工業(yè)廠房混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因和預(yù)防對(duì)策探究

原鵬杰

摘要：隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步與發(fā)展，土木工程作為城市建設(shè)發(fā)展的重要行業(yè)，也取得了日新月異的發(fā)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(xué)性能與耐久性等優(yōu)點(diǎn)，在工程建設(shè)各領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位。此外，混凝土具有較強(qiáng)的抗壓強(qiáng)度。但是，其抗拉強(qiáng)度較低，通常只有抗壓強(qiáng)度的十分之一左右，任何顯著的拉彎作用都會(huì)使其微觀晶格結(jié)構(gòu)開裂和分離，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞。混凝土構(gòu)件雖然允許一些裂縫存在，一些非結(jié)構(gòu)性的裂縫不會(huì)對(duì)構(gòu)件的安全性產(chǎn)生影響，但在實(shí)際使用過程中卻會(huì)影響構(gòu)件的美觀性和耐久性。本文主要對(duì)工業(yè)廠房混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因和預(yù)防對(duì)策進(jìn)行探討研究，以期為類似的工程案例提供借鑒。

關(guān)鍵詞：工業(yè)廠房;混凝土結(jié)構(gòu);裂縫;預(yù)防

一、混凝土結(jié)構(gòu)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(yīng)在0.05mm以上。混凝土出現(xiàn)宏觀裂縫的原因多種多樣，通常是因?yàn)榛炷涟l(fā)生體積變化時(shí)受到約束，或由于受到荷載作用，在混凝土內(nèi)引起過大拉應(yīng)力（或拉應(yīng)變）而產(chǎn)生裂縫。

裂縫一般分為結(jié)構(gòu)性裂縫和非結(jié)構(gòu)性裂縫。結(jié)構(gòu)性裂縫與設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)受力有關(guān)，通常只占成因的 20% ;而大多數(shù)裂縫屬于非結(jié)構(gòu)性裂縫，非結(jié)構(gòu)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(xué)反應(yīng)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(xiàng)材料混合而成的非均質(zhì)脆性材料。彈性模量只有鋼材的 10% 左右，抗拉強(qiáng)度較低。熱膨脹系數(shù)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(jié)時(shí)，體積逐漸縮?。ㄗ允湛s或化學(xué)收縮）;由于水分蒸發(fā)，混凝土體積又產(chǎn)生收縮（分為塑性收縮和干燥收縮）;因水泥的水化產(chǎn)生水化熱、混凝土中后期的碳化作用，導(dǎo)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(jié)構(gòu)受到約束，如板的四周受到剪力墻、結(jié)構(gòu)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(chǎn)生的拉應(yīng)力往往會(huì)大于該齡期混凝土自身的抗拉強(qiáng)度，導(dǎo)致混凝土發(fā)生裂縫。

2.2設(shè)計(jì)疏忽

（1）結(jié)構(gòu)布局追求新奇，凹凸轉(zhuǎn)折多、形體不規(guī)則，未設(shè)置變形縫。（2）考慮使用荷載不周到或未考慮施工荷載，計(jì)算模型假定與實(shí)際受力狀況不符，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)安全儲(chǔ)備偏小，配筋不足或截面較小，使構(gòu)件成型后強(qiáng)度不足。（3）受開發(fā)商追求經(jīng)濟(jì)利益的思想左右，構(gòu)件尺寸設(shè)計(jì)偏小，未做撓度或裂縫驗(yàn)算，引起混凝土裂縫。（4）地基、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)處理不當(dāng)，引起不均勻沉降裂縫。（5）各專業(yè)設(shè)計(jì)未協(xié)調(diào)統(tǒng)一，忽略了線管裂縫的預(yù)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(jié)性施工、各類異常情況的預(yù)案或技術(shù)措施不當(dāng)。（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(xué)。（4）板面負(fù)鋼筋被踩踏變形移位、早拆模、欠養(yǎng)護(hù)等管理不完善。

三、工業(yè)廠房混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的預(yù)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(shè)計(jì)十分重要，混凝土拌合過程中主要的材料有水泥、細(xì)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(jié)、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(xì)骨料則指的是粒徑在4.75mm以下的砂石。除此之外，工業(yè)廠房建設(shè)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(huì)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(shè)計(jì)規(guī)范》進(jìn)行，設(shè)計(jì)過程中要保證混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度滿足相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，混凝土拌合物坍落度、和易性、可塑性、抗凍性、抗?jié)B性、耐腐蝕性良好，工業(yè)廠房建設(shè)施工時(shí)不會(huì)出現(xiàn)離析、裂縫等不良現(xiàn)象，同時(shí)，要盡量減少原材料使用，降低工程的建設(shè)施工成本。

3.2加強(qiáng)混凝土澆筑、振搗技術(shù)

混凝土澆筑、振搗技術(shù)工業(yè)廠房建設(shè)施工對(duì)于混凝土整體結(jié)構(gòu)要求比較高，一般情況下，主要采用分層澆筑施工的方法?；炷练謱訚仓饕腥娣謱?、分段分層以及斜面分層三種方式。其中全面分層澆筑時(shí)，從建筑結(jié)構(gòu)短邊開始逐漸向著長(zhǎng)邊推進(jìn)，第一層完全澆筑完成終凝之后可以實(shí)施第二層澆筑，具體應(yīng)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(xué)性及有效性，全面分層澆筑的混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較高，但全面分層澆筑主要應(yīng)用于平面尺寸較小的建筑結(jié)構(gòu)。土建施工中，不滿于全面分層條件時(shí)，可以考慮分段分層。分段分層在結(jié)構(gòu)厚度相對(duì)較小，但面積或者長(zhǎng)度較大的建筑結(jié)構(gòu)中比較實(shí)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(shù)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(xù)分層澆筑。斜面分層澆筑主要應(yīng)用于長(zhǎng)度超過厚度3倍以上的結(jié)構(gòu)，斜面分層澆筑時(shí)，一次性將混凝土澆筑到頂端，使得混凝土形成一個(gè)斜面，斜面的坡度為1：3。工業(yè)廠房建設(shè)施工時(shí)，需要根據(jù)廠房的實(shí)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(shí)施過程中，上層結(jié)構(gòu)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(xiàn)蜂窩現(xiàn)象，該水泥砂漿層的成分應(yīng)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?；炷帘Ｗo(hù)層厚度及鋼筋位置的準(zhǔn)確性，不得踩踏鋼筋，隨意移動(dòng)預(yù)留孔洞及預(yù)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(shí)要上下層結(jié)合。梁板混凝土澆筑振搗時(shí)，先澆筑梁混凝土，后澆筑板混凝土，振搗時(shí)要避免管道及相關(guān)構(gòu)件預(yù)留部位發(fā)生偏移。平板澆筑完成之后，需要使用平板震動(dòng)器進(jìn)行拖震，同時(shí)安排專門的工作人員采用砂漿木蟹或者長(zhǎng)刮尺粉平。利用插入式振搗器進(jìn)行振搗時(shí)，要控制好振搗器的插入速度，保證快進(jìn)慢出，插點(diǎn)應(yīng)均勻，要逐點(diǎn)進(jìn)行，避免遺漏，振搗器的移動(dòng)距離需要應(yīng)控制在1.5倍振搗器作用半徑之內(nèi)。

3.3混凝土養(yǎng)護(hù)

施工后期必須注意對(duì)混凝土的養(yǎng)護(hù)，如果養(yǎng)護(hù)不足，可能因漏水而在表面產(chǎn)生細(xì)微裂紋，從而影響外觀質(zhì)量和耐久性。因此，在混凝土澆筑后，應(yīng)根據(jù)混凝土凝固情況進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，以避免混凝土強(qiáng)度不足和顏色不均勻。養(yǎng)護(hù)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(yīng)及時(shí)覆蓋一層黏合劑膜或噴霧型硬化膜，以保持水分并硬化。

結(jié)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(yīng)從設(shè)計(jì)方面、施工方面、材料性質(zhì)與配合比方面、使用環(huán)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(zhì)和其危害性。對(duì)那些危及結(jié)構(gòu)安全、或影響正常使用、或降低耐久性的裂縫都要認(rèn)真處理。應(yīng)特別注意對(duì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、受剪承載力、受彎承載力產(chǎn)生嚴(yán)重影響的裂縫，要重點(diǎn)進(jìn)行加固處理。

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