1、1西南交通大学毕 业 设 计 （ 论 文 ）一、 题 目 钢筋分项工程质量控制 函授站（学习中心） 上海知金教育 建筑工程技术专业 11 级（春、秋）层次 专 科 学 生 姓 名 张海峰 指 导 老 师 武汉理工大学函授专科毕业论文 毕业设计(论文)任务书 函授站（学习中心） 上海 11 年级层次 专科 学生姓名 张海峰 专业 建筑工程技术 指导教师 工作单位 设计(论文)题目: 钢筋分项工程质量控制 设计（论文）主要内容：要求完成的主要任务:指导教师签名 函授站（学习中心）负责人签名 函授站（学习中心）盖章1钢筋分项工程的质量控制 张海峰（2013 届建筑工程技术专业）摘 要：钢筋分项工程是
2、结构安全的主要分项工程，对整个工程来说钢筋分项工程是重中之重。作为工程现场的管理员，钢筋分项工程的质量则是工作的重点之一。文章专门阐述了钢筋分项工程的质量控制的一些要点及方法，以与同行共同切磋。 关键词：原材料 钢筋分项 质量控制 2目 录1 引言12 原材料的控制13 对钢筋加工的控制13.1 钢筋的弯钩和弯折应符合的规定13.2 箍筋加工的控制14 对钢筋连接的控制24.1 钢筋焊接的形式24.2 钢筋焊接过程控制24.3 接头位置设置时应注意的事项24.4 焊接及机械连接操作的控制24.5 焊接接头的质量检验与验收54.6 钢筋机械连接方式设计连接接头位置时应注意的事项64.7 接头的施
3、工现场检验与验收65 钢筋安装的控制65.1 钢筋直径、数量和长度错误65.2 钢筋锚固75.3 悬挑部分的钢筋不到位75.4 梁柱节点箍筋施工不到位75.5 钢筋保护层厚度不符合要求86 结束语8参考文献9致谢1001 引言钢筋作为钢筋混凝土构件的主要材料，在结构工程中起着重要作用，钢筋工程关系到结构安全，必须按规范、操作规程和设计图纸施工。钢筋工质量检验不能马虎从事，要及时纠正施工中差错，确保工程质量。首先需要查验钢材质保书和复验报告，杜绝使用劣质钢材。钢筋焊接接头，按规定取样测试合格后方可使用，焊工需有上岗证。然后检查安装好的钢筋，按图核对钢筋的直径、根数、形状。钢筋绑扎需牢固，表面要洁
4、净，模板内无碎砖、木屑、油污等杂物。还须对钢筋的接头、锚固、位置等仔细查验。这些要求较易忽视，成了钢筋工程质量通病。2 原材料的控制 钢筋作为“双控“的材料，按混凝土结构工程施工质量验收规范的规定，“钢筋进场时，应按现行国家标准钢筋混凝土热扎带肋钢筋规定按取试件作为力学性能检验，其质量必须符合有关标准规定，“因此钢筋原材料进场检查验收应注意的几个方面： 1）钢筋进场时，应该将钢筋出厂质保资料与钢筋炉批号铁牌相对照，看是否相符。注意每一捆钢筋均要有铁牌，还要注意出厂质保资料上的数量是否大于进场数量，否则应不予进场，从而杜绝假冒钢筋进场用于工程上。 2）钢筋进场后，应按同一牌号、同一规格、同一炉号
5、、每批重量不大于 60t 取一组对进场钢筋进行试验，使用合格的钢筋在工程上。3 对钢筋加工的控制 工作人员往往不重视对钢筋加工过程的控制，而是等到钢筋现场安装完成后， 对钢筋加工的质量进行验收，因此往往出现由于钢筋加工不符合要求，造成返工，这样不但造成浪费而且影响进度，对工期非常不利。因此，应经常深入钢筋加工现场了解钢筋加工质量，并注意检查以下内容： 3.1 钢筋的弯钩和弯折应符合下列规定： 1） I 级钢筋末端应做 180弯钩，其弯弧内直径不应小于钢筋直径的 2.5 倍，弯钩的弯后平直部分长度不应小于钢筋直径的 3 倍。 2） 当设计要求末端作 90或 135弯钩时，II 级钢筋的弯弧内直径
6、不应小于钢筋直径的 4 倍，III 级钢筋的弯弧内直径不应小于钢筋直径的倍，弯钩的弯后平直部分长度应符合设计要求。 3） 弯起钢筋中间部分弯折处的弯起直径不应小于钢筋直径和倍。 3.2 箍筋加工的控制 1）箍筋的末端应作弯钩，除了注意检查弯钩的弯弧内直径外，尚用注意弯钩的弯后平直部分长度应符合设计要求，如设计无具体要求，一般结构不宜小于 5d；对有抗震设防要求的，不应小于 10d（d 为箍筋直径） 。 2）弯钩的弯曲直径应大于受力钢筋直径，且不小于箍筋直径的.倍。3）对有抗震设防要求的结构，箍筋弯钩的弯折角度应为 135。 4）当钢筋调直采用冷拉方法时，应严格控制冷拉率，对 HPB235 级钢
7、筋的冷拉率1不宜大于 4%。5）在钢筋加工过程中，如果发现钢筋脆断或力学性能显著不正常等现象时，还应根据现行国家标准对该批钢筋进行化学成分检验或其它专项检验。 4 对钢筋连接的控制 钢筋连接方式主要有绑扎搭接、焊接、机械连接三种方式，焊接、机械连接首先当然是检查操作工是否有证上岗，这是保证质量的首要条件，下面论述绑扎搭接、焊接和机械连接的控制： 4.1 钢筋焊接方面钢筋焊接形式有很多种，主要有：电阻点焊、闪光对焊、电弧焊、电渣压力焊、气压焊、预埋件埋弧压力焊。 4.2 钢筋焊接过程控制 试焊工程正式焊接之前，参与该项施焊的焊工应进行现场条件下的试焊，并经试验合格后，方可施工。试验结果应符合质量
8、检验与验收时的要求。该条款为强制性条文，因此应督促施工，尽量避免返工而造成浪费和影响工期。 4.3 接头位置设置时应注意： 4.3.1 钢筋的接头宜设置在受力较小处。同一纵向受力钢筋不宜设置两个或两个以上接头。接头末端至钢筋弯起点的距离不应小于钢筋直径的 10倍。 4.3.2 当受力钢筋采用机械连接接头或焊接接头时，设置在同一构件内的接头宜互相错开。同一连接区段内，纵向受力钢筋的接头面积百分率应符合设计要求；当设计无具体要求时，应符合下列规定： 1）受拉区不宜大于 50%； 2）接头不宜设置在有抗震设防要求的框架梁端、柱端的箍筋加密区；当无法避开时,对等强度高质量机械连接接头,不应大于 50%
9、。3）直接承受动力荷载的结构件中，不宜采用焊接接头；当采用机械连接接头时,不应大于 50%。4.3.3 同一构件中相邻纵向受力钢筋的绑扎搭接接头宜相互错开。绑扎搭接接头中钢筋的横向净距不应小于钢筋直径，且不应小于 25。同一连接区焊接接头的位置设置非常重要，否则安装完成后在验收时才发现问题，将会造成人力物力的浪费，并且影响工期。 4.4 焊接及机械连接操作的控制 2督促操作人员严格按各种不同类型的操作规程操作。钢筋电弧焊、电渣压力焊、闪光对焊及机械连接施工过程中应注意的几点问题： 4.4.1 电弧焊包括帮条焊、搭接焊、坡口焊、窄间隙电弧焊和熔槽帮条焊等五种接头形式。帮条焊、搭接焊有双面焊、单面
10、焊之分；坡口焊有平焊、立焊两种。此外还有钢筋与钢板搭接焊、预埋件电弧焊。焊接时，应注意：1）根据钢筋牌号、直径、接头形式和焊接位置，正确选择焊条、焊接工艺和焊接参数，特别是焊条的选用； 2）焊接时，引弧应在垫板、帮条或形成焊缝的部位进行，不得烧伤主筋； 3）焊接地线与钢筋应接触紧密； 4）焊接过程中应及时清渣，焊缝表面光滑，焊缝余高应平缓过渡，弧坑应填满； 5）检查焊接高度是否达到设计要求； 4.4.2 电渣压力焊，应注意： 1）电渣压力焊在建筑施工中多用于柱、墙、烟囱、水坝等现浇钢筋混凝土结构构件竖向或斜向（倾斜度在 4：1 范围内）钢筋的连接；2）电渣压力焊可采用交流或直流焊接电源，焊机容
11、量应根据所焊钢筋直径选定，调整好电流量； 3）焊接夹具应具有刚度，在最大允许荷载下应移动灵活，操作便利。焊剂筒的直径应与所焊钢筋直径相适应。电压表、时间显示器应配备齐全。4）焊接夹具的上下钳口应夹紧靠于上、下钢筋上，钢筋一经夹紧，不得晃动；5）引弧宜采用铁丝圈或焊条头引弧法，也可采用直接引弧法；6）引燃电弧后，应先进行电弧过程，然后，加快上钢筋下送速度，使钢筋端面与液态渣池接触，转变为电渣过程，最后在断电的同时，迅速下压上钢筋，挤出熔化金属和熔渣；7）接头焊毕，应停歇后，方可回收焊剂和卸下夹具，并敲去渣壳，四周焊包应均匀，凸出钢筋表面的高度应大于或等于 4mm，接头处的弯折角不得大于 4且接头
12、处的轴线偏移不得大于钢筋直径的 0.1，且不得大于 2m，以及钢筋与电极接触处，应无烧伤缺陷；8）焊接过程中，应根据有关电渣压力焊焊接参数控制电流、焊接电压和通电时间，这是焊接成败的关键。34.4.3 闪光对焊,应注意:闪光对焊有连续闪光焊、预热闪光焊和闪光-预热闪光焊三种焊接工艺方法，选用焊接工艺方法，主要是根据钢筋直径、钢筋牌号及钢筋端面平整情况选用。焊接时注意如下几个方面： 1）闪光对焊时，应选择合适的调伸长度、烧化流量、预煅留量以及变压器级数等焊接参数，连续闪光焊时的留量应包括烧化留量、有电顶锻留量和无电顶锻留量；闪光预热闪光焊时的留量应包括：一次烧化留量、预热留量、二次烧化留量、有电
13、顶锻留量和无电顶锻留量。 2）调伸长度的选择，应随着钢筋级别的提高和钢筋直径的加大而增大，当焊接HRB400、RRB400 级钢筋时，调伸长度宜在 4060内选用。若长度过小，向电极散热增加，加热区变窄，不利于塑性变形，顶锻时所需压力较大；当长度过大时，加热区变宽，若钢筋较细，容易产生弯曲。 3）烧化留量的选择，应根据焊接工艺方法确定。当连续闪光焊时，烧化过程应较长，烧化留量应等于两根钢筋在断料时切断机刀口严重压伤部分（包括端面的不平整度） ，再加 8。4）闪光-预热闪光焊时，应区分一次烧化量和二次烧化留量。一次烧化量等于两根钢筋在断料时切断机刀口严重压伤部分,二次烧化留量不应小于 10。预热
14、闪光焊时的烧化留量不应小于 10。5）当采用预热闪光焊时,以及电流密度较大时,会加快烧化速度。在烧化留量不变的情况下，提高烧化速度会使加热区不适当地变窄，所需焊机容量增大，并引起爆破4灭口深度的增加。反之，过小的烧化速度对接头的质量也是不利的。6）在采用预热闪光焊或闪光-预热闪光焊中,预热宜采用电阻预热法,预热留量12，预热次数 14 次，每次预热时间 1.52.0S,间歇时间 34S.7）预热温度太高或者预热留量太大,会引起接头附近金属组织晶粒长大,降低接头塑性.预热温度不足,会使闪光困难,过程不稳定,加热区太窄,不能保证顶锻时足够塑性变形。8）顶锻留量应为 410,并应随钢筋直径的增大和钢
15、筋级别的提高而增加(其中,有电顶锻留量约占 1/3)顶锻速度越快越好,顶锻力的大小应足以保证液体金属和氧化物夹渣全部挤出。9）变压器级数应根据钢筋级别、直径、焊机容量以及焊接工艺方法等具体情况选择。10）在焊接前，钢筋端部要正直、除锈，安装钢筋要放正、夹牢。11）在焊接中,闪光要强烈,特别是顶锻前一瞬间;钢筋较粗时,预热要充分;顶锻时一定要快而有力。4.4.4 机械连接钢筋机械是通过连接件的机械咬合作用或钢筋端面的承压作用，将一根钢筋中的力传递至另一根钢筋的连接方法常用的机械连接接头有挤压套筒接头、锥螺纹套筒接头、直螺纹套筒接头等。挤压套筒接头在施工过程中应注意的几点问题：1）挤压操作时采用的
16、挤压力，压模亮度，压痕直径或挤压后套筒长度向波动范围以及挤压道数均应符合经型式检验确定的技术参数的要求。2）应对钢筋与套筒进行试套，如钢筋有马蹄、弯折或纵肋尺寸过大者，应预先矫正或用砂轮打磨，对不同直径钢安慰筋的套筒不得相互串用。3 ）应按标记检查钢筋插入套筒内深度，钢筋端头离套筒长度中点不宜超过。4）挤压时挤压机与钢筋轴线应保持垂直。5）挤压宜从套筒中央开始，并依次向两端挤压。6）钢筋连接端应划出明显定位标记，确保在挤压和挤压后按定位标记检查钢筋伸入套筒内的长度。7）宜先挤压一端钢筋，在施工作业区插入待接钢筋后再挤压另一端套筒。8） 钢筋连接工程开始前及施工过程中，应对每批进场钢筋进行挤压连
17、接工艺检验，工艺检验应符合规范规定要求。54.5 焊接接头的质量检验与验收 钢筋焊接接头应按检验批进行质量检验与验收，质量检验时，应包括外观检查和力学性能检验。力学性能检验应在接头外观检查合格后，在现场随机抽取试件进行试验，试验合格后方可同意安装。钢筋安装完成后，尚应认真检查同一连接区段内，纵向受力钢筋的接头面百分率是否符合要求，这是焊接最容易出现问题的地方，应重点检查。 4.6 钢筋机械连接方式设计连接接头位置时应注意： 1）接头宜设置在结构构件受拉钢筋应力较小的部位，当需要在高应力部位设置接头时，在同一连接区段内级接头的接头百分率不应大于 50%.。 2）接头宜避开有抗震设防要求的框架的端
18、梁、柱端箍筋加密区；当无法避开时，应采用 I 级接头或 II 级接头，且接头百分率不应大于 50%.。 3）对直接承受动力荷载的结构构件，接头百分率不应大于 50%。因此连接接头的位置设计是非常关键的，否则验收时发现不符合造成返工，不但浪费人力物力，并且影响工期。督促现场施工管理人员坚强对操作人员连接操作控制，要求操作工人必须按有关规程操作，对于螺纹接头应致意必须达到所必需的最小拧紧力矩值。如果发现操作工人不按规程操作，应采取罚款和辞退等方式处理，并对该批连接件重新验收。 4.7 接头的施工现场检验与验收 钢筋连接开始前及施工过程中，应对每批进场钢筋进行接头工艺检验。必须根据有关规范要求按验收
19、批在现场随机截取 3 个接头试件作抗拉强度试验（在监理人员见证下，随机取样） ，试验合格后，方可同意安装。 5 钢筋安装的控制 钢筋安装是钢筋分项工程质量控制的重点。钢筋安装时，受力钢筋的品种、级别、规格和数量必须符合设计要求，作为现场管理员也必须重点检查的方面，钢筋安装最容易出现的问题有如下方面： 5.1 钢筋直径、数量和长度错误如 18 错改 16；梁支座负筋漏放；剪力墙暗柱漏放拉钩；梁支座负钢筋上排不足 1/3L；二排不足 1/4L.。 65.2 钢筋锚固长度应严格按设计图纸要求及有关验收规范要求施工，图纸不清或未注明地方，及时提出或在施工中征求设计人员意见。锚固要求也应有基本概念： （
20、1）简支梁或连续梁支端支座，下部纵向受力钢筋伸入支座内锚固长度，月牙纹钢筋12d。光面钢筋15d，螺纹钢筋10d，上部纵向受力钢筋伸入支座内最小锚固长度，当砼 C20 时，级钢筋 35d，级钢筋 45d。连续梁和框架梁上部纵向受力钢筋应贯穿其中间支作或中间节点范围内锚固长度，参见简支梁端支座。（2）框架梁的端节点。上部纵向受力钢筋应伸过节点中心线，当水平锚固长度不够，应沿柱节点外边向下弯折，但变折前水平锚固长度0.45la(la 为纵向拉钢筋的最小锚固长度)。下部纵向受力钢筋伸入端节点锚固长度，参见简支梁端支座。框架顶层角节点，梁上部钢筋需伸入柱子与柱子钢筋搭接。施工时要特别注意上部钢筋弯曲半
21、径，制作中钢筋弯曲半径为 5d 时往往能保证，面对弯曲半径为 15d 时，钢筋制作容易忽视，这对大偏心柱是很不利的。（3）弯起钢筋在弯点外应留有足够锚固长度。 框架梁锚入柱长度不够；应特别注意屋面框架梁和边柱的锚固构造，而有些工程设置转换层处的框支梁锚入柱内的构造也应在检查中重视。 5.3 悬挑部分的钢筋不到位悬挑部分的钢筋安装则是钢筋检查的重点，在悬挑梁的检查经常发现悬挑梁上排和下排钢筋不到边；第二排钢筋不足 0.75L；悬挑梁面筋锚固长度不够；设计要求有鸭筋，也应注意检查；而悬挑板钢筋也应保证足够的高度。 5.4 梁柱节点箍筋施工不到位 7在实际施工中，梁柱节点区钢筋密集，构造复杂，特别是
22、处于结构中间部位的柱子，梁柱钢筋纵横交错，梁的纵向受力钢筋要放在柱纵向钢筋内部，呈井子形交叉，这样柱子的箍筋绑扎就很不方便。在框架结构施工中，施工单位普遍采取先安装梁板模板，再绑扎安装梁钢筋，待梁钢筋安装结束，然后整体沉梁，那么节点区箍筋就无法绑扎，致使梁柱节点区出现不放、少放或者即使放也是杂乱的挤在一起，这样就会给节点区质量留下安全隐患。由于意识到这个问题对工程质量的影响，有些施工单位施工人员就采取用两个开口箍筋对向拼合的方法，然而这种做法显然是不符合规范规定的。根据规范的规定，为保证箍筋对混凝土核心区起到约束作用，箍筋要封闭、末端要有弯钩。还有的做法就是在沉梁之前就把柱箍筋绑扎好，然后和梁
23、一起下落，由于箍筋与柱纵筋摩擦且下落不平衡，使得箍筋不能下落出现施工人员强力往下打的现象，不但把箍筋打得变形，而且也不能使得箍筋到位。这样做的结果是箍筋没有得到封闭绑扎且杂乱变形，间距更不会满足规范要求。以上两种方法都不能解决节点核心区箍筋施工的问题。具体可采取以下措施：第一，在钢筋下料加工的时候，就考虑增加若干根与箍筋同级别的短钢筋；具体长度根据节点区箍筋高度确定，箍筋开口处先焊接好，然后把柱箍筋按照设计间距用短钢筋焊接，可以在箍筋每边或两边相对焊接即可，加工成上下开口四周封闭的整体骨架。 第二，在安装梁钢筋之前，把整体骨架套入柱纵筋并用垫木搁置在楼板模板面上，然后穿梁纵向钢筋并绑扎，待梁钢
24、筋安装完沉梁时，节点区骨架就与梁整体下落，且不会出现变形、开口的问题。这种方法可保证节点区箍筋的间距与数量，实施效果很好，使得节点区箍筋能够满足规范要求。 5.5 钢筋保护层厚度不符合要求保护层厚度的规定是为满足结构构件的耐久性要求和对受力钢筋有效锚固的要求。保护层厚度大小，无法满足上述要求，太大则构件表面易开裂。因此，混凝土结构工程施工及验收规范(GB50204-1992)第 3.5.8 条、建筑工程质量检验评定标准(CBJ301-1988)第 5.1.10 条、混凝土结构工程施工质量验收规范(CB50204-2002)第 5.5.2 条均规定：受力钢筋保护层厚度梁柱允许偏差为 5mm。施工
25、时须严格按规范和设计要求保证混凝土保护层厚度，但实际施工时很难做到。高层建筑中。由于柱箍筋直径较大，间距较密，肢数较多，加工难度较大。安装时内外箍筋很难做到完全重叠，只能部分外突部分内凹，外突箍筋使模板无法安装，为此施工单位总是有意识地将箍筋做小一点以便安装模板。但会造成柱纵筋保护层偏大，解决该问题有赖于提高现场加工精度。在框架结构施工中，由于楼面标高是一致的。双向框架梁同时穿越柱节点时，必然造成一侧框架梁面筋保护层厚度偏大(往往会超过 40mm)。井宇架梁节点也有同样问题，这些问题无法避免。但需注意：一是梁箍筋的下料问题由于一向框架梁面筋需从另一向框架梁面筋底下穿过。若该向框架梁端箍按原尺寸
26、下料，面筋无法直接绑扎到箍筋上，对梁骨架受力不利，因此梁端箍筋下料时高度可减小 2-3cm(仅一向框架梁端需要)；二是施工时以哪一向为主，保护层厚度增大，截面有效高度变小，正截面受弯承能力减小(约 5)，设计时是否考虑这种影响，另一方面构件表面容易开裂，混凝土结构设计规范(GB50010-2002)第 9.2.4 条规定：当梁、柱中纵向受力钢筋的保护层厚度大于 40mm 时，应对保护层采取有效的防裂构造措施；对此须在设计时就明确以哪一向为大，并对保护层厚度偏大的一向梁端加铺一层钢丝网以防表面开裂。作为现场管理员，验收时应注意检查梁、底板钢筋必须垫放厚度符合要求且足够数量的钢筋垫块。施工现场经常
27、发现工人将梁的垫块用作板筋的垫块，而将板筋的垫块用作梁的垫块，并且垫块强度不够，容易被钢筋压碎，甚至不放置垫块等现象。作为管理员应注意检查。86 结束语 在对钢筋工程质量验收时，严格按设计检查，并应按混凝土结构工程施工质量验收规范 、 钢筋机械连接通用技术规程 、 钢筋焊接及验收规程等规范要求进行操作。只有在工作中不断积累经验，一定能搞好钢筋分项工程的质量控制。参考文献： 1 陈青来，刘其祥.混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图.中国建设标准设计研究院.2003.2 游科，游浩. 钢筋混凝土结构工程.北京：中国建材工业出版社.2004.3 中华人民共和国行业标准.钢筋焊接及验收规
28、范.北京：中国建筑工业出版社.2003.4 丁光莹.钢筋混凝土框架结构非线性反应分析的随机模拟分析:博士学位论文 .上海：同济大学土木工程学院，2001.9致 谢本论文是在*老师的悉心指导下,于 2012 年 12 月完成的.在理论课的学习、论文选题和成文过程中倾注了导师的大量心血。初稿完成后*老师又多次为我修改论文中的不足之处。在此，向*老师半年来对学生的辛勤培养和谆谆教诲致以衷心的感谢！此外，本论文的完成离不开每一位关心我的老师和同学。本人在学习期间，得到老师的悉心指导和帮助，为本文的顺利完成奠定了坚实的基础。值此论文草成之际，作者谨向提供过帮助的老师、同学及有关领导表示由衷的感谢！致谢人
29、：张海峰2012 年 12 月10摘摘摘摘 要要要要 混凝土是一种非均质脆性材料，由骨料、水泥石以及其中的气体和水组成。在温度和湿度变化的条件下，硬化并产生体积变形，由于各种材料变形不一致，互相约束而产生初始应力，造成在混凝土内出现微裂缝。这种微细裂缝的分布不规则且不连贯，在荷载或应力作用下，裂缝开始扩展，并逐渐互相贯通，从而出现较大的肉眼可见的裂缝，称为宏观裂缝，即通常所说的裂缝。 开裂发生的原因可能是原材料的选取与配合比的选择不当、施工方法和措施有误、建筑物所处的条件影响以及结构不合理等。混凝土所产生的温度收缩、干燥收缩、不均匀沉降、结构应力集中等都可能会导致混凝土开裂。在实际工程中, 往
30、往是各种因素多重作用引起混凝土开裂。宽度小于或等于 0.05mm 的裂缝通常对使用无大的危害 , 叫做无害裂缝, 而结构物的有害裂缝不仅会降低力学性能和承载力, 而且直接影响结构耐久性, 缩短使用寿命。施工中应采取措施使结构尽量不出现裂缝, 或减少裂缝的数量和宽度, 特别是避免出现有害裂缝。国内外对裂缝宽度都有相应的规定, 如我国的 CCES 01-2004混凝土结构耐久性设计与施工指南, 对钢筋混凝土结构的最大允许裂缝宽度就明确规定干湿交替和冻融环境下的一般构件为 0.2mm;水中和土中环境下为 0.3mm。混凝土由于各种收缩引起的开裂问题一直是混凝土结构物裂缝控制的重点和难点。关键词关键词
31、关键词关键词：混凝土裂缝混凝土裂缝混凝土裂缝混凝土裂缝； 温度裂缝温度裂缝温度裂缝温度裂缝；收缩裂缝收缩裂缝收缩裂缝收缩裂缝；混凝土结构受力裂缝混凝土结构受力裂缝混凝土结构受力裂缝混凝土结构受力裂缝 目 录 摘摘摘摘 要要要要 . I 一、混凝土裂缝的类型及成因 . 1 （一）混凝土因自身特性产生裂缝混凝土因自身特性产生裂缝混凝土因自身特性产生裂缝混凝土因自身特性产生裂缝 错误错误错误错误！未定义书签未定义书签未定义书签未定义书签。 。 。 。 （二）化学反应引起的裂缝化学反应引起的裂缝化学反应引起的裂缝化学反应引起的裂缝 . 4 （三三三三） ） ） ）混凝土结构受力裂缝混凝土结构受力裂缝混
32、凝土结构受力裂缝混凝土结构受力裂缝 . 4 （四四四四） ） ） ）施工工艺及流程造成的裂缝施工工艺及流程造成的裂缝施工工艺及流程造成的裂缝施工工艺及流程造成的裂缝.5 二、混凝土裂缝的预防措施 . 6 （一一一一） ） ） ）严格控制混凝土施工配合比严格控制混凝土施工配合比严格控制混凝土施工配合比严格控制混凝土施工配合比 . 6 （二二二二） ） ） ）严格控制混凝土的温度应力严格控制11混凝土的温度应力严格控制混凝土的温度应力严格控制混凝土的温度应力 . 6 （三三三三） ） ） ）做好裂缝计算做好裂缝计算做好裂缝计算做好裂缝计算 . 6 （四）做好混凝土的浇筑和振捣.6 （五五五五） ）
33、 ） ）做好后浇带的施工做好后浇带的施工做好后浇带的施工做好后浇带的施工.7 三、混凝土裂缝的处理措施 . 7 （一）表面修补法表面修补法表面修补法表面修补法 . 7 （二）灌浆灌浆灌浆灌浆、 、 、 、嵌缝封堵法嵌缝封堵法嵌缝封堵法嵌缝封堵法 . 7 （三）结构加固法结构加固法结构加固法结构加固法 . 7 （四）混凝土置换法混凝土置换法混凝土置换法混凝土置换法.7 （五五五五） ） ） ）电化学电化学电化学电化学护法护法护法护法.7 （六六六六） ） ） ）仿生自愈合法仿生自愈合法仿生自愈合法仿生自愈合法.8 四、结束语 . 8 致 谢 . 9 参考文献 . 10 对混凝土裂缝的研究 一 、
34、 混凝土裂缝的类型及成因 造成混凝土裂缝的原因是多方面的,一般而言,可分为混凝土自身原因和外部原因两大类。在此,我们就按此分类谈谈常见裂缝的成因。 （一一一一） ） ） ） 混凝土因自身特性产生裂缝混凝土因自身特性产生裂缝混凝土因自身特性产生裂缝混凝土因自身特性产生裂缝 1111收缩裂缝收缩裂缝收缩裂缝收缩裂缝 收缩裂缝顾名思义其产生原因就是混凝土硬化后水份蒸发体积收缩。从理论上讲，当混凝土在无任何约束而处于自由收缩时，不会产生裂缝，而实际工程中，混凝土总是受到各种约束的，如两端的约束、内部配制钢筋的约束等。由于混凝土收缩过程中受到约束，因而内部产生拉应力，当拉应力大于混凝土的抗拉强度时，就会
35、产生收缩裂缝。一般来讲，混凝土受到的约束越大，其产生的收缩裂缝越多或越宽。由于混凝土体积收缩是因为水份蒸发、干燥导致的，因而收缩裂缝也通常称为干缩裂缝。因为混凝土中的水份蒸发通常情况下主要在混凝土浇捣后的硬化过程中和硬化早期一个月左右时间内完成的，尤其在硬化过程中水份蒸发速率相对较大；因而，相应地收缩裂缝出现的时间一般在混凝土浇捣后的硬化过程中和硬化早期一个月左右的时间内，通常情况下，混凝土拆模时收缩裂缝就已基本形成，有时只是因为裂缝太细、太窄不易被发觉，之后随着混凝土水份的进一步蒸发，其收缩裂缝逐渐变粗，或者由于产生渗漏等情况，才被发觉。一般情况下，几个月以后，混凝土体内多余水份蒸发已基本完
36、成，混凝土内湿度与环境湿度基本趋于一致，因而收缩裂缝的宽度发展也趋于停止，处于相对稳定状况。当然，之后还将随着环境湿度和温度的变化而略有变化，当环境湿度变大时，混凝土将吸取空气中的水份，而收缩裂缝变窄些，反之当环境湿度变小时，混凝土收缩裂缝将变宽些。另外，还随着环境温度变化，混凝土也将产生热胀冷缩现象，因而收缩裂缝也会随着环境温度的升高而变窄些，反之，随着环境温度的降低而变宽些。这种变化可分为：早期体积变化、硬化过程的体积变化、硬化后的体积变化。见表 1 表 1 混凝土体积变化分类 初始体积变化 沉降、收缩 早期干燥收缩(塑性收缩) 体 积 变 化 硬化过程的体积的变化 干燥收缩:伴随着干燥而
37、发生的收缩 自收缩:水泥浆结构形成后,由于水泥水化吸收毛细管水，毛细管产生张力产生的收缩 硬化后的体积变化 碳化收缩 干湿而产生 :润湿、干燥的反复作用 由于温度而产生体积变化:由常温到高温,或由高温到低温而产生的体积变化 水化收缩 水泥水化物的绝对体积比水化前水泥的绝对体积和水的体积小而产生的收缩。这种收缩成为宏观收缩的一部分; 但水化收缩大部分变成水泥石中的孔隙 12如果混凝土的体积变化受到束约,且混凝土自身抵抗这种变形的抗拉性能过低时,就会产生开裂。可以说,混凝土自身收缩是其固有的物理特性,而由此类原因产生的收缩裂缝,占常见裂缝的绝大多数。 (1) (1) (1) (1) 干燥收缩干燥收
38、缩干燥收缩干燥收缩 由于水泥混凝土的脱水干燥 ,其长度或体积会有所减少,称干燥收缩。混凝土的干燥收缩主要是由于水泥石的干缩引起的;水泥石的收缩比混凝土大,约为普通混凝土的 1d 的龄期为基准,相对湿度 70 %左右的环境下,最终的收缩变形为左右。影响其干缩变形的主要原因可分为内外两方面原因: 内因涉及单方水泥用量、用水量、水灰比、骨料(品种和单方用量) 以及构件大小(厚度) ;外因则涉及环境相对湿度、干燥时间等。 (2) (2) (2) (2) 水化收缩水化收缩水化收缩水化收缩 水泥和水反应后生成物体积,会比反应前水泥和水的体积减小;水化反应的同时,绝对体积也会减少 ,即产生水化收缩。 (3)
39、 (3) (3) (3) 混凝土自身收缩混凝土自身收缩混凝土自身收缩混凝土自身收缩 所谓自身收缩,是指在外部无水分供应时,水泥浆的骨架形成后,伴随着水泥水化反应的逐步完成,水泥浆中的水被消耗,会形成弯液面而发生负压,出现的收缩现象。 (4) (4) (4) (4) 干湿引发的体积变化干湿引发的体积变化干湿引发的体积变化干湿引发的体积变化 硬化后混凝土结构虽然是稳定的,但在水中或者高湿度的地方,会由于吸水而产生膨胀,称之为润湿膨胀。影响其膨胀率的主要原因有:混凝土中单方用水量、水泥用量、水灰比、骨料以及构件的大小(厚度) 、混凝土浸水前的干燥状态以及水中存放期限等。 2222 温度裂缝温度裂缝温
40、度裂缝温度裂缝 温差裂缝主要是由于温度差或由于温度的变化通过混凝土热胀冷缩效应而引起混凝土开裂的。但这其中可分为二类。 一类为由于混凝土内部存在一个温度差，从而内部产生温度应力而导致混凝土开裂的。这一般发生在厚度lm 的大体积混凝土中，出现时间一般在混凝土硬化过程中和硬化早期，其温度变化来源于水泥水化反应过程中所释放的水化热，在混凝土表面由于热量散发较混凝土内部快，因而在混凝土表面和内部形成一个温度梯度，产生温差，从而产生温度应力，当温度应力大于混凝土抗拉强度时，混凝土就会产生裂缝，此类裂缝宽度一般情况下不会超过 03mm，但若施工过程中控制不当，温差过大，有时局部也会超过 03mm 。此类裂
41、缝有贯穿的，也有不贯穿的。对于对大体积混凝土,温升引起的膨胀是极其危险的。由于混凝土体积大,聚积在内部的热量不易散发,导致混凝土内部温度就显著升高;而混凝土表面散热较快,这样便形成较大的内表温差,使混凝土内部产生压应力,表面产生拉应力。当表面拉应力超过此时混凝土的极限抗拉强度时,就会在混凝土表面产生表面裂缝。同时,随着水化反应的减弱,混凝土将逐渐降温,这个降温过程则会引起混凝土的收缩变形;加上混凝土多余水分蒸发也会引起的体积变形,当它们受到地基和结构边界的约束,会产生较大的收缩应力(拉应力) ,当该收缩应力超过混凝土抗拉应力时,混凝土会产生贯穿整个截面的裂缝。 另一类温差裂缝并不是开裂混凝土本
42、身内部有温度差引起的，而是出于整个混凝土结构中局部混凝土构件受环境温度的变化，通过热胀冷缩效应，对与其相关的构件产生拉应力。当这个来自外部的拉应力大于混凝土抗拉强度时，混凝土就开裂。此类裂缝出现的时间较晚，一般在混凝土硬化后 12 年出现，一旦出现通常是贯穿的，宽度一般03mm ，但个别局位也会超过 03mm。例如，在建筑物的东西两端墙角混凝土楼板处，由于墙角两侧的混凝土墙体受太阳的照射，温度升高，产生膨胀，从而对与之相连的混凝土楼板产生两个垂直方向的拉应力，其合力为 45 方向，若该拉应力大于混凝土楼板的抗拉强度时，则在墙角处的混凝土楼板会在与外界 45 拉应力合力方向相正交的方向产生 45
43、 的斜裂缝。由于对混凝土楼板来讲这个温度变化而产生拉应力来自外部和结构有关，因而，这里对这一类温度裂缝的预防、控制不展开讨论。 影响温度裂缝的主要因素有:水泥品种、水泥浆量、构件形状、断面尺寸、混凝土浇注时温度及外界气温等。 3.3.3.3.沉陷沉陷沉陷沉陷(塑性塑性塑性塑性) ) ) ) 收缩裂缝的成因收缩裂缝的成因收缩裂缝的成因收缩裂缝的成因 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。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。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，或者混摄土刚刚终凝而强度度小时受高温或较大风力的影
44、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。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间、环境温度、风速、相对湿度等等。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；或者因为模板厚度不13足模扳支撑间距过大或支撑底部松动所致，特别是在冬季，摸板支撑在冻土上冻土化冻后产生不均匀沉障，致使混凝土结构产生裂缝 此类裂缝多为深进或贯穿性裂缝，其走向与沉陷情况有关一般沿与地面垂直或呈 3O 一 45 方向发展， 较大的沉陷裂缝往往有一定的错位裂缝宽度往往与沉降量成正比关系。
45、裂缝宽度受温度变化的影响较小。地基变形稳定之后，沉陷裂缝也基本趋于稳定。 （二二二二） ） ） ）化学反应引起的裂缝化学反应引起的裂缝化学反应引起的裂缝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。混凝土拌和后会产生一些碱性离子这些离子与某些活性骨料产生化学反应并吸收周围环境中的水而体积增大，造成混凝土酥松、膨胀开裂。这种裂缝一般出现在混凝土结构使用期间一旦出现很难补救，因此应在施工中采取有效措越进行预防。由于混凝土浇筑、振捣不良或者是钢筋保护层较薄,有害物质进入混凝土使钢筋产生锈蚀,锈蚀的钢筋体积膨胀,导致混凝土胀裂,此种类型的裂缝
46、多为纵向裂缝,沿钢筋的位置出现。钢筋在混凝土中腐蚀是电化学(原电池) 的反应过程。决定钢筋腐蚀反应的基本因素是电位差、水和氧缺一不可,实际腐蚀速度大多不是受制于氧的供应。cl 是钢筋腐蚀反应的最强烈的活化剂, cl 能破坏钢筋表面钝化膜从而引发腐蚀,也能增高溶液导电性、增大电位差、加速腐蚀反应;所以当混凝土中掺有氯盐或掺入 cl 时就容易引发钢筋锈蚀,现实工程中的钢筋锈蚀病害大多起因于此。混凝土中钢筋表层腐蚀或铁锈后,体积可增加几倍,挤压其外侧混凝土并使之产生垂直于径向胀压力的拉应力,拉应力超过混凝土的承耐能力就将在混凝土的保护层上引发出顺沿钢筋的纵向裂缝。裂缝出现后,外面的水、气(氧) 可沿缝渗入并进一步加速腐蚀,如是发展下去,裂缝将更增宽、延长,甚至混凝土保护层大片破裂剥落。钢筋截面可随着锈蚀发展而相应减小,细径钢筋甚至可被锈断并对工程结构的安全性、耐久性造成恶劣的影响。 （三三三三） ） ） ） 混凝土结构受力裂缝混凝土结构受力裂缝混凝土结构受力裂缝混凝土结构受力裂缝 结构受荷后产生裂缝的因素很多，施工中和使用都可能出现裂缝。例如早期受震、拆模过早或方法不当、构件堆放、运输、吊装时的垫块或吊点位置
