高层建筑混凝土裂缝的预防与处理

摘要：近年来，随着高层建筑的增多，在高层住宅、公共建筑等工程中混凝土结构也被广泛应用，但是由于多方面的原因，外墙部位的混凝土结构经常出现裂缝、渗漏，从而危害高层建筑的结构和使用。本文对混凝土结构出现裂缝的原因进行了分析，并提出了高层建筑混凝土裂缝的预防与处理措施，期望能给建筑界同仁以参考。

关键词：高层建筑；混凝土；裂缝；工程设计

混凝土是一种由砂骨料、水泥、水和其他材料混合形成的非均质脆性材料。由于混凝土施工和自己的变形、约束等一系列问题,硬化成型的混凝土中存在的许多微孔隙、气孔和微裂纹,由于裂纹存在与发展通常会内部钢铁材料产生腐蚀，从而降低钢筋混凝土结构的承载力、耐久性和抗渗能力,影响建筑的外观,结构的安全及使用寿命。本文对混凝土结构出现裂缝的原因进行了分析，并提出了高层建筑混凝土裂缝的预防与处理措施，期望能给建筑界同仁以参考。

一、混凝土裂缝产生的主要原因

1、收缩裂缝。混凝土是由好多种材料构成的非匀质材质,它具有抗压强度高。良好的耐久性,但抗拉强度低,抗变形能力差,容易出现裂缝。墙体混凝上在浇捣结束趋向稳定的过程中，由于混凝土水化热的释放引起的温度变化与混凝土泌水蒸发的影响,导致混凝土收缩变形。外墙裂缝由于墙混凝土结构长期收缩变形较大,经常产生应力超过混凝土抗拉强度,同时,在水平方向上因为收缩变形第一个墙体结构的约束,阻碍了整体结构的约束而引起,所以建筑外墙壁长度越长,收缩应力就越大,严重的时候整个结构将产生裂缝。混凝土最后收缩大约是0.2% ~0.45，混凝土收缩值的大小和水泥品种、用量、水用量、骨料规格、振动压实度和质量的维护等有关系。一般在潮湿的条件下维修维护比在干燥条件下养护的混凝土收缩值减少6% ~ 8%。施工中的常见的凝固收缩裂缝有塑性收缩裂缝、沉降收缩裂缝和干缩裂缝3种。

2、工程设计问题。混凝土的极限拉伸值与配筋有关。水平钢筋对混凝土墙体有十分明显的抗裂效果;其加固应该采取细而密的原则,一般使用8到14毫米钢筋，间距100 ~ 150毫米更合理。科学合理设置后浇带是把超长混凝土结构化整为零的技术措施。当建筑物外墙超长的时候，水平方向就会有较大的应力。如果整个在凝固,一次性铸造易产生垂直应力裂纹。合理设置后浇带,减少墙体内的收缩变形,可使部分应力得以释放,防止墙体收缩应力集中集中引起墙体裂缝, 根据《混凝土结构设计规范》GB50010―2(x)2的规定，边坡地下室外伸缩缝最大间距30米,项目82米,中间只设置一条后浇带。此外,在整体设计水平仍按结构钢筋混凝土开裂;没有考虑到抗裂性是否能满足要求, 一般将水平向钢筋放在竖向受力钢筋的内侧。

3、混凝土施工质量。钢筋混凝土结构裂缝的原因是: 原料质量较差,如矿料级配太坏,含泥量超重,使用高水化热水泥和混凝土下降量超标,使用高水化水泥和混凝土塌落密(漏振或振捣时间不够)；实用过期的UEA微膨胀剂、对混凝土维修不良等因素,均可导致钢筋混凝土结构裂缝。此外,目前普遍采用的商品混凝土和泵送技术,更导致混凝土收缩裂缝收缩的增加, 加大了出现裂缝的可能性。

二、高层建筑混凝土裂缝的预防与处理措施

1、优选混凝土原材料和配合比。

(1)水泥。尽可能采取早期水化热低的水泥,因为水泥水化热是矿物组成及粒度,要降低水泥水化热的作用,主要是选择合适的矿物组成、调整水泥的细度模块。

(2添加粉煤灰。混凝土掺入一定数量的高品质粉煤灰，不仅可以取代部分水泥，因为粉煤灰颗粒呈球形,起到作用,可以提高混凝土的流动，由于粉煤灰的比重比水泥小，混凝土震动时比重小的粉煤灰容易浮在混凝土的表面。使上部混凝土的掺合料较多,强度低,表面易产生塑性收缩裂缝。因此,通过增加粉煤灰混凝土早期抗拉强度和极限变形略有降低，粉煤灰掺量不宜过多,宜在10% ~ 15%以内,在工程中应根据具体情况决定粉煤灰的掺量。

(3)粗骨料。尽量扩大粗骨料的粒径，因为粗骨科粒径越大，级配越好，孔隙率越小，总表面积越小，每立方米的用水泥砂浆量和水泥用量就越小，水化热就随之降低，对防止裂缝的产生有利。

(4)细骨料。宜采用级配良好的中砂和中粗砂。最好是粗砂,由于孔隙度小, 总表面积小，所以混凝土的用水量、水泥含量就会减少。水化热就低,裂缝会减少,另一方面,控制沙的含泥量，含泥量越大,收缩变形也就越大,裂缝就更严重,所以细骨料尽量用清洁的中粗砂

(5)添加外加剂。通过添加具有减水、塑料、缓凝、引气的泵送剂,可以提高混凝土的流动性、凝聚力和保水性。因为它的减水效果和分散作用，在降低用水量和提高强度的同时,还能降低水化热,延缓释放时间,从而减少温度裂缝。例如,在泵送混凝土中，掺入占水泥重量0.25%的木质素磺酸钙减水剂,不仅可以使混凝土泵送性能提高,还能减少拌合水和水泥用量，,这样就可以降低水化热,延缓水化热释放速度、延迟放热峰。因此,不仅能降低温度应力,并使初凝和终凝时间延迟3 h ~ 8小时,降低混凝土施工中出现冷缝的可能性。

2、设计措施动性、粘聚性和保水性。

(1)精心设计混凝土的配合比。混凝土配合比设计的时候，在保证混凝土具有良好的工作性能的情况下,应该尽可能地降低单位混凝土的水耗,可以用“三低(低砂率、低坍落度、低水胶比),二掺(掺高效减水剂和高性能引气剂)一高(高粉煤灰掺量)”的设计准则。

(2)增配构造筋提高抗裂性能。

(3)合理设置后浇带，减少早期不均匀沉降。

3、施工技术的优化。

(1)把用泵送混凝为人工加小车运输进入模具,大大减少混凝土水灰比和混凝土坍落度,以保证混凝土墙板密度。

(2)采用绝缘性能好的l8毫米厚的大面积夹板取代原钢模板,使拼缝严密、加固可靠。定位精确。模板中使用的对拉螺栓采取专门的止水措施, 两侧用小木块垫平，待模板拆除后，小心将木割除对拉螺栓头，用高等级砂浆补平。

(3)采用“一个坡度、分层浇筑、循序渐进，一次到顶”的浇筑工艺，分层厚度一般不超过80厘米混凝土的人模高度不大于2米，采用振动棒垂直振捣，并设置专人看模以防止炸模，振动时不能采用振动棒赶送混凝土，不得过振或者漏振。

(4)加强混凝土养护，养护时间不少于十四天，当混凝土硬化达到一定强度后，要及时地松动对拉螺栓，让墙体模板和混凝土有点缝隙。在顶部浇水注入模板内，整个过程保证混凝上表面湿润，带模养护五至七天，拆模后采用麻袋与草包保温，并对它的表面裂缝情况做好观察与记录。

三、结论

总之，高层建筑混凝土裂缝在结构施工中是最常见的现象，造成混凝土裂缝原因很复杂，我们要控制混凝土裂缝的出现，应对高层建筑混凝土施工进行事前、事中、事后的全过程监控，除优化其原材料、加入外加剂，严格控制浇注过程外，同时，加强混凝土的保湿、保温养护。