1、混凝土裂缝词论文高层建筑论文：浅谈高层混凝土施工产生裂缝原因及控制摘 要：随着国民经济的发展，高层建筑蓬勃兴起。其结构形式日趋复杂，建造难度也日渐增大。目前，绝大多数高层建筑根据功能及结构的需要，都设有转换层，因此本课题研究具有广泛的适用性：高层建筑转换层施工技术 研究牵涉学科范围广，是多种学科的综合运用，其施工方案及技术措施复杂 。关键词：关键词 ：高层建筑；混凝土裂缝；控制1 高层建筑混凝土结构转换层产生裂缝的原因1.1 混凝土的温度应力与温度裂缝钢筋混凝土结构随着温度变化会产生热胀冷缩变形，这种变形称为温度变形，当此变形受到约束时，在混凝土 内部即会产生应力 ，称温度应力，当此应力超过混
2、凝土的抗拉强度 ，混凝土即会出现裂缝，即温差裂缝。(1)高层建筑转换层混凝土构件内外温差形成的两个.主要因素 ：环境温度剧烈变化，包括年变化和一些突发大气。环境温度剧烈变化使混凝土形成内外温差。特别是现浇的大体积混凝土结构，如转换层结构，在拆模以后 ，突然遇到短期内大幅的降温，如寒潮的袭击等，产生较大的温差，引起较大的温度应力，而使混凝土开裂。(2)水泥水化热。水泥水化过程产生一定的水化热，水化热是水泥熟 料中各种矿物在水化反应中产生的，其大部分热量在 3 天以内释放出，特别是大体积混凝土，由于结构断面尺寸较大，混凝土浇筑以后产生大量水化热，不容易散发，内部温度急剧上升，到达较高温度。如图 1
3、 所示。温度应力是引起混凝土结构裂缝的主要原因之一，结构产生裂缝，会引起渗漏水，影响结构整体性和耐久性，特别是高层建筑转换层结构是建筑中的重要结构， 如若产生温度裂缝 ，将对整个结构的安全性产生影响。1.2 混凝土的收缩普通混凝土在空气中结硬时，体积会逐渐减小，称为混凝上的收缩 ，它包括化学收缩、干燥收缩和碳化收缩。混凝土收缩量随着时问增长而不断加大，初期收缩较快，尔后日趋缓慢 ，且长期收缩有一部分可能是碳化收缩。一般收缩的过程为：(1)2 周内完成 20 年收缩的 2025；(2)3 个月内完成 20 年收缩的 5060；(3)1 年内完成 20 年收缩的 7580。对于转换层大体积混凝土结
4、构产生收缩裂缝的原 因是：(1)混凝土的自收缩受到强大的约束；(2)结构存在相对薄弱面；(3)伸缩缝设置不当；(4)收缩应力和结构承受的外力产生的拉应力等叠加在一起而导致裂缝产生；(5)暴露在大气中的构件，受强烈日照及风吹等影响，其湿度变化剧烈，因而裂缝严重；(6)施工质量较差，如混凝土的均匀性、密实性不良，或养护差的部位更容易产生裂缝。混凝土的冷缩是由于热量散失引起的，冷缩如果受到限制 ，就可能导致混凝土开裂，这对于转换层大体积混凝土 (建筑构件三个方向的最小尺寸超过 800mm 的混凝土施工 ，称为大体积混凝土施工)尤为普遍和严重。这也是高层建筑转换层施工需要注意的问题。2 高层建筑转换层
5、混凝土结构裂缝的控制措施2.1 对高层建筑转换层混凝土结构组成材料及混凝土配合比及配制的裂缝控制措施高层建筑转换层混凝土一般都采用预拌混凝土 。目前转换层混凝土采用 c50 的居多，c60 的混凝土也有使用，当然混凝土强度越高，其施工难度将越大，因此还要对混凝土的特性及施工实践加以进一步总结研究，以保证转换层高强混凝土施工质量，防止裂缝的出现。高层建筑转换层所用高强混凝土的配制应注意 以下一些 问题 ：(1)高强混凝土的配合比应通过试配确定。试配除应满足强度、耐久性、和易性和凝结时间等需要外，尚应考虑到拌制、运输过程和气温环境情况，以及施工条件的差异和变化。(2)高强混凝土的水灰比，为降低混凝
6、土的水化热 ，一般不大于 035，并随强度等级提高而降低。拌合料的和易性宜通过掺加高效减水剂和混合材料进行调整。在满足和易性的前提下，尽量减少用水量，以降低水化热，防止结构裂缝的生成。(3)高强混凝土中的砂率，根据大量试验证明，当砂率为 033 时，混凝土强度一般要比砂率为 04 和 05 时高一些。因此，宜控制在 028034 范围为宜，对泵送混凝土可为 035037。(4)高强混凝土原材料称量允许偏差，不应超过以下数值：水泥 ： 12；混合料 ：1l；粗细骨料 ： 13；水及外加剂 ： 11。(5)配制高强混凝土，应准确控制用水量，并应仔细测定砂、石中的含水量，从用水量中扣除。配料时宜采用
7、自动称量装置，通过砂子含水量 自动检测仪器，自动调整搅拌用水。(6)拌制高强混凝土应使用强制式搅拌机。搅拌时投料顺序按常规做法，先倒砂子，再倒水泥 ，然后倒入石子，外加剂的投放方法应通过试验确定。(7)高强混凝土的配合比，应考虑到实际施工时的坍落度损失，事先规定拌料在出料时以及运输到施工现场浇筑时的坍落度。因此，必须有严格的质量控制和质量保证制度。2.2 转换层混凝土结构浇筑方案裂缝控制措施(1)预冷却拌合水大体积混凝土的浇注温度越高，水泥水化越快。一般浇筑温度每提高 10，混凝土内部温度约增加 35，如图 2 示 出了混凝土浇筑温度对混凝土结构物温度的影响。从图中可以看出，混凝土浇筑温度为
8、10和 30时，其早期混凝土内部温度相差很大，为了降低混凝土的浇注温度 ，可对混凝土的原材料进行预冷却。预冷却混凝土最容易的办法是采用冷却拌合水，但由于水在混凝土中所占热容量的百分比不大，见下表。因此，单纯冷却拌合水还不能完全有效地降低混凝土的浇注温度 。因此还可采用冰来预冷拌合水，再用冰水拌合，或者在混凝土搅拌时掺冰屑，但注意冰在搅拌过程中要完全融化 。各种材料的比热容量及散热损失(2)预埋水管道通冷却水在混凝土内部预埋水管，通冷却水可降低混凝土内部最高温度。这种方法因具有适用性和灵活性，以及能够控制整个结构 内部温度，所以在国内外得到广泛应用。(3)严格保温大体积混凝土产生温度裂缝的一个重
9、要原因是混凝土中产生 了温度梯度 ，当表面混凝土接近冷却时，表面和 内部的温差就会产生温度梯度，从而产生超过混凝土抗拉强度的拉应力，使混凝土开裂。(4)采用分层施工，每层厚 300500mm，连续浇筑 ，并在前一层混凝土初凝前，将后一层混凝土浇筑完毕。(5)采用叠合梁原理，将转换层结构按叠合构件施工，可缓解大体积混凝土水化热高、温度应力过大对控制裂缝的不利影响。2.3 转换层混凝土裂缝控制的结构构造措施(1)可把高层建筑转换层设计成桁架结构，以降低结构构件大小，变大体积混凝土为一般混凝土结构施工，以利于裂缝控制。(2)将转换层大梁设计为双梁式，以降低单支梁截面大小，从而在浇筑中降低水化热大小，
10、有利于裂缝控制。(3)在转换层结构截面突然变化、转折部位，楼板与转换层结构转折处，增加构造钢筋，防止温度裂缝的出现。2.4 转换层混凝土裂缝控制养护措施转换层混凝土浇筑后应减少混凝土的暴露时间，进行表面保护，可以减小混凝土的内外温差，防止裂缝出现。常用的方法有保温法(利用保温材料湿砂、锯末、草袋等)覆盖在结构物表面和覆挂在结构物四周模板外和蓄水法，对梁式转换层蓄水法用得较少，但采用蓄水法进行温度控制还可以防止混凝土表面发生龟裂，提高混凝土的强度和密实性，对建筑面积不大的梁式转换层经济易行，蓄水深度可根据温度控制需要经计算确定。3 结束语：高层建筑转换层是建筑结构中的重要部位，也是建筑施工中的重点难点。如何对高层建筑转换层结构混凝土的裂缝控制，确保工程的安全和使用寿命，是一项复杂的系统工程。注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以pdf 格式阅读原文
