建筑工程混凝土裂缝控制研究毕业论文.doc
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1、 毕 业 设 计(论文)设计题目建筑工程混凝土裂缝控制研究学 院继续教育学院专 业工程管理姓 名 准考证号060211152655起讫日期 年 月 日 建筑工程混凝土裂缝控制研究摘 要裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象。它的出现不仅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。裂缝重则危及结构安全,轻则影响房屋的正常使用及混凝土的寿命。因此,要对混凝土裂缝进行认真研究、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混凝土裂缝的出现和发展。1本文从不同角度对裂缝进行了分类,并分析了混凝土裂缝的成
2、因及预防措施和处理技术。关键词:混凝土 裂缝 成因 防治措施 Construction Control of Concrete CracksAbstractCracks in concrete structures is a common phenomenon.It appears not only reduce the building impermeability ability to affect use of the building functions, and can cause corrosion of steel,concrete carbonation.Reduce the
3、durability of materials, the impact of the carrying capacity oft he building.Cracks weight is endangering the structural safety of buildings ranging from affecting the normal use and service life of concrete.Therefore,careful study of concrete cracks and treat them differently,using a reasonable met
4、hod for processing,and in the construction to take effective preventive measures to prevent the emergence and development of cracks in concrete.1This paper from different angles of the cracks were classified,and analyzed the causes of concrete cracks and preventive measures and treatment technologie
5、s.Keywords: Concrete ; crack ; causes ; prevention measures目 录摘要IAbstractIII第一章 绪论11.1 选题的背景11.2 选题的意义21.3 国内外研究现况22.2.1 国外研究情况2 2.2.1 国内研究情况2第二章 建筑工程混凝土裂缝的相关理论42.1 混凝土概念及性能42.2 混凝土常见裂缝产生原因及预防42.2.1 干缩裂缝42.2.2 收缩裂缝52.2.3 沉陷裂缝62.2.4 化学反应裂缝62.3 施工的质量管理72.3.1 影响质量的因素72.3.2 混凝土施工中的控制7第三章 混凝土施工技术93.1 施工准
6、备93.2 施工流程及技术要点93.3 混凝土养护113.3.1 养护目的113.3.2 养护方法113.3.3 养护时间113.3.4 养护要求12第四章 温度裂缝控制研究144.1 温度裂缝产生原因144.2 温度应力的分析144.3 施工过程温度的控制和防治裂缝措施154.3.1 温度控制154.3.2温度的预防措施16第五章 工程实例分析175.1 工程概况175.2 裂缝分类及处理175.3 裂缝产生原因及分析175.4 裂缝修补施工工艺及预防措施185.4.1 裂缝修补施工工艺185.4.2预防措施195.5 裂缝修补验收20参考文献21致谢22第一章 绪论随着我国建设事业的迅速发
7、展 ,建筑施工技术取得了巨大的进步。但是,建筑工程主体结构不安全、各种各样的裂缝、材料质量低劣等各种各样的建筑工程病害或隐患,仍在威胁人民的生命、财产的安全。随着建筑工程中混凝土工程的用量不断增大,混凝土成为当前使用最广泛的建筑结构材料之一。然而,混凝土裂缝在建筑工程中成了质量通病,同时该问题质量投诉案件有逐年增加趋势。混凝土结构出现裂缝将对结构产生严重的危害:1、影响结构承载力和使用安全性:对于受弯构件的楼板,尽管受弯区允许在一定的裂缝宽度存在,但是裂缝对结构承载力的影响是不可忽略的,尤其是一些使用者在装修和使用时又给楼面增加了很多设计者没有考虑的荷载时。2、影响结构的防水性:具有防水要求部
8、位混凝土产生裂缝,除了影响结构安全性外,对使用者所带来的最直接的新问题是渗漏水的危害,尤其是在没有做防水的部位表现突出。3、影响结构的耐久性和使用寿命:化学侵蚀、冻融循环、碳化、钢筋锈蚀、碱集料反应等都会对混凝土结构产生破坏功能。这些破坏功能发生的快慢,除了受混凝土自身材料性质的影响外,裂缝就是一个重要的影响因素。空气中的二氧化碳、二氧化硫气体及雨水等都会顺着裂缝进入混凝土内部,促成钢筋锈蚀的加快;碱集料反应及碳化速度的加快进行;从而引起耐久性的下降和缩短建筑物的使用寿命。混凝土结构裂缝产生的原因复杂,有材料、温度变化等原因,也有设计、施工、使用等方面的因素造成。裂缝产生的形式和种类很多,要根
9、本解决混凝土中裂缝问题,还是需要从混凝土裂缝的形成原因入手,正确判断和分析混凝土裂缝的成因是有效地控制和减少混凝土裂缝产生的最有效的途径。本文分析了混凝土裂缝产生原因,提出了防治对策,而且阐述了混凝土裂缝的处理方法,以期提高混凝土工程的质量。 21.1 研究背景从1824年波特兰水泥发明开始,混凝土材料至今已有100多年的历史,以水泥为胶结材的混凝土也取得了巨大的发展。混凝土材料问世后,工程技术人员对如何克服混凝土抗拉强度很低而在构筑物上出现裂缝问题进行了研究和变革。1854年,法国技师朗伯特用钢筋网为骨架,制造了一条钢筋混凝土小船,它标志了钢筋混凝土(RC)时代的开始。当今,混凝土耐久性,已
10、成为土木工程界的追求目标和技术热点,对结构耐久性问题,很多人已经把它视作和安全问题同样重要的地位。低劣的耐久性经常和结构的裂缝联系在一起,提高耐久性首先要解决结构的裂缝问题。混凝土作为人工合成材料,其质量有很大的随机性和离散型,其中就混凝土裂缝而言,尚有很多问题值得我们探索。1.2 研究意义根据目前的研究水平、设计指南和施工工艺,各国土木工程界已认识到:混凝土建筑结构出现裂缝的现象是不可避免的,但其有害程度是可以人为控制的。一个现实的裂缝处理原则是把混凝土可见裂缝分为有害裂缝和无害裂缝两种,而我们的任务就是因地制宜地采取适当的工程施工技术把混凝土可见裂缝控制在无害范围内。所以,对混凝土裂缝产生
11、的原因、种类研究,从而去预防有害裂缝是十分必要的。31.3 国内外研究现状 从目前的情况看,各国在设计上对混凝土裂缝有一定范围。从我国的“混凝土结构设计规范GB50010-2010”规定看,其裂缝宽度在不同的环境下,不同的混凝土结构物其裂缝的宽度也有所不同的控制标准,允许裂缝宽度为0.20.3mm。而从国外的情况看,不同的国家对混凝土构筑物的裂缝宽度也有不同的规定:美国AG l 规范规定裂缝为0.108mm;法国规范规定裂缝为0.27mm;加拿大规范规定裂缝为0.064mm;前苏联规范规定裂缝为0.12mm;波兰规范规定裂缝为0.182mm。1.3.1 国外研究现状 近年来,国外针对水泥混凝土
12、裂缝的修补材料及修补工艺,进行了诸多研究。各个国家有许多科研机构和学者都在潜心研究开发新材料、新工艺,解决裂缝问题。美国、日本等国家将常用于建筑混凝土结构裂缝修补的环氧树脂进行改性,研究出适合用于混凝土路面所需要的抗冲击韧性较大的改性环氧树脂灌浆材料。日 本 生 产 使 用 超细水泥,第一个超细水泥品牌是MC-500,它是波特兰水泥和粒化高炉矿渣以4:1的比例混合而成,当时还生产了一种更细的超细水泥MC-100,比表面积达1300m2/kg,它是由磨细高炉矿渣通过氢氧化钠碱激发而成,其尺寸大于7.8m的颗粒含量小于3%。国际上许多国家都有专门的科研机构从事钢筋混凝土在荷载作用下裂缝的研究工作,
13、编制了规范,如美国混凝土协会ACI224委员会;英国水泥与混凝土协会C&CA及其规范BS8110、BS8001;法国规范CCBA;欧洲混凝土协会-国际预应力混凝土协会(CEB-FIP)。1.3.2 国内研究现状国内早期最常使用的水泥混凝土路面修补材料为沥青质材料,即在路面板的裂缝、断板处灌以沥青,以起到封闭裂缝的作用。这种方法只是一种应急措施,不能从根本上解决混凝土路面裂缝的问题。自上世纪80年代以来,我国一些大专院校、科研机构加大了对混凝土裂缝修补材料研究的力度,陆续研制出了新的裂缝修补材料程。裂缝修补材料根据其功能可分为补强材料和密封材料。当水泥混凝土由于裂缝造成强度不足时,宜选用补强材料
14、,使其恢复整板的传荷能力。典型的补强材料有可用于灌缝的环氧树脂及各种改性环氧树脂、酚醛及各种改性酚醛树脂类胶粘剂,用于裂缝条带修补的水泥基无机胶凝材料,。密封修补材料主要指聚氨醋类、烯类、橡胶类、沥青类胶粘剂。我国清华大学、东南大学、中国建筑科学研究院、冶金部建筑研究总院等都做了大量研究工作并编制出钢筋混凝土规范有关裂缝方面的设计规定,在工程设计中发挥作用。 我国现阶段正在试验“跳仓法”来浇筑混凝土,“跳仓法”作为一种主动控制工程结构裂缝的设计和施工的原创方法,取代了以设计指定为主的永久伸缩缝、沉降缝法和施工为主的后浇带法。4“跳仓法”的原理是根据结构长度与约束应力的非线性关系,即在较短范围内
15、结构长度显著的影响约束力,超过一定长度后约束应力随长度的变化趋于恒定。所以“跳仓法”采用先放后抗,采用较短的分块跳仓,以“放”为主以适应施工阶段较高温差和较大收缩。其后再连成整体,以“抗”为主以适应长期作用的较低温差和较大收缩。该法适宜流水作业,分仓浇筑,易于质量控制;而相邻仓间歇时间不少于七天,不超过十天。这样就可以大幅度地缩短工期,节约工程投资。第二章 建筑工程混凝土裂缝的相关理论2.1 混凝土的概念及性能混凝土是由石子(粗骨料)、砂(细骨料)、水泥(胶凝材料)和水按一定比例拌合成一种塑性体浇筑在模具中经过一定时间养护硬化而成的。5性能:(1)、混凝土的强度。混凝土的强度指混凝土试件达到破
16、坏极限的应力最大值。混凝土超过其强度时,混凝土将产生裂缝而破坏。分为:混凝土强度等级。按照国家标准混凝土结构设计规范(GB500102010),混凝土强度等级应按立方体抗压标准值确定。立方体抗压标准值系指按标准方法制作和养护的边长为15mm的立方体试件,在28d龄期用标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度。(2) 混凝土的变形能力。分为化学变形(指混凝土在硬化过程中,由于水泥水化产物的体积小于反应物的体积,导致混凝土在硬化时产生收缩)、干湿变形(混凝土由周围环境湿度的变化会产生干湿变化)、温度变形(对大体积混凝土工程,在凝结硬化初期,由于水泥水化放出的水化热不易散发而聚集在内部,造成混凝
17、土内外温差很大,有时可能达40-50以上,从而导致混凝土表面开裂)、荷载作用下的变形:分为混凝土在短期荷载作用下的变形和长期作用下的变形,混凝土在长期均匀荷载作用下,沿作用力方向,随时间而产生的塑性变形称为混凝土的徐变。6(3) 混凝土的耐久性。是指混凝土在使用环境下,抵抗各种物理和化学作用破坏的能力。混凝土的耐久性直接影响结构物的安全和使用性能,耐久性包括抗渗性、抗冻性、化学侵蚀和碱骨料反应等。提高混凝土的耐久性措施有选用适当的品种水泥及掺合料、适当控制混凝土的水灰比及水泥用量、长期处于潮湿和严寒环境中的混凝土,应掺用引气剂、改善混凝土的施工操作方法等。2.2 混凝土常见裂缝产生原因及预防2
18、.2.1 干缩裂缝 干缩裂缝的产生主要是由于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。相对湿度越低,水泥浆体干缩越大,干缩裂缝越易产生。干缩裂缝多为表面性的平行线状或网状浅细裂缝,宽度多在0.05-0.2mm之间,大体积混凝土中平面部位多见,较薄的梁板中多沿其短向分布。干缩裂缝通常会影响混凝土的抗渗性,引起钢筋的锈蚀影响混凝土的耐久性,在水压力的作用下会产生水力劈裂影响混凝土的承载力等等。7如图:图2-1 干缩裂缝 预防措施:一是选用收缩量较小的水
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