工業廠房混凝土結構裂縫產生的原因和預防對策探究

原鵬杰

摘要：隨著我國國民經濟的進步與發展，土木工程作為城市建設發展的重要行業，也取得了日新月異的發展。鋼筋混凝土是土木工程中常用的材料，因具有良好的力學性能與耐久性等優點，在工程建設各領域占據主導地位。此外，混凝土具有較強的抗壓強度。但是，其抗拉強度較低，通常只有抗壓強度的十分之一左右，任何顯著的拉彎作用都會使其微觀晶格結構開裂和分離，從而導致結構構件的破壞。混凝土構件雖然允許一些裂縫存在，一些非結構性的裂縫不會對構件的安全性產生影響，但在實際使用過程中卻會影響構件的美觀性和耐久性。本文主要對工業廠房混凝土結構裂縫產生的原因和預防對策進行探討研究，以期為類似的工程案例提供借鑒。

關鍵詞：工業廠房;混凝土結構;裂縫;預防

一、混凝土結構裂縫概述

裂縫是混凝土工程中最常見的一種缺陷。通常所說的裂縫是指肉眼可見的宏觀裂縫，而不是微觀裂縫，其寬度應在0.05mm以上。混凝土出現宏觀裂縫的原因多種多樣，通常是因為混凝土發生體積變化時受到約束，或由于受到荷載作用，在混凝土內引起過大拉應力（或拉應變）而產生裂縫。

裂縫一般分為結構性裂縫和非結構性裂縫。結構性裂縫與設計和結構受力有關，通常只占成因的 20% ;而大多數裂縫屬于非結構性裂縫，非結構性裂縫又分為塑性收縮裂縫、干縮裂縫、溫度裂縫、沉降裂縫、化學反應引起的裂縫

二、裂縫成因分析

2.1 材料本身特性所致

混凝土是一種由水泥膠凝材料、砂石骨料、水、空氣及其他外加劑等多項材料混合而成的非均質脆性材料。彈性模量只有鋼材的 10% 左右，抗拉強度較低。熱膨脹系數為（8～12）×10–6℃ ;而水泥的水化熱高（300～350 k J/kg）;混凝土水化凝結時，體積逐漸縮小（自收縮或化學收縮）;由于水分蒸發，混凝土體積又產生收縮（分為塑性收縮和干燥收縮）;因水泥的水化產生水化熱、混凝土中后期的碳化作用，導致其體積脹縮（分為水化溫差收縮和碳化收縮）;部分混凝土結構受到約束，如板的四周受到剪力墻、結構梁體等支座的約束，不能自由伸展。受上述本身變形和約束等影響，混凝土少許收縮，產生的拉應力往往會大于該齡期混凝土自身的抗拉強度，導致混凝土發生裂縫。

2.2設計疏忽

（1）結構布局追求新奇，凹凸轉折多、形體不規則，未設置變形縫。（2）考慮使用荷載不周到或未考慮施工荷載，計算模型假定與實際受力狀況不符，結構設計時安全儲備偏小，配筋不足或截面較小，使構件成型后強度不足。（3）受開發商追求經濟利益的思想左右，構件尺寸設計偏小，未做撓度或裂縫驗算，引起混凝土裂縫。（4）地基、基礎設計處理不當，引起不均勻沉降裂縫。（5）各專業設計未協調統一，忽略了線管裂縫的預防措施。

2.3 施工過失

（1）漏放、少放鋼筋、定位墊塊或支撐鋼筋。（2）季節性施工、各類異常情況的預案或技術措施不當。（3）入模使混凝土離析、漏振或過振、過度壓光等施工工藝不科學。（4）板面負鋼筋被踩踏變形移位、早拆模、欠養護等管理不完善。

三、工業廠房混凝土結構裂縫的預防措施

3.1合理控制混凝土配合比

混凝土澆筑施工中配合比設計十分重要，混凝土拌合過程中主要的材料有水泥、細骨料、粗骨料、粉煤灰、外加劑等幾種，其中水泥為主體材料，主要起粘結、填充作用，粗骨料一般指的是粒徑在4.75～37.5mm的巖石顆粒，細骨料則指的是粒徑在4.75mm以下的砂石。除此之外，工業廠房建設施工中，為了有效的改善混凝土的和易性，從而便于泵送，混凝土中常常會加入適量的粉煤灰。我國土建工程混凝土配合比一般均按照《普通混凝土配合比設計規范》進行，設計過程中要保證混凝土結構強度滿足相關質量標準，混凝土拌合物坍落度、和易性、可塑性、抗凍性、抗滲性、耐腐蝕性良好，工業廠房建設施工時不會出現離析、裂縫等不良現象，同時，要盡量減少原材料使用，降低工程的建設施工成本。

3.2加強混凝土澆筑、振搗技術

混凝土澆筑、振搗技術工業廠房建設施工對于混凝土整體結構要求比較高，一般情況下，主要采用分層澆筑施工的方法。混凝土分層澆筑主要有全面分層、分段分層以及斜面分層三種方式。其中全面分層澆筑時，從建筑結構短邊開始逐漸向著長邊推進，第一層完全澆筑完成終凝之后可以實施第二層澆筑，具體應用過程中需要盡量減小層間間隔，必須要保證分層處理的科學性及有效性，全面分層澆筑的混凝土結構強度較高，但全面分層澆筑主要應用于平面尺寸較小的建筑結構。土建施工中，不滿于全面分層條件時，可以考慮分段分層。分段分層在結構厚度相對較小，但面積或者長度較大的建筑結構中比較實用。澆筑過程中由底層向上澆筑，依次向前澆筑各分層，由于總層數較多，因此澆至頂層后，第一層末端的混凝土還沒有初凝，然后從二段開始繼續分層澆筑。斜面分層澆筑主要應用于長度超過厚度3倍以上的結構，斜面分層澆筑時，一次性將混凝土澆筑到頂端，使得混凝土形成一個斜面，斜面的坡度為1：3。工業廠房建設施工時，需要根據廠房的實際情況合理的選擇混凝土澆筑的方法。但無論是哪種澆筑工藝，在具體的實施過程中，上層結構混凝土澆筑之前都首先要將樓層水平施工縫沖洗干凈，一般情況下，主要配合鐵刷及高壓水完成這一沖洗過程。將表面雜物、石子、浮漿清洗干凈后，填筑5～10cm左右的水泥砂漿層，為了避免底部出現蜂窩現象，該水泥砂漿層的成分應該與后期澆筑的混凝土砂漿成分一致。

混凝土振搗過程中，要確保混凝土保護層厚度及鋼筋位置的準確性，不得踩踏鋼筋，隨意移動預留孔洞及預埋件位置。柱混凝土采用分層振搗的方式，每一層的厚度需要控制在300～400mm左右，澆筑振搗時要上下層結合。梁板混凝土澆筑振搗時，先澆筑梁混凝土，后澆筑板混凝土，振搗時要避免管道及相關構件預留部位發生偏移。平板澆筑完成之后，需要使用平板震動器進行拖震，同時安排專門的工作人員采用砂漿木蟹或者長刮尺粉平。利用插入式振搗器進行振搗時，要控制好振搗器的插入速度，保證快進慢出，插點應均勻，要逐點進行，避免遺漏，振搗器的移動距離需要應控制在1.5倍振搗器作用半徑之內。

3.3混凝土養護

施工后期必須注意對混凝土的養護，如果養護不足，可能因漏水而在表面產生細微裂紋，從而影響外觀質量和耐久性。因此，在混凝土澆筑后，應根據混凝土凝固情況進行養護，以避免混凝土強度不足和顏色不均勻。養護混凝土的方法一般用塑料薄膜覆蓋并采取水固化。為防止黃水浸入混凝土中而無法清除，影響觀感，禁止使用涂料和澆水方案。外露的混凝土表面應及時覆蓋一層黏合劑膜或噴霧型硬化膜，以保持水分并硬化。

結束語：

控制裂縫的原則是“防裂于未然”為主，處理為輔。裂縫的控制也應從設計方面、施工方面、材料性質與配合比方面、使用環境及管理方面采取綜合措施。裂縫是否需要處理和怎樣處理，主要取決于裂縫的性質和其危害性。對那些危及結構安全、或影響正常使用、或降低耐久性的裂縫都要認真處理。應特別注意對結構的穩定性、受剪承載力、受彎承載力產生嚴重影響的裂縫，要重點進行加固處理。

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