影响，而且一旦这些水分损失后，凝胶体体积会收缩，如果收缩产生的内应力超过界面过度区间的抗力，就有可能在此界面区产生微裂缝，降低混凝土内部抵抗拉应力的能力。

5.加强混凝土的养护混凝土拌合物经浇筑捣密后，即进入静置养护期，其中水泥和水逐渐起水化作用而增长强度。在这期间应该设法为水泥的顺利水化创造条件，称混凝土的养护。水泥的水化要有一定的温度和湿度的条件。温度的高低主要影响水泥水化的速度，而湿度条件则影响水泥水化能力。混凝土如在炎热气候下浇筑，又不及时洒水养护，会使混凝土中的水分蒸发过快，出现脱水现象，使已形成凝胶状态的水泥颗粒不能充分水化，不能转化为稳定的结晶而失去了粘结力，混凝土表面就会出现片状或粉状剥落，降低了混凝土的强度，另外，混凝土过早失水，还会因收缩变形而出现干缩裂缝，影响混凝土的整体性和耐久性。所以在一定温度条件下混凝土养护的关键是防止混凝土脱水。

6.掺入外加剂与掺合材料提高混凝土耐久性

6.1粉煤灰。混凝土中掺用粉煤灰后，可提高混凝土的抗渗性、耐久性，减少收缩，降低胶凝材料体系的水化热，提高混凝土的抗拉强度，抑制碱集料反应，减少新拌混凝土的泌水等。这些诸多好处均将有利于提高混凝土的抗裂性能。但是同时会显着降低混凝土的早期强度，对抗裂不利。试验表明，当粉煤灰取代率超过20%时，对混凝土早期强度影响较大，对于抗裂尤其不利。

6.2硅粉。（1）抗冻性：微硅粉在经过300～500次快速冻解循环，相对弹性模量隆低10～20%，而普通混凝土通过25～50次循环，相对弹性模量隆低为30～73%.（2）早强性：微硅粉混凝土使诱导期缩短，具有早强的特性。（3）抗冲磨、控空蚀性：微硅粉混凝土比普通混凝土抗冲磨能力提高0.5～2.5倍，抗空蚀能力提高3～16倍。

6.3减水剂。缓凝高效减水剂能够提高混凝土的抗拉强度，并对减少混凝土单位用水量和胶凝材料用量，改善新拌混凝土的工作度，提高硬化混凝土的力学、热学、变形等性能起着极为重要的作用。

6.4引气剂。引气剂除了能显着提高混凝土抗冻融循环和抗侵蚀环境的能力外，能起着降低新拌混凝土的泌水，提高混凝土的工作度，降低混凝土的弹性模量，优化混凝土体内微观结构，提高混凝土的抗冻性能。

7.结束语总之，大体积混凝土结构裂缝的发生是由多种因素引起的。各类裂缝产生的主要影响因素有几种：一是结构型裂缝，由外荷载引起的。对外荷载引起的裂缝可通过计算予以控制；二是材料型裂缝，主要由温度应力和混凝土的收缩引起的。因此，首先应根据裂缝的特征，分析裂缝产生的原因，再考虑采取相应的预防或处理措施。对混凝土温度裂缝的预防首先在配料方面就应选用级配良好的骨料，严格控制砂、石的含泥量，降低水灰比以提高混凝土的密实性和抗拉性能；浇筑混凝土时可采用分层浇筑加快热量散发；浇筑混凝土后应加强养护并应注意构件升温、降温过快而引起过大的温度应力等等。合理配置构造钢筋对预防裂缝也能起到较好的效果，所以施工中应重视有关构造规定，还要注意在工程实践中积累和吸取经验。【摘要】大体积混凝土的裂缝问题是实际工程中长期困扰工程技术人员的问题，其控制技术的研究是混凝土结构研究的热点问题，具有重大的学术价值和潜伏的工程背景。

混凝土裂缝论文 篇五

关键词：连续刚构悬臂施工挂篮设计有限元

1.工程概况

韩家店1号特大桥是国道主干线重庆至湛江公路贵州省境内崇溪河至遵义高速公路上的一座特大型三跨预应力混凝土连续刚构桥，该桥主桥全长为454m，跨径设置为122m+210m+122m。该桥箱梁0号段长15m，其中桥墩两侧各外伸1.5m，每个“T”构沿纵桥方向分为36个对称梁段，梁段数及梁段长度从根部至跨中分别为10×2.2m，10×2.5m，13×3m，3×3.5m。桥体按整幅设计，箱梁采用单箱单室截面，顶板宽22.5m，底板宽11m，外翼板悬臂长5.57m，梁高由0号块处的12.5m以半抛物线形式从根部过度到跨中的3.5m。

2.挂篮形式的选取

2.1分段施工法与悬灌挂篮的演化

预应力混凝土桥梁的分段施工法是从预应力原理、箱梁设计和悬臂施工法综合演进而成的。自从二十世纪五十年代PC箱梁的分段施工法在西欧诞生以来[1]，国内外大跨度桥梁多采用此法。除悬臂拼装法以外，尤其是特大桥梁中更是普遍应用平衡悬臂灌筑法——即单“T”的每一个设计节段利用挂篮对称就地浇筑混凝土。悬臂灌筑法中不需要象满堂支架法那样大量的施工支架和临时设备，不影响桥下通航和通车，施工不受季节、河道水位的影响。

平衡悬灌法施工的成败及质量控制的优劣在于挂篮的工艺设计，挂篮设计的好坏直接影响到施工进度，它是特大桥梁施工中的一项关键技术。

就挂篮总重与悬浇最大梁段的重量比而言，PC桥梁的悬臂施工挂篮的演化过程[2][3]大致经历了从平行桁架式，三角型组合梁式，曲弦桁架式(或称弓弦式)，菱形式到滑动斜拉式的阶段变化。特点是结构越来越轻型化，受力越来越合理，有些挂篮的行走系统还设计有统一的液压伺服装置来控制挂篮的升降和行走，使得挂篮操作及施工控制越来越趋向智能化[4]。

2.2挂篮设计的轻型化

目前，挂篮已向轻型、重载方向发展。其中可以用两个主要控制指标β，β’来反映挂篮的设计优化与否。设定β=挂篮总重/悬浇节段重量，β’=主承重结构/悬浇节段重量。

β值越低，表示承受节段单位重量使用的挂篮材料越省，整个挂篮（包括模板）设计越合理；β’值越低，表示挂篮主承重构件使用的材料越省，设计越合理。另外，减轻挂篮自重采用的手段除优化结构形式外，最重要的措施是不设平衡重，并改善滑移系统，同时改进力的传递系统。

图1列出了国内外20座大桥的的β值分布，其中最大为2.18，最小为0.31。

图1国内外20座大桥的β值分布

2.3韩家店挂篮形式的选取

因悬灌施工中有多种因素制约挂篮的布置和结构设计，如施工状态大桥主梁的强度及变形要求，近海施工风荷载的影响，吊机的吨位及安装位置等等。一般来说，采用的挂篮须满足：结构简单，重量轻，安装、拆除方便，安全可靠，灌注混凝土过程中变形小等特点。

韩家店挂篮形式在参考了平弦无平衡重挂篮、菱形挂篮、弓弦式挂篮、斜拉式挂篮等结构形式后，从中选取了三角形挂篮形式，该挂篮与其它形式挂篮比较有如下突出特点：

⑴、三角形挂篮与菱形挂篮相比，降低了前横梁高度，即挂篮重心位置大大降低，从而提高了挂篮走行时的稳定性。

⑵、结构简单，拆装方便，重量较轻。设计中三角形挂篮主桁架和主要结构体系采用钢板和型钢焊制的箱形结构，单件重量较轻，主桁架杆件间采用法兰结构用高强螺栓连接，易于搬运和拆装。

⑶、该三角形挂篮平衡重系统利用已成形梁段竖向预应力钢筋作为后锚点，取消了平衡重的压重结构。

⑷、挂篮走行采用液压走行系统，由导梁、走行轮、反扣轮、走行油缸组成，该系统具有挂篮就位准确、走行速度快、安全可靠等特点。

⑸、该挂篮通用性强，稍做改装即可用于其它幅宽和梁高的桥上。

3．挂篮结构布置

该三角形挂篮由主桁、前横梁、底篮系统、前吊系统、内外模滑梁系统、后锚系统组成，挂篮总重(含内外模)约为1160kN，因模板以及吊杆随施工过程中截面高度的不断降低有一部分将会移去，对跨中合拢梁段所要求的支架重量须小于1300kN是显然满足的，所以减小荷载后的挂篮仍然可以作为中跨合拢的支架方案使用。总体布置图以及吊挂系统如图2-1、2-2所示。

4．挂篮的设计

4.1挂篮构件的传力过程

考察主梁设计截面的形状，单箱单室的截面形式至多可用8个相对独立的内外模板（外顶模2块+外侧模2块+底模1块+内顶模1块+内侧模2块）拼接而成。作为待浇梁段混凝土的支撑面，内、外顶模支撑翼缘板与顶板的混凝土重量，模板以上的重量则由间隔分布的8根内、外纵滑梁承受，内、外纵滑梁则把力传递到已浇梁段的顶板和前上横梁上安装的吊杆上。待浇腹板和底板混凝土的重量则通过底模传递给底栏纵、横梁，通过前、后下横梁上安装的吊带传力给已浇梁段的底板和前上横梁。而前上横梁的所有荷载则都传递到三角形主桁架上，三角形主桁架的前支点和后锚点把力再传给已浇梁段的顶板。浇注某一节段混凝土时挂篮构件的传力过程如图3所示。

图3浇注混凝土时挂篮构件的传力过程

4.2构件内力的计算

挂篮必须适应整个施工过程，因施工过程中节段荷载的不断变化，挂篮中各杆件的受力也是在不断变化之中，因此拟订一个最不利的施工过程进行计算，既可以优化杆件的设计，又可以确保施工安全。一般而言，拟订最不利施工过程的依据是待浇梁段混凝土的总体积最大，总重量最重。按设计划分的单“T”沿36个梁段的体积分布如图4所示。因为各构件在所有施工过程中的受力具有相对的独立性，有必要根据设计分段的情况把主梁截面细分，如34#节段（最长3.5m梁段）混凝土重量可能会对翼缘板外滑梁和顶板内滑梁产生最不利影响，1#节段（最重2.2m梁段）可能会对底模纵横梁以及前后吊挂构件产生最不利影响。事实上，根据设计节段长度的变化，拟订1#，11#，21#，34#四个施工节段混凝土重量对挂篮构件的效应可以涵盖其它施工节段，挂篮构件内力计算即以这四个施工节段为基准，空挂篮状态则以1#施工节段为基准计算。

图4单“T”沿36个梁段的体积

计算中挂篮系统采用空间（杆系＋板块）有限元进行弹性分析，其中三角形主桁杆件、横联，上、下横梁，底篮纵梁，内、外纵滑梁用梁单元来模拟；吊杆、吊带用只拉杆单元来模拟；底篮模板采用具有较大刚性的板单元来模拟，计算模型如图5所示。这种空间模型较一般采用的平面杆系模型更能反映每根杆件或每块模板的受力和变形情况，避免了平面杆系模型中三角形主桁片杆件合并带来的杆件受力、变形平均化问题，对分析各杆件的真实受力状态有益，也对挂篮总体变形及施工标高的控制有益。

有限元法计算中的部分参数如表1所示。

表1挂篮构件内力计算中参数的选定

序号

材料

序号

荷载

⑴

16Mn钢

[σ]=200MPa

⑴

施工临时荷载重

2.0kN/m2

⑵

A3钢

[σ]=140MPa

⑵

施工冲击荷载重

1.5kN/m2

⑶

混凝土

容重γ

26.0kN/m3

⑶

模板重量根据该节

所用数量确定

模板采用

定型钢模

⑷

结构自重

程序自动加载

图5空间计算模型示意（其中符号：，分别表示支点和吊点）

图中A:三角形主桁架；B,C,D:上、下横梁；E:内、外滑梁；F,G:底篮前后吊带；H:纵滑梁吊杆；I:底篮模板及纵梁

4.3计算结果及分析

表2列出了挂篮在4个浇筑阶段（1#，11#，21#，34#施工节段）和空挂篮在1个行走阶段（1#2#施工节段）的构件应力计算结果。

表2浇筑阶段和行走阶段挂篮构件的最大应力(绝对值)（MPa）

杆件

编号

杆件

名称

浇筑阶段

行走阶段

1#

11#

21#

34#

1#2#

⑴

前后下弦杆

27.2

23.6

23.3

23.1

11.2

⑵

立柱

13.0

11.1

11.0

10.9

4.6

⑶

前后斜杆

40.7

35.1

34.5

34.2

15.0

⑷

前上横梁

38.4

33.5

34.8

36.2

14.9

⑸

前下横梁

18.7

15.1

13.1

9.4

4.5

⑹

后下横梁

22.3

17.5

10.5

6.6

6.0

⑺

底篮纵梁

93.8

73.8

48.8

26.0

3.0

⑻

前吊带

15.5

13.1

10.2

6.7

3.1

⑼

后吊带（绳）

35.1

28.1

19.7

11.4

74.7*

⑽

内外滑梁

112.4

99.6

113.4

125.1

97.5

⑾

滑梁吊杆

83.0

87.9

94.3

97.9

40.1

注：表中“*”号表示行走阶段后吊点采用钢丝绳。

与表2中五种工况对应的挂篮底篮的最大变形分别为：1#：11.3mm；11#：9.4mm；21#：8.8mm；34#：8.0mm；挂篮从1#行走至2#节段时为15.8mm。

从计算结果看，挂篮在整个施工过程中构件的应力是能够满足材料的允许值要求的。浇注混凝土过程中挂篮的变形较小说明挂篮的整体刚度较大，这有益于在实际施工中对线型及标高的控制，进而提高施工质量。

5结束语

韩家店1号特大桥通过选择三角形挂篮这种合理的挂篮形式，设计中充分了解了挂篮在施工过程和走行过程中各构件的传力机理，对挂篮在各种工况下建立了适用、合理的三维空间有限元模型，以至于能够比较完整地了解各杆件的受力和变形情况，计算结果满足各施工过程受力和变形的要求。

每一座悬灌施工的大桥都有其自身的特点，这需要综合考虑大桥本身因素以及围绕大桥伴生的各种因素对挂篮选择的影响。技术层面上，对选定的挂篮还需进一步优化结构形式和杆件的设计。轻型、重载的挂篮结构形式对增强施工现场的可操作性、创造经济效益有着重要意义！

参考文献：

[1]预应力混凝土桥梁分段施工和设计，[美]小沃尔特·波多尔尼[法]J·M·米勒尔，1986.4，万国朝，黄邦本译

[2]PC桥梁悬臂灌注施工挂篮的发展，王武勤，桥梁建设，1997年第4期，p55～p57

[3]轻型鹰式挂篮的总体设计，刘刚亮，王中文，桥梁建设，1998年第4期，p62～p64

混凝土裂缝论文 篇六

关键词：混凝土；裂缝；原因；防治；处理

1混凝土裂缝产生主要原因

1.1人为因素

（1）设计不当产生的裂缝。为追求建筑物的外观样式，建筑物表面存在过多凹凸角，产生的凹角应力集中导致出现裂缝。一些超长建筑物，很易出现伸缩裂缝。此外，因设计的承重板件厚度太小，刚度减弱，板中受拉钢筋和受压混凝土应力增大，致使板件出现穿透性裂缝。（2）混凝土材料使用不当产生的裂缝，比如：使用导致混凝土收缩性较高的矿渣水泥、快硬水泥、低热水泥及水泥标号低或水灰比高均易产生裂缝。（3）施工方法不规范会导致混凝土产生裂缝。

1.2客观原因

（1）温度应力引起裂缝，目前温度裂缝产生主要原因是由温差造成的。（2）收缩引起裂缝，收缩有很多种，包括干燥收缩、塑性收缩、自身收缩、碳化收缩等等。这里主要介绍干燥收缩和塑性收缩。

2防治

2.1温度的控制

（1）尽量选用低热或中热水泥，如矿渣水泥、粉煤灰水泥等。

（2）采用改善骨料级配，用干硬性混凝土，掺混合料，加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量，将水泥用量尽量控制在450kg/m3以下。

（3）降低水灰比，一般混凝土的水灰比控制在0.6以下。

（4）改善骨料级配，掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量，降低水化热。

（5）改善混凝土的搅拌加工工艺，在混凝土中掺加一定量的具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂，改善混凝土拌合物的流动性、保水性，降低水化热，推迟热峰的出现时间。

（6）热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热或采用搭设遮阳板等辅助措施控制混凝土的温升，降低浇筑混凝土的温度。

（7）如果是大体积混凝土，因为温度应力与结构尺寸相关，混凝土结构尺寸越大，温度应力越大，所以在混凝土中埋设水管，通入冷水降温，减小混凝土的内外温差，减小约束。

（8）拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度，浇筑混凝土时，预留温度收缩缝。

（9）是减小约束，浇筑混凝土前宜在基岩和老混凝土上铺设5mm左右的砂垫层或使用沥青等材料涂刷。

（10）是加强混凝土养护，混凝土浇筑后，及时用湿润的草帘、麻片等覆盖，并注意洒水养护，适当延长养护时间，保证混凝土表面缓慢冷却。长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构，在寒冷季节采取保温措施，以防止寒潮袭击。

（11）在混凝土中配置少量的钢筋或者掺入纤维材料将混凝土的温度裂缝控制在一定的范围之内。

（12）规定合理的拆模时间，气温骤降时进行表面保温，以免混凝土表面发生急剧的温度梯度。

2.2采用合理的施工方法

（1）混凝土的拌制，要严格控制原材料计量准确，同时严格控制混凝土出机塌落度，要尽量降低混凝土拌合物出机口温度。

（2）混凝土浇注过程质量控制。浇注过程中要进行振捣方可密实，振捣时间应均匀一致以表面泛浆为宜，间距要均匀，以振捣力波及范围重叠二分之一为宜，浇注完毕后，表面要压实、抹平，以防止表面裂缝。另外，浇注混凝土要求分层浇注，分层流水振捣，同时要保证上层混凝土在下层初凝前结合紧密。避免纵向施工缝、提高结构整体性和抗剪性能。尽量避开在太阳辐射较高的时间浇注，若由于工程需要在夏季施工，则尽量避开正午高温时段，浇注尽量安排在夜间进行。混凝土在实际温度养护的条件下，强度达到设计强度的75%以上，混凝土中心与表面最低温度控制在25℃以内，预计拆模后混凝土表面温降不超过9℃以上允许拆模。在混凝土在拆模后，特别是低温季节，在拆模后立即采取表面保护。防止表面降温过大，引起裂缝。另外，当日平均气温在2～3d内连续下降不小于6～8℃时，28d龄期内混凝土表面必须进行表面保护。

2.3设计部门应明确建筑物的安全第一的宗旨

在保证安全的前提下对建筑物的实用性、装饰性进行改进，不可片面追求建筑物的经济性和装饰效果。

2.4混凝土材料方面

（1）选用收缩性较低的水泥，合理搭配水泥强度等级与混凝土强度等级之间关系。一般情况下，水泥强度比所使用的混凝土强度大一个等级。如配置C30混凝土，使用强度等级为42.5的水泥比较合适，可以达到合理的水灰比，保证施工质量。切记不能只为片面追求经济效益，使用高标号水泥、大水灰比的配合比。在现场一定要设置与施工规模和进度相匹配的水泥库，严禁不同厂家的水泥混用。

（2）选用级配良好的粗、细骨料，粗骨料中针片状石子严禁超标，细骨料不能使用细砂，含泥量严格控制在规范要求以内。尽量选用收缩率小的骨料。夏季骨料温度高时，采用洒水等降温措施，减缓混凝土水化反应速度，降低混凝土入模温度。

3.1表面处理法

包括表面涂抹和表面贴补法。表面涂抹适用范围是浆材难以灌入的细而浅的裂缝，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填充法

用修补材料直接填充裂缝，一般用来修补较宽的裂缝（〉0.3mm），作业简单，费用低。宽度小于0.3mm、深度较浅的裂缝，或是裂缝中有充填物、用灌浆法很难达到效果的裂缝，以及小规模裂缝的简易处理可采取开V型槽，然后作填充处理。

3.3灌浆法

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。

3.4结构补强法

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。

4混凝土裂缝控制案例分析

4.1在建工程发生裂缝描述

某小区在建某栋楼为六层砖混结构，在砌砖基础前用商品混凝土做300mm厚垫层，其中商品混凝土的配比及相关参数如下：该商品混凝土强度等级为C15，落度为110-130mm，水泥强度等级为P32.5，细骨料的细度模数为2.5，粗骨料最大粒径为31.5mm，，减水剂掺量为1.6%，掺平电Ⅰ级粉煤灰。混凝土的配合比为：水泥：细骨料：水：掺合料：外掺剂=257：739：1156：180：64：4.0（每M3）。混凝土浇筑完毕后，又按照要求对其进行了规定时间的养护。但是，在垫层的某些部位还是出现了一定程度的裂缝。经现场检查发现，裂缝大部分属表面裂缝，长短不等，尺寸在20mm-400mm之间，多出现在拐角等部位，形状没有任何规律。结构内部将产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。

4.2初步处理措施

基础混凝土垫层存在部分严重收缩缝，经勘察为表面收缩裂缝。对于基础混凝土垫层存在部分收缩裂缝问题，采用人工沿裂缝每边各50mm凿除，用水冲洗干净后，用C20细石混凝土重新浇筑，待终凝后浇水养护。完毕后使聚合砂浆保持一定时间的湿润状态，初凝后养护7天以上。实践结果证明，对于混凝土垫层，该加固处理方法能取得良好的效果。

4.3以后施工过程中裂缝的防治措施

（1）混凝土收缩值的大小和水泥品种、用量、拌和用水量、骨料规格、振捣密实性和养护好坏有关，应严格控制混凝土配合比、水灰比和砂率。

（2）为保证混凝土工程质量，防止开裂，提高混凝土的耐久性，正确使用外加剂也是减少开裂的措施之一，可掺加高效减水剂来增加混凝土的坍落度和和易性。

（3）在炎热环境中降低混凝土表面温度，如用冷水拌合、覆盖模板及底板、避开一日中最热时间施工等。

（4）合理的安排施工工序。混凝土浇筑后要及时覆盖，终凝后尽早进行养护，应遮挡太阳直射或洒湿周围场地等。如遇风季，需设置挡风设施，适当延长养护时间。

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