转换层结构混凝土裂缝的控制措施

摘要: 随着高层建筑工程的迅速发展,混凝土结构应用越来越普遍。但经调查发现,高层建筑在施工中出现了大量的混凝土裂缝,严重影响了建筑物的使用安全。如何控制和防止混凝土产生的裂缝,已成为近年来研究的重点。

关键词:高层建筑; 转换层;混凝土裂缝;控制措施

Abstract: with the rapid development of high building engineering, concrete structure used more and more common. But the study found, high-rise buildings in construction, there appear a large number of concrete cracks, the serious influence of the building use safety. How to control and prevent the cracks of the concrete produce, has become the focus of research in recent years.

Keywords: high building; Conversion layers; Concrete crack; Control measures

中图分类号：[TU208.3]文献标识码：A 文章编号：

随着经济的快速发展，高层建筑也逐渐融入人们的工作和生活之中，高层建筑的结构形式也朝着大型化和复杂化的趋势发展。根据功能及结构的需要，绝大多数高层建筑都设有转换层，而对高层建筑转换层大体积混凝土结构，施工的重点是控制施工阶段其裂缝的产生。在这样的背景下，本文对高层建筑转换层混凝土结构裂缝的原因与控制措施进行了分析，以供参考。

一 高层建筑混凝土结构转换层产生裂缝的原因

1.1混凝土温度应力产生的裂缝。

由于转换层结构大多梁深、板厚,且多属于大体积混凝土,因而温度裂缝是转换层结构梁板最容易出现的裂缝之一。其产生原因主要是由于混凝土浇注后,聚集在内部的水泥水化热不易散发,造成混凝土的内部温度升高,而混凝土表面散热较快,这样就形成较大的内外温差,使混凝土内部产生压应力,而表面产生拉应力。如果在混凝土表面附近存在较大的温度梯度,就会引起较大的表面拉应力。而此时混凝土的龄期很短、抗拉强度很低,如果温差产生的表面拉应力超过此时混凝土的极限抗拉强度,就会在混凝土表面产生表面裂缝。这种裂缝一般产生较早,多呈不规则状态,深度较浅。表面裂缝易产生应力集中,能促使裂缝进一步开展。

1.2 混凝土收缩产生的裂缝

混凝土的收缩裂缝比较普遍，对于转换层大体积混凝土结构产生收缩裂缝的原因是：a.混凝土的自收缩受到强大的约束。 b.结构存在相对薄弱面。c.伸缩缝设置不当。d.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。 e.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。 f.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。

1.3 徐变引起的高层建筑转换层构件裂缝

新浇筑的混凝土弹性模量很小，徐变较大，升温引起的压应力并不大，但在日后温度逐渐降低时，混凝土表面散热较快温度较低，使截面内外产生非线性的温度差，表面的温度收缩变形受到内约束，由于此时混凝土弹性模量比较大，徐变较小，单位温差产生的应力就比较大，在混凝土表面出现较大的拉应力常引起裂缝。

表层裂缝的方向一般无规律性，较深的或贯穿的裂缝走向往往与主筋方向平行，或接行温度裂缝的宽度。受温度变化影响较明显，冬季较宽夏季较细。大多数温度裂缝沿结构截面高度呈上宽下窄状，遇上下边缘区配筋较多的结构，有时亦出现中间宽两端窄的棱形裂缝。

二 高层建筑转换层混凝土结构裂缝的控制措施

2.1 原材料要求

2.1.1拌合水。 在混凝土组成材料中，拌合水从单位重量上来讲，对混凝土温度的影响最大， 因为水的比热容是水泥或骨料比热容的 5 倍。因此在大型工地的搅拌站和大型商品混凝土搅拌站通过制冰机或制冷机组将水温降低，而降低混凝土的出机温度是非常理想的。

2.1.2 水泥。虽然水泥只占混凝土拌合物重量的 10%－15%， 但经计算水泥温度每高 10 度，混凝土温度要升高 1 度多。 除选用水化热较低的水泥外在混凝土搅拌时，也可掺用沸石粉代替部分水泥，降低水泥用量，使水化热相应降低。

2.1.3 骨料。 在混凝土各组成材料中骨料占 75%左右，因此骨料的温度对混凝土温度影响也很大，骨料应堆放在有篷盖的堆场，尽可能保持较低的温度和较稳定的含水量。

2.1.4 外加剂。 化学外加剂在混凝土的所占比例很小， 因此它本身的温度对混凝土温度的影响不大，但外加剂有减少拌合水和水泥用量的功能，可以调节拌合水和水泥对混凝土温度的影响及推迟混凝土温升峰值的时间。而矿物外加剂能改善混凝土的和易性和可泵性，也能减小水灰比，或者替代部分水泥用量，从而起到了降低混凝土温度的间接作用。

2.2 施工的准备与控制

首先，施工前，除按一般混凝土施工前必须进行的物质准备、机具准备、技术准备和现场准备外，应根据其施工的特殊性，做好附属材料和辅助设备的准备工作，如冰、冰水箱(池)、真空吸水设备、水泵、测温设备等。尤其要做好施工方案的编制工作。施工方案编制的重点，应该是:a 根据减少约束的要求，确定分层分块的尺寸及层间、块间的结合措施。 b 通过热工计算，确定混凝土入模温度以及对材料加热或降温的措施。 c 确定混凝土搅拌、运输和浇筑的方案。 d 制定混凝土的保温方案。 其次，施工过程中，a 大体积混凝土的施工，一般宜在低温条件下进行，即最高温度延长 300℃时为宜。 气温大于 300℃时，应采取相应的降低温差的减少温度应力的措施。 b 混凝土的配制，应严格掌握各种原材料的配合比。 混凝土的搅拌时间，自全部拌合料装入搅拌筒内起到卸料止，一般应不少于 1.5－5min。雨季施工期间，应勤测粗细骨料的含水量，并随时调整用水量和粗细骨料用量。 c 搅拌后的混凝土，应及时运至浇筑地点入模浇筑。在运送过程中，要防止混凝土离析、灰浆流失、坍落度变化等现象,如发生离析现象，必须进行人工二次拌合后方可入模。

2.3 混凝土浇筑

大体积混凝土的浇筑，应根据整体连续浇筑的要求，结合结构尺寸的大小、钢筋疏密、混凝土供应条件等具体情况，选用以下三种方法:a 全面分层。 即将整个结构浇筑层分为数层浇筑，当已浇筑的下层混凝土尚未初凝时，即开始浇筑第二层，如此逐层进行，直至浇筑完成。 这种方案适用于结构物的平面尺寸不太大的工程，施工时宜从短边开始，沿长边推进;也可分为两段，从中间向两端，从两端向中间同时进行。 b 分段(块)分层。 适用于厚度较薄而面积或长度较大的工程。施工时从底层一端开始浇筑混凝土， 进行到一定距离后浇筑第二层，如此依次向前浇筑其他各层。 c 斜面分层。 适用于结构的长度超过厚度三倍的工程，振捣工作应从浇筑层底层开始，逐渐上移，此时向前推荐的浇筑混凝土摊铺坡度应小于 1:3， 以保证分层混凝土之间的施工质量。 分层的厚度决定于振捣器的棒长和振动力的大小，也要考虑混凝土的供应量大小和可能浇筑量的大小，一般为 20－30cm。 插入式振捣器应伸入下层 50cm 为宜。

2.4 混凝土的养护

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。

三 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，这就要求其施工应根据工程实际的情况,并结合类似工程的经验，做好转换层施工工作。并且随着科学技术的进步，我相信对高层建筑转换层施技术的研究会更加深入。