标准规范下载简介：

内容预览由机器从pdf转换为word，准确率92%以上，供参考

混凝土结构荷载、施工、温度等八种裂缝是如何产生的？控制措施有哪些？.pdf

中国建筑一局（集团）有限公司

1.2背景简介一 混凝土材料基础知识

1、混凝土材料的特点： 混凝土是多种相态（固、液、气）、多种物质构成的 复合材料。 》固相：由粗骨料（碎石、砾石或人工轻骨料）、细骨料 （砂）以及水泥水化后的水泥石组成。 》液相：拌合用水以及各种液态添加剂（视需要添加）。 》气相：存在于粗骨料、细骨料、水泥石的间隙中以及多余 的水分蒸发之后形成的孔隙中，其主要成分是正常环境空 气中的氧和二氧化碳。 同时，由于搅拌、运输、泵送、振捣等引起混凝土拌合物 的离析、泌水现象，混凝土中各种相态、各种物质的分布是 不均*的，这种复合型材料的特点决定了混凝土内部是不* *的，因此，混凝土结构自浇筑成形后，内部就存在裂缝， 即微裂缝。

福建某水泥厂水泥生产线、余热发电、皮带廊及矿山工业场地土建工程施工组织设计中国建筑一局（集团）有限公司

在混凝土凝结出气或硬化过程中，混凝土在不受力情况下出现体 积缩小现象，即收缩。从而引起约束内应力，在混凝土内部形成裂缩 》胶凝收缩（自收缩）：水泥浆胶体结晶固化成水泥石过程，混凝 土体积大幅减少，形成混凝土内部裂隙，细小不*通，呈弥散状 态分布在骨料周边。 》干燥收缩：本质是水泥石的收缩。除水化作用消耗掉的水，其余 部分水在长期干燥环境中逐步逸出挥发。失水造成的空隙以及毛 细孔内水的表面张力，均造成了混凝土的体积收缩。干燥收缩多 发生在结构表面，也是混凝土形成表面裂缝的原因之一。 A在 碳化收缩：CO2+Ca（OH)2=CaCO3↓+H2O碳化过程长期、持* 地由混凝土表面向内发展，同时伴随体积收缩。一般发生在年代 较长、暴露于潮湿环境中的混凝土结构。 R 总结：自收缩和干燥收缩在混凝土中普遍存在，对结构影响较大 是工程界研究的重点

中国建筑一局（集团）有限公司

中国建筑一局（集团）有限公司

水泥品种：一般来说影响大小顺序为：矿渣水泥>普通硅酸盐水泥>早期水泥>粉煤灰水泥（但这并不绝对，还 与活性掺合料的种类、掺量、混凝土水灰比有关）。 1 水胶比、水泥用量、含水量：单位体积混凝土的水泥用量相同时，水灰比越大，收缩越大；单位体积混凝土的含 水量越大，收缩越大；水用量不变时，单位体积水泥用量越大，收缩越大。（目前项目一般水胶比控制在0.4左 右) 骨料：骨料基本不会发生收缩变形，故可约束水泥石的收缩变形，从而减小收缩。相同强度的混凝土，骨料的用 量越多，收缩越小；骨料的弹性模量越大，收缩越小；粗骨料的效应比细骨料显著。 M： 养护期：湿养护相对于自然养护能显著减小混凝土收缩，延长养护时间也能有效地延缓收缩变形的发展。（以自 然养护7d为标准，自然养护3d收缩增加9%，自然养护14d收缩减少14% 环境状态：以环境湿度W=50%为标准，当相对湿度为25%时，混凝土收缩约增加25%；当相对湿度为80%时， 混凝土收缩约减少30%；风速越大，混凝土表面水分散失加速，收缩变形大；温度高，有利于水泥水化和水分蒸 发，收缩增大，低温下收缩趋于稳定。 构件尺寸：水分迁移的阻力受迁移路径控制，在其他条件一致时，失水速率取决于构件的尺寸，混凝土的收缩随 构件体表比的增大而减小

4、混凝土的内应力： 混凝土在固化过程中发生体积减小而收缩。无论何析 类型的收缩，都只限在胶凝固化后的水泥石中发生。而 石子和砂等骨料，体积是稳定不变的。因此，这种收缩 就会使骨料收到围箍压力，而骨料之间的水泥石变形收 到约束，则会产生拉力。 这种拉、压应力，在混凝土内部保持了一种自平衡 的状态。一旦混凝土收到外界作用。其内部应力平衡收 到破坏，则沿受拉的方向就极有可能产生裂缝。因此， 混凝土内部积聚的潜在拉应力，是导致裂缝的内部条件

中国建筑一局（集团）有限公司

3.4.5结构构件应根据结构类型和本规范第3.5.2条规定的环 境类别，按表3.4.5的规定选用不同的裂缝控制等级及最大裂缝 宽度限值wm。

表3.4.5 结构构件的裂缝控制等级及最大裂缝宽度的限值（mm

中国建筑一局（集团）有限公司

3.5.2混凝土结构暴露的环境类别应按表3.5.2的要求划分。

表3.5.2混凝土结构的环境类别

裂缝的计算：《混凝土结构设计规范》GB50010： 7.1.2在矩形、T形、倒T形和I形截面的钢筋混凝土受拉、 受弯和偏心受压构件及预应力混凝土轴心受拉和受弯构件中，按 荷载标准组合或准永久组合并考虑长期作用影响的最大裂缝宽度 可按下列公式计算：

非预应力采用荷载准永久值；预应力采用荷载标准值 与配筋有关，体现的是配筋率；配筋率越大，裂缝越小 与保护层厚度有关Cs，保护层厚度越大，裂缝宽度越大

中国建筑一局（集团）有限公司

1.3背景简介一 裂缝允许宽度

中国建筑一局（集团）有限公司

中国建筑一局（集团）有限公司 CHINA CONSTRUCTION FIRST GROUP CORPORATION LIMITED

2.1混凝土裂缝产生的原因一一荷载作用引发裂缝

2.1混凝土裂缝产生的原因一一荷载作用引发裂缝

荷载裂缝亦成为受力裂缝，其宽度随荷载加大而增 宽，成为结构构件破坏前的征兆。 ●轴心受拉构件：由于全截面受拉，因而出现横向的 贯穿全截面的裂缝。如图（a） ●偏心受拉构件：如图（b） ●偏心受压构件：如图（C） ? ）简支受弯构件：如图（d） 受扭构件：在其表面出现**的斜裂缝，形成空间 螺旋状裂缝。如图（e）

中国建筑一局（集团）有限公司

2.1混凝土裂缝产生的原因一一荷载作用引发裂缝

2、荷载裂缝发展过程 ●受力之初：弹性状态；弥散状裂缝。如图（a） ·荷载逐渐增大：已存在裂缝逐渐发展、延伸。如图 (b) ●荷载继*增加：这些微小裂缝将会互相衔接、交叉 *贯起来，将水泥石在垂直于主拉应力方向上切割 破碎，成为不**的块体。失去弹性，呈非线性的 受力状态。如图（C） ●荷载继*加大：应力不断增加，这些内部微小裂缝 将沿主压应力方向继*延伸、变宽，最后发展到构 件表面。如图（d）

中国建筑一局（集团）有限公司

2.2混凝土裂缝产生的原因一—非荷载作用引发裂缝

1、混凝土自身特性引发裂缝 ●混凝土的收缩： 水泥胶体结晶、凝固为水泥石过程中，不可避免的会 发生体积收缩。 由工程实践可知，造成收缩量大幅度增加的原因是为 满足泵送、免振等新的工艺要求，对混凝土的原材料及配合 比做了很大的调整：粗骨料比例减小，粒径也大幅减小；细 骨料（砂）、粉剂（水泥、矿粉等）的含量大大增加：为了 达到使用效果大量使用掺合料、外加剂等。组成成分的变化 造成了混凝土体积稳定性变化，因此，收缩量也随之增加 ●混凝土的脆性： 混凝土是一种脆性材料，除抗拉强度很低以外，承受 拉应变的能力同样很差，很小的强迫受拉变形即可造成其断 裂。

中国建筑一局（集团）有限公司

2.2混凝土裂缝产生的原因一—非荷载作用引发裂缝

温差引起的约束应力：由于阳光暴晒、暴雨冲淋或 季节性温差引起的裂缝（多见于屋盖、山墙等环境 温度变化剧烈的部位）：由于水泥水化热的原因 收到约束的墙体和断面大的构件发生开裂（多见于 大体积混凝土）

由于地基不均匀沉降、地震作用及其他外界作用 往往以非荷载的形式造成混凝土结构的强迫位移

与混凝土成形早期出现收缩裂缝不同，有些裂缝是 在环境长期作用下形成的，比如：混凝土碳化、严寒 地区混凝土内部水分结冰后冻胀、攀爬植物、水生植 物的长期作用等

中国建筑一局（集团）有限公司

图4 地基两端沉降较大造成 的倒八字形沉降裂缝

2.2混凝土裂缝产生的原因一一非荷载作用引发裂缝

3、设计和施工缺陷引发裂缝： ●设计： 结构体型设计不合理（例如大体量结构之间的细弱瓶颈部 位），或者构造做法失当（例如凹槽、内角曲率半径过小而容 易引起应力集中等），都可能使结构刚度突变、体型比例失调 或应力集中，从而引发裂缝。 ●施工： 混凝土结构体量庞大，不得不分期、分段浇筑成型，这就 不可避免的形成不同龄期混凝土的接槎。尽管可以采取各种措 施减小混凝土接槎的影响，但该处混凝土在施工期间所造成的 不**，终究是可能引发裂缝的薄弱环节

中国建筑一局（集团）有限公司

图3.3.42细腰平面示意图

2.3混凝土裂缝产生的原因一

中国建筑一局（集团）有限公司

1、原材料及配合比： 混凝土材料本身的性能对于控制裂缝起决定性作用。 ●胶凝材料： 水泥用量越多，水泥浆的量相对越大，收缩量也越大，容易开裂 水泥强度等级越高，水泥细度越小，比表面积越大，则水化热越多，收缩约大，越容易开裂 水泥活性越强，其水化热越大，冷凝过程中收缩加大，容易开裂；活性较小，低水化热的矿渣水泥、粉煤灰水泥等收缩 较小，对防止开裂有利 水胶比越大，含水量大，收缩越大，越容易开裂。 ·骨料： 粗骨料粒径越小，骨架的体积稳定性越差，混凝土收缩越大，越容易开裂 砂岩较软，做粗骨料时收缩较大，容易开裂 细骨料（砂）含量越高，体积稳定性越差，收缩较大，容易开裂 粗、细骨料中含泥量越大，收缩越大且抗拉强度降低，容易开裂。 ●掺合料和外加剂 适当掺入掺合料（粉煤灰等）可以提高体积稳定性，减少收缩，遏制裂缝出现 外加剂（包括减水剂、膨胀剂等）选择失误、掺量不当，或养护不良，会加大收缩，引起混凝土开裂。

2.3混凝土裂缝产生的原因一一

福州市某市政道路工程施工组织设计中国建筑一局（集团）有限公司

·混凝土结构体型复杂、怪异，抗力和刚度分布不均匀（如不规则的结构布置），往往会在薄弱处引起局部裂缝 ·设计考虑不周，遭受非设计工况而引起意外内力或应力状态，从而导致裂缝。 + 配筋方式不当，细而密的钢筋可较好的控制裂缝，少而粗的配筋方式往往无法有效控制裂缝而开裂。 ·局部区域配筋不足，混凝土无法承担由于承载受力或各种间接作用引起的拉力而开裂。 ·混凝土结构设缝不当，体量、尺度过大，约束应变积累过多而无法释放，就会在相对薄弱处引起裂缝。《高规》3.4.13 ·在混凝土结构受力的敏感部位（如回角处等）未做妥善的构造处理，导致应力集中而引发局部裂缝。 ·混凝土保护层厚度处理不当，引起钢筋锈蚀以及相应的锈胀裂缝。 ·设计时环境类别选择不当，不满足耐久性要求，长久使用以后发生耐久性裂缝。【裂缝控制限值】

见》3.4.13当采用有效的构造措施和施工措施减小温度和混凝土收 缩对结构的影响时，可适当放宽伸缩缝的问距。这些措施可包括 但不限于下列方面： 1顶层、底层、山墙和纵墙端开间等受温度变化影响较大 的部位提高配筋率： 2顶层加强保温隔热措施，外墙设置外保温层； 3每30m~40m 间距留出施工后浇带，带宽800mm 1000mm，钢筋采用搭接接头，后浇带混凝土宜在45d后浇筑； 4采用收缩小的水泥、减少水泥用量、在混凝土中加入适 宜的外加剂； 5提高每层楼板的构造配筋率或采用部分预应力结构

注：1混凝土强度等级不大于C25时，表中保护层厚度数值应增加5mm； 2钢筋混凝土基础宜设置混凝土垫层，基础中钢筋的混凝土保护层厚度应从 垫层顶面算起，且不应小于40mm

2.3混凝土裂缝产生的原因一

中国建筑一局（集团）有限公司

O 2 混凝土拌合物在搅拌、运输、浇筑时不均匀，造成分层、离析、泌水，引起裂缝。 ·在混凝土强度较低的情况下进行预应力施工（张拉、放张，特别是骤然放张预应力），导致裂纟 ●地基处理不当，不均匀沉降引起裂缝。 ·快速施工，养护时间不足，早期收缩得不到控制，导致开裂。 ·分层振捣混凝土的时间、工艺失控，间隔时间过长而造成接槎处已凝固的混凝土被振散，从而 ·浇筑后混凝土缺之养护，在空气中暴露失水，收缩增大，引起裂缝。 ·管线、埋件布置在混凝土保护层中，实际保护层过薄而引发顺着管线的开裂。 ·施工时超载或意外荷载（例如撞击、大量堆载等）的非设计工况，引起裂缝。 ·后浇带处模板支撑不足，改变受力形态而引起的裂缝。 ·拆模过早或模板刚度不足，在混凝土强度较低的情况下承受施工荷载，引起裂缝。 ·保温、隔热施工质量欠缺，气温变化引起混凝土构件变形差造成的温度裂缝。

O 2 混凝土拌合物在搅拌、运输、浇筑时不均匀，造成分层、离析、泌水，引起裂缝。 ·在混凝土强度较低的情况下进行预应力施工（张拉、放张，特别是骤然放张预应力），导致裂缝。 ·地基处理不当，不均匀沉降引起裂缝。 ）快速施工，养护时间不足，早期收缩得不到控制，导致开裂。 ·分层振捣混凝土的时间、工艺失控，间隔时间过长而造成接槎处已凝固的混凝土被振散，从而形成"冷缝”。 ·浇筑后混凝土缺之养护，在空气中暴露失水，收缩增大，引起裂缝 ·管线、埋件布置在混凝土保护层中，实际保护层过薄而引发顺着管线的开裂 ·施工时超载或意外荷载（例如撞击、大量堆载等）的非设计工况，引起裂缝。 ·后浇带处模板支撑不足，改变受力形态而引起的裂缝。 ·拆模过早或模板刚度不足，在混凝土强度较低的情况下承受施工荷载，引起裂缝。 ·保温、隔热施工质量欠缺某城市轻轨施工组织设计，气温变化引起混凝土构件变形差造成的温度裂缝。