浅议工业建筑施工中的裂缝控制措施

摘要：工程项目的建设施工过程中，建筑的裂缝是较为常见的问题，建筑的裂缝将在很大程度上对建筑物的使用性能造成影响，给建筑的使用带来一定程度的安全隐患。随着高层建筑以及工业建筑的逐渐兴起，相应的建筑基础多使用大体积混凝土，由此在施工过程中存在温度控制以及温度应力的问题，若是处理不好，将引发混凝土表面裂缝以及收缩裂缝的发生，通过对相应建筑设备基础的裂缝形成原因进行分析，为类似工业建筑大型设备基础的裂缝控制提供了可供参考的经验。

关键字：工业建筑；大型设备；基础；裂缝；控制措施

建筑结构施工当中，引发裂缝的原因较为复杂，地基处理不合理、施工温度不适当以及混凝土的结构干缩、建筑结构设计上的问题、施工质量以及建筑材料的质量都将引发大型设备基础的裂缝问题。在工程项目的建设过程中，最为常见的裂缝有施工温度所引发的裂缝以及建筑结构干燥所引发的干燥收缩裂缝。

一、工业建筑大型设备基础裂缝形成原因分析

1、施工温度所引发的裂缝

建筑工程项目的施工过程中，由于建筑施工温度变化较为频繁，由此往往容易引发建筑材料的热胀冷缩现象。而当建筑施工处于约束条件之下，施工温度的变化将增加温度应力，此时建筑结构将产生裂缝，例如在门窗洞边的正八字斜裂缝；水平包角裂缝；平屋顶下或屋顶罔粱下沿砖裂缝等等。

平屋顶裂缝的原因在于建筑顶板的温度高于建筑墙体的温度，而砼顶板的线胀系数将超过砖砌体，由此建筑顶板与墙体之间形成了变形差，由此在建筑的墙体当中形成了较大的拉力以及剪力。在建筑墙体内部剪应力的分布为两端附近较大，而中间渐渐减小，建筑顶层的剪应力大，下部剪应力较小。建筑墙体的早期裂缝大多数为温度裂缝。这些裂缝一般经过一个冬夏之后最终稳定不再继续发展。裂缝的宽度则由温度的变化而各有不同。

2、建筑结构的干缩裂缝

建筑工程项目的施工过程中，尤其是高层建筑或者工业建筑等大型设备的建筑基础，由于相应建筑中所使用的施工材料的干缩变化较小，同时完成的时间相对较短，只要不使用新出窑的砖一般可以不用考虑砌体本身所具有的干缩变形而带来的附加应力。然而该种砌体将在较为潮湿的状况下产生较大的湿胀，并且砌体的这种湿胀属于不可逆的干缩变形。

与其他的材料形式相比，轻骨料块体材料将具有更大的干缩变形系数。干缩变形裂缝的早期发展较快，但施工材料在潮湿的气候下依旧将发生膨胀，从而导致脱水后的材料再次发生干缩变形，但其干缩率将有所减小，大约为第一次干缩的80%。这种干缩变形在建筑上分布数量大、范围广，且裂缝的开裂程度也较为严重。例如房屋内部和外部纵墙中间对称分布的倒八字裂缝。在建筑底部一至二层窗台边缘将产生斜裂缝或者竖向裂缝。同时不同的材料以及相关构件的差异变形也将在一定程度上导致墙体的开裂。例如楼板错层处以及高低层的连接之处往往容易产生裂缝。

二、工业建筑大型设备基础裂缝控制措施

1、设置保温层或者隔热层

在建筑的屋盖上设置保温层或者隔热层，能在一定程度上防止混凝土屋盖温度变化与砌体干缩变形所引发的墙体开裂。通过在屋盖的适当位置设置控制缝，而控制缝的间距不应超过30m；若是现浇混凝土的挑檐长度超过12m则可设置分隔缝，分隔缝的宽度不应小于20mm；控制缝内使用弹性油膏进行嵌缝，建筑物的温度伸缩缝应符合《砌体结构设计规范》的相关规定，同时还应在建筑物墙体的适当位置设置控制缝，其间距不应超过30m。

2、设置控制缝

为了有效防止大型设备基础墙体材料干缩而引发的裂缝，可通过设置控制缝进行实现。例如在墙的高度突然转变处设置竖向的控制缝。在墙厚度的突然变化之处设置竖向的控制缝，同时在不超过相交墙以及转角墙允许距离的一半之处设置竖向控制缝。竖向控制缝可在三层以下的房屋沿着房屋墙体的全高设置，超过三层的房屋可在建筑物一到两层以及顶层墙体上的相关位置设置控制缝，将控制缝做成隐式，从而使裂缝控制缝与墙体的灰缝保持一致，控制缝的宽度不超过12mm。控制缝的内部应使用弹性密封材料，例如聚氨脂、聚硫化物或者硅树脂填缝。同时控制缝的间距设置也有一定的要求，例如有规则的洞口外墙不应超过6mm，无洞墙体不超过8m，不超过墙高的三倍高度，在建筑的转角部位，控制缝到墙角的距离不应超过4.5m。

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。

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