淺議工業建筑施工中的裂縫控制措施

摘要：工程項目的建設施工過程中，建筑的裂縫是較為常見的問題，建筑的裂縫將在很大程度上對建筑物的使用性能造成影響，給建筑的使用帶來一定程度的安全隱患。隨著高層建筑以及工業建筑的逐漸興起，相應的建筑基礎多使用大體積混凝土，由此在施工過程中存在溫度控制以及溫度應力的問題，若是處理不好，將引發混凝土表面裂縫以及收縮裂縫的發生，通過對相應建筑設備基礎的裂縫形成原因進行分析，為類似工業建筑大型設備基礎的裂縫控制提供了可供參考的經驗。

關鍵字：工業建筑；大型設備；基礎；裂縫；控制措施

建筑結構施工當中，引發裂縫的原因較為復雜，地基處理不合理、施工溫度不適當以及混凝土的結構干縮、建筑結構設計上的問題、施工質量以及建筑材料的質量都將引發大型設備基礎的裂縫問題。在工程項目的建設過程中，最為常見的裂縫有施工溫度所引發的裂縫以及建筑結構干燥所引發的干燥收縮裂縫。

一、工業建筑大型設備基礎裂縫形成原因分析

1、施工溫度所引發的裂縫

建筑工程項目的施工過程中，由于建筑施工溫度變化較為頻繁，由此往往容易引發建筑材料的熱脹冷縮現象。而當建筑施工處于約束條件之下，施工溫度的變化將增加溫度應力，此時建筑結構將產生裂縫，例如在門窗洞邊的正八字斜裂縫；水平包角裂縫；平屋頂下或屋頂罔粱下沿磚裂縫等等。

平屋頂裂縫的原因在于建筑頂板的溫度高于建筑墻體的溫度，而砼頂板的線脹系數將超過磚砌體，由此建筑頂板與墻體之間形成了變形差，由此在建筑的墻體當中形成了較大的拉力以及剪力。在建筑墻體內部剪應力的分布為兩端附近較大，而中間漸漸減小，建筑頂層的剪應力大，下部剪應力較小。建筑墻體的早期裂縫大多數為溫度裂縫。這些裂縫一般經過一個冬夏之后最終穩定不再繼續發展。裂縫的寬度則由溫度的變化而各有不同。

2、建筑結構的干縮裂縫

建筑工程項目的施工過程中，尤其是高層建筑或者工業建筑等大型設備的建筑基礎，由于相應建筑中所使用的施工材料的干縮變化較小，同時完成的時間相對較短，只要不使用新出窯的磚一般可以不用考慮砌體本身所具有的干縮變形而帶來的附加應力。然而該種砌體將在較為潮濕的狀況下產生較大的濕脹，并且砌體的這種濕脹屬于不可逆的干縮變形。

與其他的材料形式相比，輕骨料塊體材料將具有更大的干縮變形系數。干縮變形裂縫的早期發展較快，但施工材料在潮濕的氣候下依舊將發生膨脹，從而導致脫水后的材料再次發生干縮變形，但其干縮率將有所減小，大約為第一次干縮的80%。這種干縮變形在建筑上分布數量大、范圍廣，且裂縫的開裂程度也較為嚴重。例如房屋內部和外部縱墻中間對稱分布的倒八字裂縫。在建筑底部一至二層窗臺邊緣將產生斜裂縫或者豎向裂縫。同時不同的材料以及相關構件的差異變形也將在一定程度上導致墻體的開裂。例如樓板錯層處以及高低層的連接之處往往容易產生裂縫。

二、工業建筑大型設備基礎裂縫控制措施

1、設置保溫層或者隔熱層

在建筑的屋蓋上設置保溫層或者隔熱層，能在一定程度上防止混凝土屋蓋溫度變化與砌體干縮變形所引發的墻體開裂。通過在屋蓋的適當位置設置控制縫，而控制縫的間距不應超過30m；若是現澆混凝土的挑檐長度超過12m則可設置分隔縫，分隔縫的寬度不應小于20mm；控制縫內使用彈性油膏進行嵌縫，建筑物的溫度伸縮縫應符合《砌體結構設計規范》的相關規定，同時還應在建筑物墻體的適當位置設置控制縫，其間距不應超過30m。

2、設置控制縫

為了有效防止大型設備基礎墻體材料干縮而引發的裂縫，可通過設置控制縫進行實現。例如在墻的高度突然轉變處設置豎向的控制縫。在墻厚度的突然變化之處設置豎向的控制縫，同時在不超過相交墻以及轉角墻允許距離的一半之處設置豎向控制縫。豎向控制縫可在三層以下的房屋沿著房屋墻體的全高設置，超過三層的房屋可在建筑物一到兩層以及頂層墻體上的相關位置設置控制縫，將控制縫做成隱式，從而使裂縫控制縫與墻體的灰縫保持一致，控制縫的寬度不超過12mm?？刂瓶p的內部應使用彈性密封材料，例如聚氨脂、聚硫化物或者硅樹脂填縫。同時控制縫的間距設置也有一定的要求，例如有規則的洞口外墻不應超過6mm，無洞墻體不超過8m，不超過墻高的三倍高度，在建筑的轉角部位，控制縫到墻角的距離不應超過4.5m。

3、控制施工原材料

（1）選擇低熱的施工原材料，使用混凝土的后期強度，從而有效減少了水泥的使用量。減少水熱化。優先選擇收縮性較小且具有稍微彭膨脹性能的水泥，這是由于這種型號的水泥在水化膨脹時期，大約為1-5d的時間內將產生一定的預壓應力，然而在水化后期預壓應力則可抵消部分溫度徐變應力，從而減少混凝土內部的拉應力，有效提高混凝土的抗裂縫的水平。

（2）在混凝土當中加入適量的粉煤灰等。對混凝土中摻入粉煤灰之后，將在很大程度上提高混凝土的抗滲性能和耐久性能，有效減少混凝土結構的收縮性，降低膠凝材料的水化熱特征，有效提高混凝土的抗拉強度，并對堿骨料進行了抑制，由此減少了新拌制的混凝土的泌水現象。

（3）選擇較好級配的骨料。大體積混凝土中，骨料所占據的比例一般為混凝土絕對體積的80-83%，由此在骨料的選擇過程中，可選擇膨脹系數較小且巖石彈模較低且表面清潔無弱包裹層、級配良好的骨料。一般而言，可以選擇粒徑大約為4-40mm的粗骨料，盡量使用中砂，同時還應嚴格控制骨料中砂以及石子的含泥量，將材料的水灰比控制在0.6甚至以下，同時還可在混凝土結構中使用緩凝劑，從而減緩澆筑的速度，便于相應結構體系的散熱。同時在大體積混凝土當中加入堅實無裂縫、沖洗干凈且規格為150-300mm的大塊石，不僅能有效減少混凝土的整體用量，同時也還能有效控制混凝土結構裂縫的產生。

4、施工過程中的溫度控制

裂縫的形成對混凝土的溫度以及溫度變化極為敏感，當混凝土從零應力溫度下降到混凝土開裂溫度時，混凝土的拉應力則超過了當時混凝土的極限拉力，由此應通過降低混凝土當中的內水化熱溫度以及混凝土的初始溫度降低混凝土結構中的裂縫風險。對于早期由于溫度原因而引起的裂縫而言，人工控制混凝土溫度的措施作用不大，例如表面保溫材料可減少混凝土的內部和外部的溫差，然而難以避免地將導致混凝土的內部溫度較高，從收到約束而導致貫穿裂縫的情形來看，這是一個潛在惡化裂縫的條件，這是由于混凝土體內的熱量將隨著時間的延長而揮發。此外，人工控制混凝土的溫度還應防止過速冷卻以及超冷，過速冷卻將加大混凝土內外部的溫度梯度差異，而早期的過渡冷卻將對水泥-膠體體系的水化以及早期強度造成影響，從而更容易產生早期的熱裂縫。而超冷將導致混凝土結構溫度差異過大，由此混凝土的澆筑應排在夜間，從而在最大限度上降低混凝土的初凝溫度。白天施工時可采取相應的遮陽措施以減少溫差。

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