土木工程精品系列--混凝土结构的裂缝与对策一书由机械工业出版社于2006-06-01出版。
本书共分16章,分别从混凝土结构的设计、施工、混凝土的配比、养生及外部环境的影响和内部材料的劣化方面人手,全面解析了裂缝产生的原因和机理,同时通过大量的工程实例和现场结构物的裂缝图片辅以说明,提出了裂缝的防治对策。
本书以全新的视角和新建理论体系,对混凝土的裂缝及其对策进行了详细的阐述,体现了本书的实用性、科学性与先进性特色。
本书适合于广大建设工程的科研、设计及施工技术人员;对于高校土木工程专业的师生来说,也是一本不可多得的专业参考书。
序
回顾往事,有两件事与本书的主题,息息相关。
一件事,在一次会议上,见到一位德高望重的施工专家,他感慨地说;"我一生与混凝土打交道,一生与混凝土的裂缝作斗争,但谁战胜谁的问题,依然没有解决"。
另一件事,笔:者聆听一次文件传达会,文件介绍,我国某大型混凝土坝施工中,第二期混凝土浇筑顺利进展,但到了第二年期时,许多混凝土坝块突然开裂。人们为之警愕、惶惑。一位知名的专家概括地指出:"世界上没有不裂缝的混凝土坝","裂缝是混凝土的常发病"。
事后,这个坝的第三期工程,设计上吸取了第二期工程的教训,改革了混凝土的设计和浇筑设计,历时三年来,至今没有出现裂缝。
刹那地表观,对混凝土裂缝作出的概括,很难经受住时间的考验。现在该是上升到理性认识的时候了。
本书就是一部对混凝土裂缝作出理性认识和对策的专著。作者把混凝土裂缝问题抽提为一个中心命题,采取从个别到一般,逐层剖析,从混凝土材性设计和浇筑入手,分析混凝土裂缝的机理,制定出因应的对策。无疑,这是一部意义重大的基础性的开山之作。本书的出版,无疑对我国混凝土质量的提升,起着指导的作用。
据此,混凝土的耐久寿命设计问题,出现了曙光。
长江科学院
刘常熙
2006.3.7
前 言
混凝土结构物产生裂缝,是结构物的承载能力、耐久性、防水性等的各种性能下降的主要原因;其对策的重要性直接影响到结构物的耐用年数,以及能否达到设计要求的服役年限。
混凝土结构的裂缝原因甚多。结构设计是首位的,故要保证设计的结构有足够的强度和强度储备。混凝土结构的裂缝还与混凝土的原材料及其配合比例密切相关;与施工的环境条件、施工工艺密切柑关;与混凝土结构的使用环境、维护和管理密切相关,等等。
混凝土结构的裂缝是混凝土结构劣化损伤的宏观反映。当结构发生裂缝时在采取相应的对策之前,首先要查明原因,诊断其危险,采取适宜的材料和修补工艺,才能取得实效。
本书共分16章,力图对混凝土结构的开裂与对策问题,从实用性、科学性与先进性的角度加以全面的阐述,使读者从本书中得以受益。但限于作者水平,亦难免有不尽之处。敬请读者批评指正。
中国建筑工程总公司第三工程局的教授级高级工程师顾晴霞为本书撰写了第7章、第8章;中冶集团建筑研究总院(国家工业建筑诊断与改造工程技术研究中心)的郝挺宇博士为本书撰写了第16章。本书稿聘请了长江科学院刘崇熙教授审阅了第1章、第6章。在编写本书过程中,参考引用了冷发光博士、封孝信博士、牛全林博士及李崇智博士学位论文中的某些科研成果和实验数据,在此表示深深的谢意。同时,对曹永康教授和马孝轩教授给予本书的支持和帮助也表示衷心感谢!
冯乃谦
2006年2月5日
于清华大学
土木工程精品系列--混凝土结构的裂缝与对策:
序
前言
第1章 混凝土开裂损伤与结构的安全性和耐久性1 1.1 钢筋混凝土建筑物的劣化现象1
1.2 混凝土的开裂3
1.3 混凝土开裂原因的分析13
1.4 混凝土裂缝的类型16
1.5 裂缝允许宽度19
1.6 强度劣化与结构开裂27
第2章 混凝土收缩与开裂的检测和评估33 2.1 混凝土开裂的图像分析与劣化度的评估33
2.2 高强混凝土的开裂特性40
2,3 混凝土收缩的检测46
2.4 混凝土开裂的检测47
2.5 混凝土早期收缩、开裂的试验与评估48
2.6 早期收缩的试验结果与分析52
2.7 开裂试验与评估59
2.8 混凝土早期收缩开裂的对策66
2.9 混凝土的长期收缩67
第3章 混凝土组成材料及配合比引起的开裂70 3.1 引言70
3.2 混凝土浇筑成型后到终凝时发生的开裂71
3.3 终凝到一周龄期时混凝土发生的开裂74
3.4 硬化混凝土(长龄期)的开裂81
3.5 降低混凝土干燥收缩的对策87
3.6 本章总结93
第4章 结构(荷载)裂缝95 4.1 引言95
4.2 施工荷载引起结构的开裂97
4.3 长期荷载引起的开裂98
4.4 疲劳荷载作用下的开裂101
4.5 动荷载作用引起的开裂103
4.6 地震荷载作用引起的开裂破坏105
4.7 不同沉降引起的开裂111
4.8 预测抗弯开裂的裂缝宽度111
4.9 结束语112
第5章 混凝土施工引起的开裂与对策113 5.1 引言113
5.2 施工初期引起的混凝土的开裂116
5.3 施工中期混凝土的开裂122
5.4 施工后期混凝土的开裂127
第6章 大体积混凝土结构施工的开裂与对策133 6.1 大体积混凝土的定义133
6.2 大体积混凝土温度裂缝的成因134
6.3 大体积混凝土的温度应力138
6.4 材料的力学性质和膨胀系数141
6.5 预测温度应力,判断裂缝发生143
6.6 裂缝宽度144
6.7 建筑结构物中大体积混凝土温度裂缝控制方法150
6.8 粉煤灰高性能大体积混凝土的施工应用159
6.9 承台大体积混凝土开裂的控制164
6.10 日本桥梁大体积混凝土的施工和裂缝控制167
6.11 明石大桥拉索锚固基础混凝土地下连续墙施工176
第7章 施工期间±0.00以下混凝土结构的开裂与对策194 7.1 施工期间混凝土结构裂缝的特征194
7.2 地下室底板的裂缝控制195
7.3 地下室墙的裂缝控制202
7.4 地下室梁板结构的裂缝208
第8章 施工期间±0.00以上混凝土结构的开裂与对策214 8.1 保护层不足或露筋引起的裂缝214
8.2 施工不当引起的裂缝及对策219
8.3 柱的裂缝222
8.4 混凝土墙体的裂缝223
8.5 梁板结构的裂缝227
8.6 重晶石混凝土的裂缝控制234
第9章 不同部位的构件开裂与对策242 9.1 原因与现象242
9.2 墙体的约束与裂缝243
9.3 发生开裂的影响因素246
9.4 易裂性的评价248
9.5 墙体裂缝的对策249
9.6 屋面板的开裂与对策252
9.7 楼板的开裂与对策254
9.8 室内土地面上混凝土的开裂与对策255
9.9 阳台与外廊的开裂与对策258
9.10 女儿墙的开裂与对策260
第10章 混凝土内部劣化因子引起的开裂与对策261 10.1 引言261
10.2 碱-骨料反应造成混凝土开裂的机理268
10.3 碱-骨料反应混凝土结构物的损伤状况274
10.4 关于钢筋混凝土ASR膨胀的研究285
10.5 碱碳酸盐反应(ACR)291
10.6 预防碱骨料反应的对策298
第11章 盐害造成混凝土结构的开裂与对策302
11.1 引言302
11.2 盐害的机理305
11.3 混凝土中的含盐量307
11.4 含盐量与钢筋锈蚀309
11.5 钢筋锈蚀对混凝土结构物的影响312
11.6 从环境侵入混凝土中的盐314
11.7 盐分从混凝土表面向钢筋表面的移动过程321
11.8 全氯离子含量与有效氯离子含量324
11.9 砂浆、混凝土导电量与氯离子渗透扩散间的关系329
11.10 盐害对策331
11.11 结束语335
第12章 混凝土受硫酸盐侵蚀造成的开裂与对策338
12.1 引言338
12.2 国内外对硫酸盐腐蚀研究的进展340
12.3 硫酸盐的侵蚀机理343
12.4 混凝土盐碱腐蚀试验347
12.5 磨细矿渣对水泥砂浆抗硫酸盐腐蚀的影响354
12.6 检验和评价硫酸盐腐蚀的有关标准363
12.7 对策365
第13章 混凝土冻害开裂与预防对策367
13.1 引言367
13.2 冻害劣化的特征367
13.3 混凝土冻融破坏过程中宏观特性的变化372
13.4 冻害劣化的主要影响因素377
13.5 混凝土抗冻害开裂的对策384
第14章 混凝土结构中性化开裂与对策387
14.1 混凝土中性化破坏综述387
14.2 混凝土中性化劣化机理393
14.3 混凝土中性化速度393
14.4 预防混凝土中性化的对策401
第15章 混凝土结构裂缝的调查、诊断与修补402
15.1 混凝土结构物的劣化诊断402
15.2 结构构件开裂汇总图示403
15.3 不同情况下裂缝图形及其分类406
15.4 裂缝的调查与诊断426
15.5 裂缝宽度、长度的调查427
15.6 裂缝进行性的调查429
15.7 裂缝漏水的调查430
15.8 判断裂缝是否要修补431
15.9 裂缝的修补431
第16章 工程裂缝的检测与修复实例435
16.1 引言435
16.2 某大型公共建筑结构裂缝调查分析436
16.3 某高速公路立交桥梁体裂缝分析438
16.4 某无梁楼盖结构裂缝分析443
16.5 某铁路特大桥梁体裂缝检测分析447
16.6 某混凝土桁架梁开裂诊治461
16.7 某特大桥刚构裂缝475
参考文献487