混凝土缺陷论文参考文献

混凝土裂缝国内外研究历史与进展：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具大的发展，由普通混凝土向高性能混凝土发展。从20世纪以来，混凝土就己成为房屋建筑、桥梁、水利、公路等现代工程结构首选材料，混凝土作为土木工程中最大宗的人造材料，其用量巨大。据统计，当今我国每年混凝土用量约109m3，并且随着我国近年来工业化、城市化进程的加快，其用量将继续快速增长。人类进入21世纪，随着科学技术的快速发展，一种又一种新型混凝土涌现出来。混凝土能否长期作为最主要的建筑结构材料，其本身必须具有高强度、高工作性、高耐久性等性能，因此高性能混凝土是现代混凝土技术发展的必然结果，是混凝土的发展方向。国外对自密实混凝土的研究报道较早出现于日本。1988年夏，东京大学冈村甫研制室第一次成功地配制出自密实混凝土。次年，在东京举行了自密实混凝上的公开实验，会后许多大建筑公司开始了自密实混凝七的开发。1991年就有13家总承包公司的研究人员在东京大学实验室研究自密实高性能混凝土，1992年出席日本混凝土学会关于自密实混凝土年会的单位增至30家。至1994年底，日本已有28个建筑公司掌握了自密实混凝土的技术，可见其发展速度是很快的。其它国家也逐渐开始研制自密实混凝土。事实上，上世纪80年代早期挪威建造的混凝土结构海上石油平台，由于配筋密集且结构庞大无法对混凝土振捣，所配制使用的混凝土实际上是依靠重力密实。法国于1995年开始研制免振捣自密实混凝土，瑞典、德国、新加坡、瑞士等国家也相继研制成功并获得应用，荷兰自1999年开始已将自密实混凝土用于预制建筑构件的生产。 不同国家对高性能混凝土性能要求的侧重点可能不同，美国学者对HPC着重于硬化后混凝土的性能，而日本人则重视新拌混凝土的工作性和自密实性。但总的来说，目前国际上对高性能混凝土已有所共识：高性能混凝土以耐久性作为设计的主要指标，针对不同用途和要求，重点对耐久性、施工性、适用性、强度、体积稳定性和经济性等性能加以保障。由此可见，高性能混凝土涵义中普遍包含着对施工性的特殊要求，自密实混凝土就是在此基础上出现的一种以高施工性为突出特点的新型高性能混凝土。

混凝土简析摘要：在土建工程中，混凝土是用途最广、用量最大的建筑材料之一。近百年来，混凝土强度不断的提高成为它主要的发展趋势。发达国家越来越多的使用50MPa以上的高强混凝土。有些远见卓识的专家考虑到某些工程的需要，在提出高强度的同时，也提出耐久性和施工和易性的要求，尤其是近5年，在很多重要工程中都成功地采用高性能混凝土。关键词：混凝土 耐久性 强度高性能混凝土具有丰富的技术内容，尽管同业对高性能混凝土有不同的定义和解释，但彼此均认为高性能混凝土的基本特征是按耐久性进行设计，保证拌和物易于浇筑和密实成型，不发生或尽量少发生由温度和收缩产生的裂缝，硬化后有足够的强度，内部孔隙结构合理而有低渗透性和高抗化学侵蚀。一、基于上述特点，高性能混凝土成为我国近期混凝土技术的主要发展方向。高性能混凝土的核心是保证耐久性。耐久性对工程量浩大的混凝土工程来说意义非常重要，若耐久性不足，将会产生极严重的后果，甚至对未来社会造成极为沉重的负担。据美国一项调查显示，美国的混凝土基础设施工程总价值约为6万亿美元，每年所需维修费或重建费约为3千亿美元。美国50万座公路桥梁中20万座已有损坏，平均每年有150-200座桥梁部分或完全坍塌，寿命不足20年；美国共建有混凝土水坝3000座，平均寿命30年，其中32%的水坝年久失修；而对二战前后兴建的混凝土工程，在使用30-50年后进行加固维修所投入的费用，约占建设总投资的40%-50%以上。回看中国，我国50年代所建设的混凝土工程已使用40余年。如果平均寿命按30-50年计，那么在今后的10-30年间，为了维修这些建国以来所建的基础设施，耗资必将是极其巨大的。而我国目前的基础设施建设工程规模宏大，每年高达2万亿人民币以上。照此来看，约30-50-年后，这些工程也将进入维修期，所需的维修费用和重建费用将更为巨大。因此，高性能混凝土更要从提高混凝土耐久性入手，以降低巨额的维修和重建费用。一般混凝土工程的使用年限约为50-100年，不少工程在使用10-20年后，有的甚至使用9年以后，即需要维修。用普通水泥混凝土所完成的工程不能满足耐久性要求的根本原因，在于混凝土本身的内部结构。二、影响混凝土耐久性的主要因素大致可以分为以下几点：（一）、在混凝土工程中为了满足混凝土施工工作性要求，即用水量大、水灰比高，因而导致混凝土的孔隙率很高，约占水泥石总体积的25%-40%，特别是其中毛细孔占相当大部分，毛细孔是水分、各种侵蚀介质、氧气、二氧化碳及其它有害物质进入混凝土内部的通道，引起混凝土耐久性的不足。（二）水泥石中的水化物稳定性不足也会对耐久性产生影响。例如，波特兰水泥水化后的主要化合物是碱度较高的高碱性水化矽酸钙、水化铝酸钙、水化硫铝酸钙。此外，在水化物中还有数量很大的游离石灰，它的强度极低、稳定性极差，在侵蚀条件下，是首先遭到侵蚀的部分。要大幅度提高混凝土的耐久性，就必须减少或消除这些稳定性低的组分，特别是游离石灰。（三）、根据对影响混凝土耐久性的主要因素的分析，就可以找出提高混凝土耐久性的主要技术途径。如上分析，要提高混凝土的耐久性，必须降低混凝土的孔隙率，特别是毛细管孔隙率，最主要的方法是降低混凝土的拌和用水量。但如果纯粹的降低用水量，混凝土的工作性将随之降低，又会导致捣实成型共所困难，同样造成混凝土结构不致密，甚至出现蜂窝等宏观缺陷，不但混凝土强度降低，而且混凝土的耐久性也同时降低。目前提高混凝土耐久性基本有以下几种方法：三、 掺入高效减水剂：（一）、在保证混凝土拌和物所需流动性的同时，尽可能降低用水量，减少水灰比，使混凝土的总孔隙，特别是毛细管孔隙率大幅度降低。水泥在加水搅拌后，会产生一种絮凝状结构。在这些絮凝状结构中，包裹着许多拌和水，从而降低了新拌混凝土的工作性。施工中为了保持混凝土拌和物所需的工作性，就必须在拌和时相应地增加用水量，这样就会促使水泥石结构中形成过多的孔隙。当加入减水剂的定向排列，使水泥质点表面均带有相同电荷。在电性斥力的作用下，不但使水泥体系处于相对稳定的悬浮状态，还在水泥颗粒表面形成一层溶剂化水膜，同时使水泥絮凝体内的游离水释放出来，因而达到减水的目的。许多研究表明，当水灰比降低到以下时，消除毛细管孔隙的目标便可以实现，而掺入高效减水剂，完全可以将水灰比降低到以下。（二）、 掺入高效活性矿物掺料：普通水泥混凝土的水泥石中水化物稳定性的不足，是混凝土不能超耐久的另一主要因素。在普通混凝土中掺入活性矿物的目的，在于改善混凝土中水泥石的胶凝物质的组成。活性矿物掺料中含有大量活性Si02及活性Al203，它们能和波特兰水泥水化过程中产生的游离石灰及高碱性水化矽酸钙产生二次反映，生成强度更高、稳定性更优的低碱性水化矽酸钙，从而达到改善水化胶凝物质的组成，消除游离石灰的目的，使水泥石结构更为致密，并阻断可能形成的渗透路。此外，还能改善集料与水泥石的界面结构和界面区性能。这些重要的作用，对增进混凝土的耐久性及强度都有本质性的贡献。（四） 消除混凝土自身的结构破坏因素：除了环境因素引起的混凝土结构破坏以外，混凝土本身的一些物理化学因素，也可能引起混凝土结构的严重破坏，致使混凝土失效。例如，混凝土的化学收缩和干缩过大引起的开裂，水化性过热过高引起的温度裂缝，硫酸铝的延迟生成，以及混凝土的碱骨料反映等。因此，要提高混凝土的耐久性，就必须减小或消除这些结构破坏因素。限制或消除从原材料引入的碱、S03、C1- 等可以引起破坏结构和侵蚀钢筋物质的含量，加强施工控制环节，避免收缩及温度裂缝产生，以提高混凝土的耐久性。四、 保证混凝土的强度：尽管强度与耐久性是不同概念，但又密切相关，它们之间的本质联系是基于混凝土的内部结构，都与水灰比这个因素直接相关。在混凝土能充分密实条件下，随着水灰比的降低，混凝土的孔隙率降低，混凝土的强度不断提高。与此同时，随着孔隙率降低，混凝土的抗渗性提高，因而各种耐久性指标也随之提高。在现在的高性能混凝土中，除掺入高效减水剂外，还掺入了活性矿物材料，它们不但增加了混凝土的致密性，而且也降低或消除了游离氧化钙的含量。在大幅度提高混凝土强度的同时，也大幅度地提高了混凝土的耐久性。此外，在排除内部破坏因素的条件下，随着混凝土强度的提高，其抵抗环境侵蚀破坏的能力也越强。高性能混凝土在配制上的特点是低水灰比，选用优质原材料，除水泥、水和骨料外，必须掺加足够数量的矿物集料和高效减水剂，减少水泥用量，减少混凝土内部孔隙率，减少体积收缩，提高强度，提高耐久性。五、混凝土工程中的耐久性问题强度和耐久性是混凝土结构的两个重要指标,因以往工程中习惯上只重视混凝土的强度,或片面追求高强度而忽视混凝土的耐久性.混凝土的耐久性是使用期内结构保证正常功能的能力,关系结构物的使用寿命,随着结构物老化和环境污染的加重,混凝土耐久性问题已引起了各主管部门和广大设计,施工部门的重视.曾有调查表明,国内大多数工业建筑在使用25-30年后即需大修,处于严酷环境下的建筑物的使用寿命仅15-20年,桥梁,港口等基础设施工程尤其严重.许多工程建成后几年就出现钢筋锈蚀,混凝土开裂.有专家指出,我国大干基础设施工程建设的高潮还需延续,而由于忽视耐久性问题,迎接我们的还会有大修的高潮,其耗费将倍增于工程建设时的投资.而其原因却往往是由于混凝土耐久性不足引起的.六、混凝土结构耐久性问题的分析混凝土耐久性问题,是指结构在所使用的环境下,由于内部原因或外部原因引起结构的长期演变,最终使混凝土丧失使用能力.即所为的耐久性失效,耐久性失效的原因很多,有抗冻失效,碱-集料反应失效,化学腐蚀失效,钢筋锈蚀造成结构破坏等.下面作具体分析.七、混凝土的冻融破坏当结构处于冰点以下环境时,部分混凝土内孔隙中的水将结冰,产生体积膨胀,过冷的水发生迁移,形成各种压力,当压力达到一定程度时,导致混凝土的破坏.混凝土发生冻融破坏的最显著的特征是表面剥落,严重时可以露出石子.混凝土的抗冻性能与混凝土内部的孔结构和气泡含量多少密切相关.孔越少越小,破坏作用越小,封闭气泡越多,抗冻性越好.影响混凝土抗冻性的因素,除了孔结构和含气量外,还包括:混凝土的饱和度,水灰比,混凝土的龄期,集料的孔隙率及其间的含水率等.。八、混凝土的拌制尽量采用二次搅拌法,裹砂法,裹砂石法等工艺,提高混凝土拌合料的和易性,保水性,提高混凝土强度,减少用水量;大体积混凝土的浇筑振捣应控制混凝土的温度裂缝,收缩裂缝,施工裂缝,建立混凝土的浇筑振捣制度,提高混凝土密实度和抗渗性,重视混凝土振捣后的表面工序,并加强养护,以减少混凝土裂缝.混凝土的施工过程对控制构件外观裂缝,施工裂缝至关重要,应加强施工质量管理,特殊季节施工的混凝土结构,尚应采取特殊措施.九、 结构的日常维护结构在使用阶段,应注意检测,维护和修理,对处于露天和恶劣环境下的基础设施工程更应如此,,建立检测和评估体系,及时发现,及时修理,确保混凝土结构的正常使用。参考文献：1、《混凝土结构的耐久性设计方法》 陈肇元 编 《建筑技术》（m）2、《建筑施工技术》

现浇钢筋混凝土楼面板的裂缝，是目前较难克服的质量通病之一，特别是住宅工程楼面出现裂缝，往往会引起投诉、纠纷以及索赔要求等。现结合我公司多年来大量施工实践中的经验和教训，以施工为主、兼顾设计和材料等方面，阐述楼面裂缝的原因及综合防治措施。 一、设计中的重点加强部位从住宅工程现浇楼板裂缝发生的部位分析，最普遍的是房屋四周阳台处（含平面形状突变的凹凸房屋阳角处）的房间在离开阳角1米左右，即在楼板配置筋的负弯矩筋以及角部放射筋末端或外侧发生45度左右的楼地面斜角裂缝，这在现浇楼板任何一种类型的建筑中都普遍存在。主要是砼的收缩特性和温差沉降等作用所引起，并且越靠近屋面处的楼层裂缝往往越大。从设计角度看，现行设计规范侧重于强度，对温差和混凝土收缩特性等多种因素综合考虑不足，配筋构造量达不到要求。而房屋的四周阳角由于受到纵、横两个方向剪力墙或刚度相对较大的楼面梁约束，限制了楼面板的自由变形，因此在温差和砼收缩变化时，板面在配筋薄弱处首先开裂，产生45度左右的斜角裂缝。虽然楼地面斜角裂缝对结构安全使用没有影响，但在有水源等情况下会产生渗漏缺陷，容易引起住户投诉，是裂缝防治的重点。根据上述原因分析，我公司在近几年的图纸会审中，十分注重建议业主和设计单位对四周的阳角处楼阁板配筋进行加强，负筋不采用分离式切断，改为沿房间全长配置，并在房屋屋面阳角处和跨度≥米的楼板，设置双层双向钢筋，阳角处钢筋间距不宜大于100毫米，跨度≥米的楼板钢筋间距不宜大于150毫米，钢筋直径不宜小于Φ8.外墙转角处尚应设置方形钢筋，配筋范围应大于板跨的1/3，钢筋间跨不宜大于100毫米；房屋长度大于40米时，在楼中部位置设后浇带做好加强措施。二、商品砼的性能改善目前已普遍采用泵送商品砼浇筑，但受激烈的市场竞争，导致各商品砼厂商以采用大粉煤灰掺量，低价位、低性能的外加剂及细度模数低、含泥量较高的中细砂作为降低价格和成本的主要竞争手段。因此建议有关部门牵头，尽快健全和统一对商品砼厂商的行业管理，并根据成本投入比例，相应和合理地提高商品砼的市场价格（特别是用于地下室和住宅楼面工程的砼），促使厂商转变观念，控制好原材料质量，选用高效优质外加剂改善和减小混凝土的收缩值。建立好控制体系严格控制砼的用水量（不大于180kg/m3），不允许随意对商品砼加水；严格控制掺和料的用量，对粉煤灰掺量不得超过水泥用量的15%，矿粉掺量不超过水泥用量的20%；有条件时，在砼中加入纤维等抗裂材料。另一方面承包商在订购商品砼时，应根据工程的不同部位和性质提出对商品砼的质量要求，不能片面压价，追求低价格、低成本而忽视了商品砼质量，导致楼面收缩裂缝增多。同时现场应逐车控制好商品砼塌落度检测，以保证砼的成品质量。三、施工中应采取的主要技术措施楼面裂缝的发生除以阳角45度斜角裂缝为主外，还有较常见的两类：一类是预埋线管及线管集中处；另一类为施工中周转材料较集中和较频繁的吊装卸料堆放区域。现从施工角度进行综合分析，并分类采取以下几项主要技术措施：（一）重点加强楼面钢筋网的有效保护措施钢筋在楼面砼板中是受抗拉力，起着抵抗外荷载所产生的弯矩和防止砼收缩和温差裂缝发生的双重作用，而这一双重作用均需钢筋处在上下合理的保护层前提下才能确保有效。实际施工中，楼面下层的钢筋网在受到砼垫块及模板的依托下保护层较易正确控制。但当垫块间距放大至米时，钢筋网的合理保护层厚度就无法保障，所以纵横向的垫块间跨限制在1平方米中放2块。与此相反，楼面上层钢筋网的有效保护，一直是施工中的一大难题。其原因：板的上层钢筋一般较细，施工中受到人员踩踏后容易弯曲、变形、下坠，钢筋离楼层模板的高度较大无法受到模板的依托保护；各工种交叉作业，造成施工人员众多、行走十分频繁，尤其砼泵管装拆时无处落脚难免被大量踩踏，上层钢筋网的钢筋小马凳设置间距过大，甚至不设（仅依靠楼面梁上部钢筋搁置和分离式配筋的拐脚支撑）。根据施工实践，建议楼面双层双向钢筋（包括分离式配置的负弯矩筋）必须设置钢筋小马凳，其横向间跨不应大于700毫米<即每平方米不得少于2只>，特别是对于Φ8一类细小钢筋，小马凳的间距应控制在600毫米以内（即每平方米不得少于3只），同时采取下列综合措施加以解决：A、尽可能合理和科学地安排好各工种交叉作业时间，在板底钢筋绑扎后，线管预埋应及时穿插，做到不留或少留尾巴，以减少板面钢筋绑扎后的作业人员数量。B、在楼梯、通道等频繁和必须的通行处应搭设临时简易通道（或铺设跳板），以供施工人员通行。C、加强教育和管理，使全体操作人员充分重视保护板面负筋的正确位置。行走时，应自觉沿钢筋小马凳支撑点通行，不得随意踩踏中间部位钢筋。D、安排足够数量的钢筋工（一般应不少于3-4人）在砼浇筑前及浇筑中及时进行整修，特别是支座端部受力最大处以及楼面裂缝最易发生处（四周阳角处、预埋线管处以及大跨度房间外）应重点检查和修复。E、砼工在浇筑时对裂缝的易发生部位和负弯矩筋受力最大区域，应铺设临时性活动跳板，扩大接触面，分散应力，尽力避免上层钢筋受到重新踩踏变形。（二）预埋线管处的裂缝防治预埋线管，特别是多根线管的集中处容易导致裂缝。当预埋线管直径较大，开间宽度较大，且线管的敷设走向重合时，很容易发生楼面裂缝。因此对于较粗的管线或多根线管的集中处须加强。根据我公司的经验，建议增设的抗裂短钢筋采用Φ6-Φ8，间距≤100.（三）材料吊卸区域的楼面裂缝防治目前在主体结构施工过程中，普遍存在质量与工期的矛盾。一般主体结构的楼层施工速度平均为5-7天左右一层，最快时甚至不足5天一层。因此当楼层砼浇筑完毕后不足24小时的养护时间，就忙着钢筋、钢管、模板等材料吊运施工，这就给大开间部位的房间雪上加霜。在强度不足的情况下受材料吊卸冲击振动荷载的作用而引起不规则的受力裂缝。并且这些裂缝一旦形成，就难于闭合，形成永久性裂缝，这种情况在高层住宅主体快速施工时较常见。对这类裂缝的综合防治措施如下：A、主体结构的施工速度不能强求过快，楼层浇筑完后的必要养护必须获得保证（一般不宜≤24小时）；主体结构阶段的楼层施工速度宜控制在6-7天一层为宜。B、科学安排楼层施工作业计划，在楼层砼浇筑完毕的24小时后，可做一些测量、定位、弹线等准备工作，最多只允许暗柱钢筋焊接工作，不允许吊装大宗材料，避免冲击负载。砼终凝后可先分批安排运少量暗柱和剪力墙钢筋进行绑扎活动，做到轻卸、轻放，以控制和减少冲击振动力。第3天方可开始吊装钢管等大宗材料以及从事楼层墙板和楼面的模板正常支模施工。C、模板安装时，吊运或传递上来的材料应尽量分散就位，不得过多地集中堆放，以减少楼面集中荷重。D、对计划中的临时大开间材料吊装堆放区域部位（一般约40平方米左右）的模板支撑架设前，应预先考虑采用加密立杆（立杆的纵、横向间距均不宜大于800毫米）和搁栅增加模板支撑架刚度的加强措施，以增强刚度、减少变形来加强该区域的抗冲击振动荷载，并应在该区域的新筑砼表面铺设旧木模板以保护和扩散外力，防止裂缝的发生。（四）对楼面砼的养护砼的保混养护对其强度增涨和各类性能的提高十分重要，特别是早期的养护可避免表面脱水减少砼初期伸缩裂缝发生。施工中必须坚持覆盖麻袋或草包进行一周左右的养护，并建议采用喷养护液进行养护。四、对裂缝的弥补处理采取上述综合性防治措施后，由于各种原因仍可能有少量楼面裂缝发生。当这些楼面裂缝发生后，应在楼地面和天棚粉刷前预先作好妥善的裂缝处理工作，然后再进行装修。根据我公司的经验，住宅楼地面上部的粉刷找平层较厚，可通过在找平层中增设钢丝网或抗裂短钢进行加强；楼板底则粉刷层较薄，且通常无吊顶遮盖，更易暴露裂缝，影响美观而引起投诉，建议采用复合增强纤维等材料对裂缝作粘贴加强处理（当遇到裂缝较宽、受力较大等特殊情况时采用碳纤维粘贴加强）。复合增强纤维的粘贴宽度以350-400毫米为宜，既能达到良好的抗拉裂补强作用，又不影响粉刷和装饰效果，是目前较理想的裂缝弥补措施。