工业建筑裂缝原因分析及措施

摘要：混凝土因其取材广泛，价格低，抗压强度高，可浇筑成各种形状并且耐火性好，不易风化，养护费用低等优点，成为我国工业建筑结构中使用最广泛的建筑材料之一。本文主要对工业建筑裂缝原因及防治措施进行了简要分析。

关键词：工业建筑；混凝土裂缝；控制

中图分类号：TU37文献标识码： A

引言

在工业建筑设计过程中，混凝土的结构裂缝是整个建筑设计管理中最重要环节，对建筑的整体质量有着十分重要的影响。因而，加强对工业建筑设计裂缝的分析，并采取有效的预防和治理措施，有着十分重要的意义。

一、混凝土裂缝对结构的影响

1、影响结构承载力和使用安全性。对于受弯构件的楼板，尽管受弯区允许在一定宽度范围内的裂缝存在，但是裂缝对结构承载力的影响是不可忽视的，尤其是一些使用者在装修时又给地面增加了很多设计者没有考虑的荷载时。

2、影响结构的防水性。具有防水要求部位砼产生裂缝，除了影响结构安全性外，对使用者所带来的最直接的问题是渗漏水的危害，尤其是在没有做防水的部位表现突出。

3、影响结构的耐久性和使用寿命。化学侵蚀、冻融循环、碳化、钢筋锈蚀、碱骨料反应等都会对混凝土结构体产生破坏作用。这些破坏作用的发生进行得快慢，除了受混凝土自身材料性质的影响外，裂缝就是一个重要的影响因素。空气中的二氧化碳、二氧化硫气体及雨水等就会顺着裂缝进入混凝土内部，促成钢筋锈蚀的加快：碱骨料反应及碳化速度的加快进行；从而引起耐久性的下降和缩短建筑物的使用寿命。

二、常见混凝土裂缝原因分析

1、材料质量

材料质量引起的裂缝较常见的原因是水泥、砂、石等质量不好。若工程上用了这些不合格的材料就会导致“豆腐渣工程”，所以说只有材料的质量关把好了，工程质量才会在根本上得到保证。

2、地基变形

在钢筋混凝土结构中，造成开裂主要原因是不均匀沉降。裂缝的大小、形状、方向决定于地基变形的情况，由于地基变形的应力相对较大，使得裂缝―般是贯穿性的。

3、施工工艺

施工工艺着重强调以下几点：（1）水分蒸发、水泥结石和混凝土干缩通常是导致}混凝土裂缝的重要原因。（2）混凝土是一种人造混合材料，其质量好坏的―个重要标志是成型后混凝土的均匀性和密实程度。因此混凝土的搅拌、运输、浇灌、振捣各道工序中的任何缺陷和疏漏，都可能是裂缝产生的直接或间接原因。（3）模板构造不当，漏水、漏浆、支撑刚度不足、支撑的地基下沉、拆模过早等都有可能造成混凝土开裂。施工过程中，钢筋表面污染，混凝土保护层太大或太小，浇灌中碰撞钢筋使其移位等都可能引起裂缝。（4）混凝土养护，特别是早期养护质量与裂缝关系密切。早期表面干燥可使其内外温度较大更容易产生裂缝。

4、结构受荷

结构受荷后产生裂缝的因素很多，施工中和使用都可能出现裂缝。例如早期受震、拆模过早或方法不当、构件堆放、运输、吊装时的垫块或吊点位置不当、施工超载、张拉应力值过大等均可能产生裂缝。而最常见的是钢筋混凝土梁、板等受弯构件，在使用荷载作用下往往出现不同程度的裂缝。普通钢筋混凝土构件在承受了30%-40%的设计荷载，就可能出现裂缝，肉眼一般不能察觉，而构件的极限破坏荷载往往都在设计荷载的1.5倍以上。所以在―般情况下钢筋混凝土构件是允许带裂缝工作的（这类裂缝有的文献称之为无害裂缝）。在钢筋混凝土设计规范中，分别不同情况规定裂缝的最大宽度为0.2-0.3mm。对那些宽度超过规范规定的裂缝以及不允许开裂的构件上出现裂缝则应认为有害，需加以认真分析，慎重处理。

5、湿度变形裂缝

普通混凝土在空气中硬结时，体积会发生收缩，由此而在构件内产生拉应力，在早期混凝土强度较低时，混凝土收缩值最大。因此，若构件早期养护不良，极易产生收缩裂缝。这类裂缝，在现浇剪力墙、水池底、壁等工程结构中最为常见。

三、预防措施

1、建筑设计方面

建筑平面布置力求简单、规则，不宜有太多凹凸，设计中应尽量避免结构断面突变带来的应力集中。当无法回避时，应做局部处理，如转角处做圆角，突变处做成渐变过渡，以防应力集中导致构件开裂。建筑的长高比应控制在允许范围以内。建筑物长度要符合温度伸缩最大间距要求，以保证建筑的整体性，防止墙体由变形集中产生裂缝。纵墙端部尽量少设门窗，且门窗洞不宜过大，以增加砖墙的抗剪面积，提高其自身抗剪能力，同时应减少门窗洞口处的应力集中。温度裂缝主要是由屋面板、圈梁、砖墙本身的温差变化而引起的拉应力产生的。建筑保温(隔热)层的效果好坏直接影响顶层砖墙的裂缝程度。所以，建筑保温(隔热)层一定要符合热工要求。保温材料的性能及施工方法要符合规范要求，且保温层厚度要适当加大，满足保温效果。

2、裂缝控制设计方法的确定

混凝土结构的裂缝控制不是单纯的结构理论问题，它涉及到设计、施工、材料等方面，因此应根据各个工程的具体情况采取相应的裂缝控制方法，目前国内外所采用的方法主要有两种:

（1）以放为主。“放”就是释放或减少约束，对于由外约束引起的应力一般采用“放”的方法解决。如设计中常采用设置沉降缝、伸缩缝、后浇带来释放变形；通过在基础底面设滑动层、截面突变处设减阻层来降低混凝土中的约束应力。一般对于露天结构和主要受外约束的构件采用“以放为主”的方法。

（2）以抗为主。“抗”就是在优化结构方案、改善结构使用环境的基础上，通过优化混凝土材料的选择、增配构造钢筋、掺加纤维材料等措施，提高混凝土的抗拉强度和极限拉伸能力。如采用设置后浇带或“跳仓法”设计，在释放掉早期大量温差和收缩变形之后，通过混凝土自身强度来抵抗剩余部分温差和收缩应力。“抗”的方法适用于结构变形主要受到内约束时的裂缝控制。对于地下、半地下结构通常采用“以抗为主，先放后抗”的方法。

3、控制施工原材料

（1）选择低热的施工原材料，使用混凝土的后期强度，从而有效减少了水泥的使用量。减少水热化。优先选择收缩性较小且具有稍微彭膨胀性能的水泥，这是由于这种型号的水泥在水化膨胀时期，大约为1-5d的时间内将产生一定的预压应力，然而在水化后期预压应力则可抵消部分温度徐变应力，从而减少混凝土内部的拉应力，有效提高混凝土的抗裂缝的水平。

（2）在混凝土当中加入适量的粉煤灰等。对混凝土中掺入粉煤灰之后，将在很大程度上提高混凝土的抗渗性能和耐久性能，有效减少混凝土结构的收缩性，降低胶凝材料的水化热特征，有效提高混凝土的抗拉强度，并对碱骨料进行了抑制，由此减少了新拌制的混凝土的泌水现象。

（3）选择较好级配的骨料。大体积混凝土中，骨料所占据的比例一般为混凝土绝对体积的80-83%，由此在骨料的选择过程中，可选择膨胀系数较小且岩石弹模较低且表面清洁无弱包裹层、级配良好的骨料。一般而言，可以选择粒径大约为4-40mm的粗骨料，尽量使用中砂，同时还应严格控制骨料中砂以及石子的含泥量，将材料的水灰比控制在0.6甚至以下，同时还可在混凝土结构中使用缓凝剂，从而减缓浇筑的速度，便于相应结构体系的散热。同时在大体积混凝土当中加入坚实无裂缝、冲洗干净且规格为150-300mm的大块石，不仅能有效减少混凝土的整体用量，同时也还能有效控制混凝土结构裂缝的产生。

4、施工过程中的温度控制

裂缝的形成对混凝土的温度以及温度变化极为敏感，当混凝土从零应力温度下降到混凝土开裂温度时，混凝土的拉应力则超过了当时混凝土的极限拉力，由此应通过降低混凝土当中的内水化热温度以及混凝土的初始温度降低混凝土结构中的裂缝风险。对于早期由于温度原因而引起的裂缝而言，人工控制混凝土温度的措施作用不大，例如表面保温材料可减少混凝土的内部和外部的温差，然而难以避免地将导致混凝土的内部温度较高，从收到约束而导致贯穿裂缝的情形来看，这是一个潜在恶化裂缝的条件，这是由于混凝土体内的热量将随着时间的延长而挥发。此外，人工控制混凝土的温度还应防止过速冷却以及超冷，过速冷却将加大混凝土内外部的温度梯度差异，而早期的过渡冷却将对水泥-胶体体系的水化以及早期强度造成影响，从而更容易产生早期的热裂缝。而超冷将导致混凝土结构温度差异过大，由此混凝土的浇筑应排在夜间，从而在最大限度上降低混凝土的初凝温度。白天施工时可采取相应的遮阳措施以减少温差。

结束语

混凝土裂缝问题一直严重困扰着混凝土的施工质量，在混凝土生产以及施工过程中有针对性地采取预防措施，尽可能采取有效的技术措施控制裂缝，使结构尽量不出现裂缝，或尽量减少裂缝的数量和宽度，特别是避免有害裂缝的出现，以确保工程质量，使建筑物具备良好的耐久性和结构稳定性。

参考文献

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