清水、预制、装饰混凝土及GRC裂缝的成因、预防与处理

前 言
40多年前，我参加工作后个独立设计的小活是渔港火车专用线站台混凝土柱的裂缝修复设计，如彩插图C14的那种钢筋锈蚀裂缝，那是我次接触混凝土裂缝，因此对海风带来的氯离子侵蚀的破坏性印象极深。
非常巧，我退休前主持设计的后一个项目也与裂缝有关。那是为沈阳棋盘山秀湖设计的3km长的水上浮桥，用2600多个薄壁混凝土封闭式趸船连接而成。单个趸船是半圆柱体，就像一截被锯成一半的粗原木，弧形表面是树皮质感，平面是木纹质感，材料用的是装饰混凝土 GRC 钢筋混凝土肋，总壁厚40～50mm，净壁厚只有20mm。这么薄的混凝土趸船，用于风大浪高的湖面，要保证在制作、安装和使用过程中不出现裂缝，是非常非常难的。设计过程中，与预防裂缝有关的试验做了几十项。难的还不是技术，而是管理，许多裂缝是因为作业不当造成的。

玻璃纤维增强混凝土的简称，详细含义见本书第11章，余同。我参加工作初期从事港口工程技术工作。港口工程领域混凝土裂缝预防工作做得比较好。按说，港口工程混凝土在海水中，服役环境比建筑工程恶劣得多，但裂缝现象较少。后来我转入建筑领域，做过与现浇混凝土、预制混凝土、装饰混凝土和GRC有关的技术工作，发现混凝土裂缝现象更为普遍和严重，与港口工程行业比较，建筑业预防裂缝的科学态度和执行力存在差距。以水灰比和坍落度为例，港口工程行业控制得比较严格，而建筑行业随意了许多。
大多数甚至绝大多数裂缝是可知可防的，裂缝不可知论是偷懒的托辞，裂缝不可防论是在推卸责任。我去过几十个国家考察建筑，与日本装配式建筑同行有深入的合作，国外建筑工程的裂缝比国内少很多，尤其是日本，裂缝非常少见。差别就在于是否真重视，是否知其所以然，是否用心做好预防裂缝工作的每一个细节。举个例子，日本鹿岛在沈阳做预制构件，水泥和钢筋有厂家检测报告还不行，第三方实验室做的检测也不放心，他们不怕麻烦把水泥和钢筋样品寄到日本检测，合格了才敢使用。他们甚至把混凝土拌制用的水也寄到日本检测，以确定是否可用。
近年来，现浇清水混凝土成为时尚，装配式建筑蜂拥而起，装饰混凝土与GRC应用越来越多。这些类型的混凝土或形体复杂；或增加了预制、运输和安装环节；或混凝土自身具有装饰性；或混凝土表皮直接裸露于自然中；更容易发生裂缝，对裂缝的宽容度更低，裂缝修补要做到没有痕迹也更难。有的著名的现浇清水混凝土建筑或使用装饰混凝土和GRC构件的建筑，存在严重的裂缝问题；有的预制构件工厂硬件不错，管理团队也不缺专业人员，规章制度操作规程也齐全，但还是出现了大量裂缝，工厂的技术和管理团队或不知道产生裂缝的原因，或分析的原因不对；这表明一些专业人员对裂缝的机理与成因、预防与处理，还不是很清楚。
本书结合建筑工程裂缝实例，系统介绍了混凝土裂缝的基本知识；将建筑领域的混凝土常见裂缝进行归类，列出清单；对各种类型的裂缝机理与成因进行分析，给出预防裂缝的具体措施和调查、分析、修补裂缝的具体办法。
本书虽然聚焦于现浇清水混凝土、装配式建筑预制构件、装饰混凝土和GRC构件的裂缝，实际上基本包含了建筑混凝土各种类型的裂缝。
需要指出一个认识误区，就是以为裂缝只是施工或构件制作环节的问题。其实，许多裂缝与甲方特别是与设计方有关。例如，笔者看过国内几个著名的现浇清水混凝土项目的裂缝，主要责任就不在施工方，是设计存在问题，一些非荷载效应裂缝和异形形体、新材料裂缝与规范覆盖不够或规定不细有关。事实上，预防裂缝各个环节都有责任，包括甲方、设计者、混凝土搅拌站、构件预制、现浇混凝土施工与预制构件安装环节。
出现裂缝不仅是技术问题，管理责任也非常大。预防裂缝必须从技术和管理两个方面着手，知道该做什么，由谁来做和如何做。
本书共分成4个部分，总计18章。
第1部分第1章和第2章，介绍建筑混凝土裂缝的危害和形成机理。
第2部分第3~11章，共9章。介绍收缩龟裂、碱骨料反应龟裂、冻融裂缝、钢筋部位裂缝、应力集中裂缝、现浇清水混凝土裂缝、预制混凝土构件裂缝、装饰混凝土构件裂缝和GRC构件裂缝的成因、预防与处理。
第3部分第12~16章，共5章。是写给甲方、设计者、混凝土搅拌站、构件工厂和施工方的预防裂缝工作要点。
第4部分第17章和第18章，介绍如何进行裂缝调查分析和修补。
本书开头有8页彩插，给出了具有代表性的各种裂缝的彩色照片，以使读者清楚地了解裂缝形态。
本书给出了“裂缝类型、成因以及各环节预防要点表”（附表Z2），以使读者对建筑混凝土裂缝有一个总体了解。读者可结合自己的具体工作或工程项目，先做减法，再做加法。减法就是把表中与该项目无关的裂缝删去；加法就是把表中未包括的裂缝加上去，如此即形成了该项目可能发生的裂缝清单，以作为预防工作的目标。
考虑到许多技术和管理人员工作繁忙，不一定有时间系统读完一本书（其实也没有必要通读），本书给出了本书“导读表”（附表Z1），从事不同环节技术和管理的人员可根据自己的实际需要，按需选读。
我担任主编的装配式建筑系列技术丛书的部分作者为本书贡献了他们的知识与经验

本书结合建筑工程实例，系统介绍了混凝土裂缝的基本知识，列出了建筑领域混凝土工程中常见的裂缝清单，分析了各种裂缝的机理与成因，给出了预防裂缝的措施和修补办法。
裂缝不仅是施工或构件制作环节中引发的问题，许多裂缝与甲方和设计方有关；一些非荷载效应裂缝和异形形体、新材料裂缝也与规范覆盖不够或规定不细有关。但绝大多数裂缝是可知可控的。本书给出了甲方、设计、混凝土搅拌站、构件预制、现浇混凝土施工与预制构件安装各个环节预防和处理裂缝的技术、管理要点；重点聚焦于现浇清水混凝土、装配式建筑混凝土构件、装饰混凝土和GRC构件的裂缝。
本书适用于建筑领域与混凝土有关的各个环节（甲方、设计方、混凝土搅拌站、预制混凝土构件厂、装饰混凝土和GRC构件厂、施工企业、监理）技术与管理人员，是其工作的案头工具书。同时,本书对相关专业高校师生也有很好的借鉴意义。

郭学明，1954年生，毕业于大连理工大学土木系。装配式建筑、装饰混凝土和GRC领域专家，建筑艺术史学者。现任全国混凝土与水泥制品协会装饰混凝土分会专家委员会主任。早年在大型国企从事建筑设计及管理工作，后创办我国*早从事GRC行业的国内知名公司。2009年创办沈阳兆寰现代建筑产业园有限公司，任首任董事长，引进日本著名企业鹿岛公司及其装配式混凝土建筑技术，是国内装配式混凝土建筑行业的先行者之一，对GRC和装配式混凝土建筑有着深入的研究和大量的工程实践，带出了一批行业专家。游历60多个国家考察建筑艺术和技术，阅历丰富，对各国人文历史与建筑的关系有着深入的观察、思考和独到的见解。
主编有《GRC幕墙与建筑装饰构件的设计、制作及安装》《装配式混凝土结构建筑的设计、制作与施工》“装配式混凝土建筑问题系列丛书”等重要专业书18本，其中13本入选 “十三五”国家重点出版物出版规划项目， 3本装配式建筑高校教材被近60所高校选用。曾先后获得大连市和全国混凝土行业科技工作者称号，在业界有着广泛的影响。 

目 录
前言
附表Z1本书导读表
附表Z2裂缝类型、成因及各环节预防要点一览表(见本书所附活页)
第1章建筑混凝土裂缝的危害
11从著名混凝土建筑的裂缝谈起
12建筑混凝土裂缝的类型
13混凝土裂缝的危害与影响
14本书讨论的混凝土裂缝范围
第2章混凝土裂缝的形成机理
21混凝土裂缝形成机理概述
22收缩变形被约束因素
23内部物质膨胀因素
24荷载作用因素
25位移作用因素
26构件作用因素
27施工中的因素
第3章收缩龟裂的成因、预防与处理
31龟裂的类型
32收缩龟裂实例
33收缩龟裂的成因与预防
34收缩龟裂的危害
35收缩龟裂的调查处理
第4章碱骨料反应造成龟裂的成因、预防与处理
41从两个龟裂实例说起
42碱骨料反应裂缝的成因
43碱骨料反应裂缝的危害
44碱骨料反应裂缝的预防
45碱骨料反应裂缝的调查处理
第5章冻融裂缝的成因、预防与处理
51冻融裂缝实例
52冻融裂缝的成因
53冻融裂缝的危害
54冻融裂缝的预防
55冻融裂缝的调查处理
第6章钢筋部位裂缝的成因、预防与处理
61钢筋部位裂缝的类型
62钢筋部位裂缝的成因
63钢筋部位裂缝的危害
64钢筋部位裂缝的预防
65钢筋部位裂缝的调查处理
第7章应力集中处裂缝的成因、预防与处理
71应力集中处裂缝的类型
72应力集中处裂缝的成因
73应力集中处裂缝的危害
74应力集中处裂缝的预防
75应力集中处裂缝的调查处理
第8章现浇清水混凝土的裂缝成因、预防与处理
81清水混凝土
82清水混凝土裂缝的类型
83墙体裂缝的成因与预防
84柱、梁、楼板及非结构构件裂缝的成因与预防
85施工因素导致的裂缝成因与预防
86其他预防措施
87现浇清水混凝土裂缝的危害
88现浇清水混凝土裂缝的调查处理
第9章预制混凝土构件裂缝的成因、预防与处理
91装配式混凝土建筑
92预制混凝土构件
93预制混凝土构件裂缝的类型
94预制混凝土构件裂缝的成因与预防
95预制混凝土构件裂缝的危害
96预制混凝土构件裂缝的调查处理
第10章装饰混凝土裂缝的成因、预防与处理
101装饰混凝土
102装饰混凝土裂缝的成因与预防
103装饰混凝土裂缝的危害
104装饰混凝土裂缝的调查处理
第11章GRC裂缝的成因、预防与处理
111GRC
112GRC裂缝的关键点
113GRC裂缝的成因与预防
114GRC裂缝的危害
115GRC裂缝的调查处理
第12章写给甲方——甲方决策和管理环节预防裂缝的要点
121预防裂缝必须从甲方做起
122甲方在预防裂缝方面存在的问题
123甲方预防裂缝的原则与重点
124项目决策时对预防裂缝的关注
125甲方预防裂缝的技术与管理要点
126选择合作方时的裂缝考量
127合同中关于裂缝的约定
128工程实施中的裂缝管控要点
129工程验收对裂缝的关注
1210组织对裂缝的调查与处理
1211建筑物交付使用时关于裂缝的交接
第13章写给设计者——设计环节预防裂缝的要点
131设计者关于裂缝的认识误区
132哪些裂缝与设计有关
133各专业的责任
134设计中预防裂缝的要点
135裂缝调查与处理的责任与工作
第14章写给搅拌站——混凝土制备环节预防裂缝的要点
141与混凝土制备环节有关的裂缝
142搅拌站预防裂缝存在的问题
143搅拌站预防裂缝的作业原则
144了解工程环境与工程情况
145搅拌站预防裂缝的要点
146坍落度不合格的处理方式
第15章写给构件工厂——预制环节预防裂缝的要点
151预制构件厂产品裂缝频出是反常现象
152预制构件厂裂缝的类型、成因与预防要点
153预制构件厂预防裂缝的工作内容
154模具设计、制作与组装
155钢筋、预埋件制作与入模
156混凝土浇筑
157养护
158脱模
159构件存放
1510吊运与装车
1511运输
1512交付
1513预制构件裂缝的调查处理
第16章写给施工方——现浇混凝土与构件安装环节预防裂缝的要点
161从施工企业冤不冤说起
162现浇混凝土施工与构件安装中出现的裂缝类型、成因及预防要点
163施工企业预防裂缝的工作要点
164施工组织设计中预防裂缝的内容
165现浇清水混凝土预防裂缝要点
166预制构件安装要点
167拆卸模板与临时支撑
168半成品与成品保护
169与裂缝有关的资料档案
1610裂缝检查
1611裂缝处理
第17章裂缝调查与分析
171裂缝调查与分析的目的
172定期观察
173发现裂缝后的调查
174裂缝修补后的定期观察
175裂缝分析
176裂缝调查资料归档
第18章裂缝修补
181裂缝修补概述
182裂缝修补方法
183裂缝类型与对应的修补方法
参考文献附表

本书结合建筑工程实例，系统介绍了混凝土裂缝的基本知识，列出了建筑领域混凝土工程中常见的裂缝清单，分析了各种裂缝的机理与成因，给出了预防裂缝的措施和修补办法。
裂缝不仅是施工或构件制作环节中引发的问题，许多裂缝与甲方和设计方有关；一些非荷载效应裂缝和异形形体、新材料裂缝也与规范覆盖不够或规定不细有关。但绝大多数裂缝是可知可控的。本书给出了甲方、设计、混凝土搅拌站、构件预制、现浇混凝土施工与预制构件安装各个环节预防和处理裂缝的技术、管理要点；重点聚焦于现浇清水混凝土、装配式建筑混凝土构件、装饰混凝土和GRC构件的裂缝。
本书适用于建筑领域与混凝土有关的各个环节（甲方、设计方、混凝土搅拌站、预制混凝土构件厂、装饰混凝土和GRC构件厂、施工企业、监理）技术与管理人员，是其工作的案头工具书。同时,本书对相关专业高校师生也有很好的借鉴意义。

郭学明，1954年生，毕业于大连理工大学土木系。装配式建筑、装饰混凝土和GRC领域专家，建筑艺术史学者。现任全国混凝土与水泥制品协会装饰混凝土分会专家委员会主任。早年在大型国企从事建筑设计及管理工作，后创办我国*早从事GRC行业的国内知名公司。2009年创办沈阳兆寰现代建筑产业园有限公司，任首任董事长，引进日本著名企业鹿岛公司及其装配式混凝土建筑技术，是国内装配式混凝土建筑行业的先行者之一，对GRC和装配式混凝土建筑有着深入的研究和大量的工程实践，带出了一批行业专家。游历60多个国家考察建筑艺术和技术，阅历丰富，对各国人文历史与建筑的关系有着深入的观察、思考和独到的见解。
主编有《GRC幕墙与建筑装饰构件的设计、制作及安装》《装配式混凝土结构建筑的设计、制作与施工》“装配式混凝土建筑问题系列丛书”等重要专业书18本，其中13本入选 “十三五”国家重点出版物出版规划项目， 3本装配式建筑高校教材被近60所高校选用。曾先后获得大连市和全国混凝土行业科技工作者称号，在业界有着广泛的影响。