工业厂房混凝土结构裂缝产生的原因和预防对策探究

原鹏杰

摘要：随着我国国民经济的进步与发展，土木工程作为城市建设发展的重要行业，也取得了日新月异的发展。钢筋混凝土是土木工程中常用的材料，因具有良好的力学性能与耐久性等优点，在工程建设各领域占据主导地位。此外，混凝土具有较强的抗压强度。但是，其抗拉强度较低，通常只有抗压强度的十分之一左右，任何显著的拉弯作用都会使其微观晶格结构开裂和分离，从而导致结构构件的破坏。混凝土构件虽然允许一些裂缝存在，一些非结构性的裂缝不会对构件的安全性产生影响，但在实际使用过程中却会影响构件的美观性和耐久性。本文主要对工业厂房混凝土结构裂缝产生的原因和预防对策进行探讨研究，以期为类似的工程案例提供借鉴。

关键词：工业厂房;混凝土结构;裂缝;预防

一、混凝土结构裂缝概述

裂缝是混凝土工程中最常见的一种缺陷。通常所说的裂缝是指肉眼可见的宏观裂缝，而不是微观裂缝，其宽度应在0.05mm以上。混凝土出现宏观裂缝的原因多种多样，通常是因为混凝土发生体积变化时受到约束，或由于受到荷载作用，在混凝土内引起过大拉应力（或拉应变）而产生裂缝。

裂缝一般分为结构性裂缝和非结构性裂缝。结构性裂缝与设计和结构受力有关，通常只占成因的 20% ;而大多数裂缝属于非结构性裂缝，非结构性裂缝又分为塑性收缩裂缝、干缩裂缝、温度裂缝、沉降裂缝、化学反应引起的裂缝

二、裂缝成因分析

2.1 材料本身特性所致

混凝土是一种由水泥胶凝材料、砂石骨料、水、空气及其他外加剂等多项材料混合而成的非均质脆性材料。弹性模量只有钢材的 10% 左右，抗拉强度较低。热膨胀系数为（8～12）×10–6℃ ;而水泥的水化热高（300～350 k J/kg）;混凝土水化凝结时，体积逐渐缩小（自收缩或化学收缩）;由于水分蒸发，混凝土体积又产生收缩（分为塑性收缩和干燥收缩）;因水泥的水化产生水化热、混凝土中后期的碳化作用，导致其体积胀缩（分为水化温差收缩和碳化收缩）;部分混凝土结构受到约束，如板的四周受到剪力墙、结构梁体等支座的约束，不能自由伸展。受上述本身变形和约束等影响，混凝土少许收缩，产生的拉应力往往会大于该龄期混凝土自身的抗拉强度，导致混凝土发生裂缝。

2.2设计疏忽

（1）结构布局追求新奇，凹凸转折多、形体不规则，未设置变形缝。（2）考虑使用荷载不周到或未考虑施工荷载，计算模型假定与实际受力状况不符，结构设计时安全储备偏小，配筋不足或截面较小，使构件成型后强度不足。（3）受开发商追求经济利益的思想左右，构件尺寸设计偏小，未做挠度或裂缝验算，引起混凝土裂缝。（4）地基、基础设计处理不当，引起不均匀沉降裂缝。（5）各专业设计未协调统一，忽略了线管裂缝的预防措施。

2.3 施工过失

（1）漏放、少放钢筋、定位垫块或支撑钢筋。（2）季节性施工、各类异常情况的预案或技术措施不当。（3）入模使混凝土离析、漏振或过振、过度压光等施工工艺不科学。（4）板面负钢筋被踩踏变形移位、早拆模、欠养护等管理不完善。

三、工业厂房混凝土结构裂缝的预防措施

3.1合理控制混凝土配合比

混凝土浇筑施工中配合比设计十分重要，混凝土拌合过程中主要的材料有水泥、细骨料、粗骨料、粉煤灰、外加剂等几种，其中水泥为主体材料，主要起粘结、填充作用，粗骨料一般指的是粒径在4.75～37.5mm的岩石颗粒，细骨料则指的是粒径在4.75mm以下的砂石。除此之外，工业厂房建设施工中，为了有效的改善混凝土的和易性，从而便于泵送，混凝土中常常会加入适量的粉煤灰。我国土建工程混凝土配合比一般均按照《普通混凝土配合比设计规范》进行，设计过程中要保证混凝土结构强度满足相关质量标准，混凝土拌合物坍落度、和易性、可塑性、抗冻性、抗渗性、耐腐蚀性良好，工业厂房建设施工时不会出现离析、裂缝等不良现象，同时，要尽量减少原材料使用，降低工程的建设施工成本。

3.2加强混凝土浇筑、振捣技术

混凝土浇筑、振捣技术工业厂房建设施工对于混凝土整体结构要求比较高，一般情况下，主要采用分层浇筑施工的方法。混凝土分层浇筑主要有全面分层、分段分层以及斜面分层三种方式。其中全面分层浇筑时，从建筑结构短边开始逐渐向着长边推进，第一层完全浇筑完成终凝之后可以实施第二层浇筑，具体应用过程中需要尽量减小层间间隔，必须要保证分层处理的科学性及有效性，全面分层浇筑的混凝土结构强度较高，但全面分层浇筑主要应用于平面尺寸较小的建筑结构。土建施工中，不满于全面分层条件时，可以考虑分段分层。分段分层在结构厚度相对较小，但面积或者长度较大的建筑结构中比较实用。浇筑过程中由底层向上浇筑，依次向前浇筑各分层，由于总层数较多，因此浇至顶层后，第一层末端的混凝土还没有初凝，然后从二段开始继续分层浇筑。斜面分层浇筑主要应用于长度超过厚度3倍以上的结构，斜面分层浇筑时，一次性将混凝土浇筑到顶端，使得混凝土形成一个斜面，斜面的坡度为1：3。工业厂房建设施工时，需要根据厂房的实际情况合理的选择混凝土浇筑的方法。但无论是哪种浇筑工艺，在具体的实施过程中，上层结构混凝土浇筑之前都首先要将楼层水平施工缝冲洗干净，一般情况下，主要配合铁刷及高压水完成这一冲洗过程。将表面杂物、石子、浮浆清洗干净后，填筑5～10cm左右的水泥砂浆层，为了避免底部出现蜂窝现象，该水泥砂浆层的成分应该与后期浇筑的混凝土砂浆成分一致。

混凝土振捣过程中，要确保混凝土保护层厚度及钢筋位置的准确性，不得踩踏钢筋，随意移动预留孔洞及预埋件位置。柱混凝土采用分层振捣的方式，每一层的厚度需要控制在300～400mm左右，浇筑振捣时要上下层结合。梁板混凝土浇筑振捣时，先浇筑梁混凝土，后浇筑板混凝土，振捣时要避免管道及相关构件预留部位发生偏移。平板浇筑完成之后，需要使用平板震动器进行拖震，同时安排专门的工作人员采用砂浆木蟹或者长刮尺粉平。利用插入式振捣器进行振捣时，要控制好振捣器的插入速度，保证快进慢出，插点应均匀，要逐点进行，避免遗漏，振捣器的移动距离需要应控制在1.5倍振捣器作用半径之内。

3.3混凝土养护

施工后期必须注意对混凝土的养护，如果养护不足，可能因漏水而在表面产生细微裂纹，从而影响外观质量和耐久性。因此，在混凝土浇筑后，应根据混凝土凝固情况进行养护，以避免混凝土强度不足和颜色不均匀。养护混凝土的方法一般用塑料薄膜覆盖并采取水固化。为防止黄水浸入混凝土中而无法清除，影响观感，禁止使用涂料和浇水方案。外露的混凝土表面应及时覆盖一层黏合剂膜或喷雾型硬化膜，以保持水分并硬化。

结束语：

控制裂缝的原则是“防裂于未然”为主，处理为辅。裂缝的控制也应从设计方面、施工方面、材料性质与配合比方面、使用环境及管理方面采取综合措施。裂缝是否需要处理和怎样处理，主要取决于裂缝的性质和其危害性。对那些危及结构安全、或影响正常使用、或降低耐久性的裂缝都要认真处理。应特别注意对结构的稳定性、受剪承载力、受弯承载力产生严重影响的裂缝，要重点进行加固处理。

参考文献：

[1]江道镨.混凝土楼板裂缝检测及成因分析[J].工程质量，2019，37（12）：80-84.

[2]張力峰，袁鹏举，刘朋，等.现浇混凝土梁裂缝成因检测与分析[J].砖瓦世界，2020（20）：113.

[3]刘亚泳，钟言鸣，梅仁杰.某现浇混凝土楼板裂缝鉴定与原因分析[J].工程质量，2020，38（01）：106-108.

[4]王继胜.某工业厂房混凝土楼板裂缝检测及成因分析[J].江西建材，2021（4）：32-34.

[5]武乾，李娜，胡鑫，等.钢筋混凝土旧工业厂房主体结构的改造加固风险研究[J].中国安全生产科学技术，2019，15（3）.

[6]张正元.试析工业厂房改造中的钢筋混凝土结构加固[J].门窗，2017（3）.

3916501908219