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工業(yè)建筑混凝土結構裂縫常見問題分析
摘要:我國國民經(jīng)濟的高速增長,帶動了建筑業(yè)的快速、持續(xù)的發(fā)展。混凝土因其取材廣泛,價格低廉,抗壓強度高,可澆注成各種形狀,并且耐火性好,不易風化,養(yǎng)護費用低,成為當今世界建筑結構中使用最廣泛的建筑材料之一。而隨著商品混凝土的誕生，由于其施工方便快捷，性能穩(wěn)定，質量可靠，勞動強度低，生產(chǎn)效率高，同時又可減少噪音，保護環(huán)境等綜合優(yōu)點，更是把混凝土推向了一個頂峰。本文針對工業(yè)建筑混凝土結構裂縫進行各種問題進行分析,并在實際建筑過程中總結經(jīng)驗,提出解決方案。
關鍵詞:混凝土結構;裂縫原因;預防措施
工業(yè)建筑混凝土結構裂縫是極為普遍的現(xiàn)象，其中較多的要數(shù)鋼筋混凝土構件。實踐證明，混凝土結構件和相當部分裂縫是可以通過設計手段、施工措施來克服的，本文就常見的容易忽視問題，引發(fā)裂縫的原因進行歸納，并提出相應的預防措施。
1、常見混凝土裂縫原因分析
混凝土是一種抗拉能力極低的脆性材料，尤其工業(yè)建筑改擴建項目，在施工和使用過程中，當發(fā)生溫度、濕度變化，軋機震動、地基不均勻沉降時，極容易產(chǎn)生裂縫。近年來，隨著建筑技術、建筑材料、施工工藝的發(fā)展和試驗檢測手段的進步，不僅重視其物理性能，同時重視其化學性能。如“AAR”堿集料反應以及化學介質的侵蝕會使混凝土結構過早產(chǎn)生裂縫，降低混凝土強度。
1.1、材料質量
材料質量問題引起的裂縫較常見的原因是水泥、砂、石等質量不好。苦工程上用了這些不合格的材料就會導致“豆腐渣”，所以說只有材料的質量關把好了，工程質量才會在根本上得到保證。
1.2、地基變形
在鋼筋混凝土結構中，造成開裂主要原因是不均勻沉降。裂縫的大小、形狀、方向決定與地基變形的情況，由于地基變形的應力相對較大，使的裂縫一般是貫穿性的。
1.3、施工工藝
施工工藝著重強調(diào)以下幾點:
(1)水分蒸發(fā)、水泥結石和混凝土干縮通常是導致混凝土裂縫的重要原因。
(2)混凝土是一種人造混合材料，其質量好壞的一個重要標志是成型后混凝土的均勻性和密實程度。因此混凝土的攪拌、運輸、澆灌、振實各道工序中的任何缺陷和疏漏，都可能使裂縫產(chǎn)生的直接或間接原因。
(3)模板構造不當，漏水、漏漿、支撐剛度不足、支撐的地基下沉、過拆模等都有可能造成混凝土開裂。施工過程中，鋼筋表面污染，混凝土保護層太大或太小，澆灌中碰撞鋼筋使其移位等都可能引起裂縫。
(4)混凝土養(yǎng)護，特別是早期養(yǎng)護質量與裂縫關系密切。早期表面干燥可使其內(nèi)外溫度較大更容易產(chǎn)生裂縫。
1.4、結構受荷
結構受荷后產(chǎn)生裂縫的因素很多，施工中和使用都可能出現(xiàn)裂縫。例如早期受震、拆模過早或方法不當、構件堆放、運輸、吊裝時的墊塊或吊點位置不當、施工超載、張拉應力值過大等均可能產(chǎn)生裂縫。而最常見的是鋼筋混凝土梁、板等受彎構件，在使用荷載作用下往往出現(xiàn)不同程度的裂縫。普通鋼筋混凝土構件在承受了30%一40%的設計荷載，就可能出現(xiàn)裂縫，肉眼一般不能察覺，而構件的極限破壞荷載往往都在設計荷載的1.5倍以上。所以在一般情況下鋼筋混凝土構件是允許帶裂縫工作的(這類裂縫有的文獻稱之為無害裂縫)。在鋼筋混凝土設計規(guī)范中，分別不同情況規(guī)定裂縫的最大寬度為0.2一0.3nun.對那些寬度超過規(guī)范規(guī)定的裂縫，以及不允許開裂的構件上出現(xiàn)裂縫則應認為有害，需加以認真分析，慎重處理。
1.5、設計構造
結構構件斷面突變或因開洞、留槽引起應力集中;構造處理不當現(xiàn)澆主梁在擱次梁處如沒有設附加箍筋或附加吊筋以及各種結構縫設置不當?shù)纫蛩鼐菀讓е禄炷灵_裂。
1.6、濕度變形裂縫
普通混凝土在空氣中硬結時，體積會發(fā)生收縮，由此而在構件內(nèi)產(chǎn)生拉應力，在早期混凝土強度較低時，混凝土收縮值最大。因此，若構件早期養(yǎng)護不良，極易產(chǎn)生收縮裂縫。這類裂縫，在現(xiàn)澆剪力墻、水池底、壁等工程結構中最為常見。
1.7、徐變裂縫
結構構件在內(nèi)應力的作用下，除瞬時彈性變形外，其變形值隨時間的延長而增加的現(xiàn)象稱為徐變變形。據(jù)文獻記載受彎構件由于徐變變形的作用，其長期變形值可增加2～3倍，因變形量加大而使拉區(qū)混凝土承受拉應力，造成裂縫的出現(xiàn)。預應力構件因徐變會產(chǎn)生較大的應力損失，降低了結構的抗裂性能。此類裂縫常見于受彎構件的拉區(qū)，其特征與承受荷載出現(xiàn)裂縫相同。
1.8、施工方面
由于施工原因造成裂縫出現(xiàn)的因素很多。如混凝土結構養(yǎng)護不良或養(yǎng)護時間不夠；水灰比過大、水泥或外加劑加入量過大；攪拌時間不夠、振搗不實；鋼筋表面污染、保護層過小或過大；任意留置施工縫且不按規(guī)定處理；后期施工擾動前期混凝土；構件內(nèi)外溫差大，未采取有效措施；在不宜施工的氣候條件下，勉強施工；冬季施工未采取防凍措施等。
2、預防措施
2.1、材料選用
(1)水泥:應選用水化熱較低的水泥，嚴禁使用安全性不合格水泥。
(2)粗骨料:宜用表面粗糙、質地堅硬的石料。級配良好，孔隙率小，無堿性反應;有害物質及粘土含量不超過規(guī)定。
(3)細骨料:宜用顆粒較粗、孔隙較小，含泥量較低的中砂。
(4)外摻料:宜采用減水劑等外加劑，以改善混凝土工作性能，降低用水量，減少收縮。
2.2、配料
(1)配合比設計:采用低水灰比、低用水量，以減少混凝土的收縮。
(2)禁止任意增加水用量。
(3)配制混凝土時計量應準確，要嚴格控制灰比和水泥用量，攪拌要均勻，離析的混凝土必須重新拌勻后，方可澆灌。
2.3、配筋
鋼筋配置應嚴格按施工圖施工，尤其重視以下各點:
(1)從塑性鉸區(qū)延性考慮鋼筋品種、規(guī)格、數(shù)量的改變、代用，必須考慮對構件抗裂性能的影響，做到強度弱梁。
(2)鋼筋位置要正確。保護層過大或過小都可能導致混凝土開裂，鋼筋間距過大易引起鋼筋之間的混凝土開裂。
2.4、模板工程
鋼筋混凝土結構裂縫的預防，在模板工程中應注意以下各點:
(1)模板構造要合理，以防止模板各桿件間的變形不同而導致混凝土裂縫。
(2)模板和支架要有足夠的剛度，防止施工荷載(特別是動荷載)作用下，模板變形過大造成開裂。
(3)合理掌握拆模時間，拆模時間不能過早，應保證早齡期混凝土不損壞或開裂。但也不能太晚，盡可能不要錯過混凝土水化熱峰值。
2.5、混凝土澆筑
(1)混凝土澆筑時應防止離析顯現(xiàn)，振搗應均勻、適度。
(2)加強混凝土的早期養(yǎng)護時間。在氣溫高、濕度低或風速大的條件下，更應及早進行噴水養(yǎng)護。當澆水養(yǎng)護有困難時，或者不能保證其充分濕潤時，可采用覆蓋保溫等方法。
2.6、施工技術
(1)加強地基的檢查與驗收工作，基坑開挖后及時通知勘察及設計單位到場驗收。對較復雜的地基，設計方在基坑開挖后應要求勘察補鉆探，當探出有不利地質情況時，必須先對其加固處理，并經(jīng)驗收后，方可進行下一步施工。
(2)開挖基槽時，要注意不擾動其原狀結構。合理安排施工順序。相鄰建(構)筑物間距較近時，一般應先施工較深基礎，以防止基坑開挖破壞已建基礎的地基。
在現(xiàn)代建筑施工過程中，鋼筋混凝土工程尤為顯見，因為重視鋼筋混凝土在施工過程中的各類問題，有利于建筑行業(yè)的發(fā)展，更有利于施工的安全及工程的實用性。混凝土裂縫問題一直嚴重困擾著混凝土的施工質量，在混凝土生產(chǎn)以及施工過程中有針對性地采取預防措施，盡可能采取有效的技術措施控制裂縫，使結構盡量不出現(xiàn)裂縫，或盡量減少裂縫的數(shù)量和寬度，特別是避免有害裂縫的出現(xiàn)，以確保工程質量，使建筑物具備良好的耐久性和結構穩(wěn)定性。
參考文獻：
1、陳曉東—淺談商品混凝土結構裂縫的控制—泰州職業(yè)技術學院學報—2004-2
2、商品混凝土結構裂縫產(chǎn)生原因及預防措施—科技咨詢—建筑科學2004-4
3、王鐵龍工程結構裂縫控制北京中國建筑工業(yè)出版社
4、陳志源土木工程材料（第2版）武漢理工大學出版社
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