工业与民用建筑施工中混凝土结构裂缝形成及预防研究

工业与民用建筑施工中混凝土结构裂缝形成及预防研究

孙奇

黑龙江智屋优工程管理服务有限公司  黑龙江  大庆 163711

摘要：由于混凝土结构内外部因素影响，混凝土材料在施工中不可避免地会产生裂缝，影响施工质量与建筑使用寿命，对人类生命安全构成威胁。所以需加强对工业和民用建筑工程中混凝土裂缝的研究，以提高其施工质量。

关键词：工业与民用建筑；混凝土结构；裂缝；预防措施

混凝土是建筑工程中常用建材，在建筑设计中具有很大优势，所以在工业和民用建筑中有着广泛的应用。然而，施工时混凝土易受各种因素影响，导致裂缝，降低工程质量。这种开裂会影响建筑物使用寿命和安全。因此，应针对混凝土结构裂缝成因，采取适当的预防措施，确保施工质量。

一、混凝土的含义

混凝土是现代最主要建材之一，是指由胶结料、颗粒状集料、水、需加入化学外加剂、矿物掺合料，按适当比例拌制而成的合料，或经硬化后形成具有堆聚结构的复合材料。其具有原料丰富、价格低廉、生产工艺简单特点，使其用量越来越大。同时还具有抗压强度高、耐久性好、强度等级范围宽等特点。这些特点使其使用范围广，能在建筑工程中使用，还能在造船业、机械工业、海洋开发、地热工程等领域应用，混凝土是重要材料之一。

二、裂缝形成机理

混凝土由骨料、水泥、水、外加剂组成，是一种人工石材，属于脆性材料。外界环境发生变化后，其内部结构会发生微变形。混凝土不同组成材料有着不同性能，所以变形效果各不相同，比如水泥石的收缩幅度大、热膨胀系数大，骨料收缩幅度小、热膨胀系数小。因材料变形不固定，彼此间会有约束力，因而在混凝土内部产生微细裂缝，而这样的微细裂缝肉眼看不见。若外荷载力、收缩力大，微细裂缝宽度、长度也会发生变化。拉应力比混凝土自身抗拉强度大，微细裂缝会彼此贯通，导致裂缝宽度不断加剧。若裂缝宽度大于0.05mm，肉眼就可看到结构表面裂缝。

在钢筋混凝土构件中，钢筋能与混凝土协同受力及相互约束，故混凝土裂缝形成机理是黏结与滑动的。混凝土与钢筋不会保持协调变形，以至于出现相对滑动情况，如受拉裂缝为裂缝受到受拉钢筋拉伸或混凝土拉伸导致的变形。

三、工业与民用建筑施工中混凝土结构裂缝形成的危害

不论是工业还是民用建筑，混凝土结构出现裂缝所造成问题均较差严重，混凝土结构出现裂缝所造成的危害为减弱整体强度、建筑刚性及结构抗剪承载力。

整体强度减弱是指混凝土结构出现裂缝会使混凝土钢筋暴露在建筑表层，钢筋易受水、空气等外界因素产生化学变化，发生氧化导致钢筋质量及硬度减弱，而且受到雨水中的酸性侵蚀钢筋生锈，导致钢筋的质量下降，而且钢筋质量下降所造成的是钢筋自身问题，导致建筑工程出现施工环节恶性循环现象，影响工业与民用建筑竣工后建筑物的使用寿命。

建筑刚性减弱是指混凝土出现裂缝后，出现裂缝一面的中轴，位置会发生一定变化，产生不同程度的上移，从而影响建筑工程整体设计，混凝土裂缝若不及时处理，裂缝就会加宽，降低了建筑物的刚性，导致建筑物承受不了长时间的高压作用力，从而降低了工业与民用建筑整体结构的抗压能力及抗疲劳能力。

结构抗剪承载力是指混凝土结构出现裂缝时，导致支撑抗剪作用的截面面积越来越小，建筑工程的抗剪力就会下降，当建筑工程的抗剪力下降时，工业与民用建筑就更易出现裂缝问题，而且裂缝的程度无法预测，严重破坏了建筑工程结构的完整性。

四、工业与民用建筑施工中混凝土结构裂缝形成原因

1、温度裂缝。在施工过程中，温度及昼夜温差变化明显，所以会经常发生热胀冷缩现象，从而混凝土受温度影响会发生形变，但施工框架是固定的，而混凝土框架中在约束形变会使内部压力增加，当压力超过混凝土强度时，会出现温度裂缝。

2、混凝土本身引起的裂缝。混凝土本身的影响主要是由于水泥的水化温度过高造成，在建筑施工中进行浇注余震到工作完成后，在水泥水化过程中会产生出热量，这些热量会在水泥结构内部聚集且不易消散，会引起内部温度聚集升高，在施工中混凝土内部温度一般要20～30℃左右甚至还会更高。建筑物内的混凝土结构中在一个自内而外的自然散热环境下，根据实际情况混凝土施工中内部最高温基本上发生在混凝土施工中最初的3～5天。随着出厂日期的不断增加，会增加混凝土内部的弹性模量，会对内部混凝土的降温效果收缩约束产生较大影响，导致产生了较大拉力效应，若混凝土的凝聚力不足，这种拉力效应会导致混凝土由于温度问题产生裂缝。

3、收缩裂缝。若混凝土变形，部分原因是塑性收缩。若在施工中出现自发收缩，则有一定的可能性改变混凝土体积。在施工过程中，混凝土连续浇筑易产生塑性收缩。主要因素是混凝土的水泥水化反应会形成分子链，泌水时间也会导致水分蒸发速度加快，致使混凝土失水收缩。此外，当混凝土表面的失水率与内部水流量不一致时，会导致收缩不均匀，这一问题会导致内部约束收缩，使内部和表面收缩不一致，还会使混凝土承受较大应力，导致裂缝。

4、钢筋锈蚀引起的裂缝。因氯化物质的侵入使钢筋附近产生氯离子含量较高，而引起钢筋表面氧化膜遭到破坏，使钢筋中含有的铁离子与混凝土中含有的水及氧气中和发生了锈蚀反应，还有可能是因混凝土保护层厚度不够或其质量不达标导致混凝土保护层受到二氧化碳的侵蚀使其碳化钢的表面层，这些情况都会导致钢筋的保护层出现剥离和开裂，因锈蚀的原因，导致钢筋的承受力面积变小，引起钢筋裂缝，从而产生建筑结构被破坏的情况。

五、工业与民用建筑施工中混凝土结构裂缝的预防措施

1、加强原料控制。在工业与民用建筑施工中，为更好地防治混凝土发生裂缝问题，需加强原料控制。在混凝土使用中，为更好地提升混凝土强度，可适量添加超细矿粉。通过添加超细矿粉，能提升混凝土稳定性，更好的抵御化学侵蚀，降低混凝土结构出现裂缝概率。另外，在工业与民用建筑施工中，需合理选择砂石，要保证砂石直径小于50mm，能更好地控制混凝土施工质量。

2、加强施工质量控制。混凝土抗裂性的评价标准是分析极限抗拉强度、施工强度保证率、施工均匀性。在施工过程中，要按规范要求和技术指标有序进行，加强现场施工的管理和控制，确保混凝土结构符合设计规范要求，提高整体抗裂能力。混凝土施工和浇筑前，基层和模板应按规范要求处理，以确保其湿润，避免混凝土失水。在振捣施工过程中，合理控制振捣器的具体方向，避免混凝土振捣质量，提高整体密实度，避免过度振捣等问题。浇筑过程中，按规范要求进行二次抹灰压浆，通过吸泵及时消除表面泌水问题，加强控制管理。

在浇筑过程中，严格按规范要求施工，避免过早施加荷载和过早拆模等问题，确保适当的搅拌和运输时间，避免因时间控制不当造成水分蒸发等问题。混凝土浇筑完成后，按规范要求和技术标准进行混凝土养护施工，保证适当的浇水养护时间，并对混凝土表面进行保温养护处理。

3、加强温度管理，避免裂缝问题。工业与民用建筑施工中，若在夏季施工，由于其温度高，所以需采取一定降温措施。在混凝土施工中，混凝土温度应力和建筑结构有一定关系，所以在大面积混凝土施工中，需在混凝土内部埋设冷凝管，冷凝管通循环水方式降低温度，能更好地提升混凝土施工质量，预防混凝土结构裂缝问题。

总之，随着现代化工业与民用建筑的不断发展，混凝土成为其施工中必不可少的建材。凭借在建筑施工中的优势，混凝土应用范围越来越广，也逐渐暴露出混凝土自身的不足与缺陷，主要体现在混凝土会根据温度变化出现裂缝现象。因此，要及时发现工业与民用建筑施工中存在的混凝土裂缝问题，并采取针对性措施解决，促进工业与民用建筑施工的良好运作。

参考文献：

[1]李旭峰.浅探工业与民用建筑施工中混凝土结构裂缝形成及预防措施[J].建材与装饰,2018,538(29):52.