分析高層混凝土結(jié)構(gòu)裂縫及防治

桑超 張濤 冉超

（中聯(lián)西北工程設(shè)計研究院有限公司 陜西省 西安市 710082）

分析高層混凝土結(jié)構(gòu)裂縫及防治

桑超 張濤 冉超

（中聯(lián)西北工程設(shè)計研究院有限公司 陜西省 西安市 710082）

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和人民生活水平的逐漸提高，高層建筑成為了目前我國主要的建筑形式，高層建筑的混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫問題是目前我國高層建筑所面臨的主要問題，分析高層建筑混凝土裂縫的原因并制定出具體的防治方案，對我國高層建筑的發(fā)展具有十分重要的意義。

高層混凝土結(jié)構(gòu)；裂縫；防治

混凝土是目前我國高層建筑的主要使用材料，混凝土主要由水泥、砂石骨料和一些其它配料配制而成，是一種并不均勻的脆性材質(zhì)?；炷恋牟馁|(zhì)在施工過程中容易受到外部環(huán)境的影響，混凝土材質(zhì)本身也會出現(xiàn)變形等問題，因此，混凝土在施工結(jié)束之后，容易出現(xiàn)裂縫或微小的空隙，一般情況的混凝土裂縫屬于比較正常的現(xiàn)象，不會對高層建筑帶來太大的影響，但是，如果高層建筑受到一些外部環(huán)境的影響，比如承重產(chǎn)生變化，外部氣溫有所變化，高層建筑的裂縫就會逐步擴(kuò)大，許多微小的，不能對高層建筑構(gòu)成危害的裂縫就會聯(lián)通在一起，變成能夠?qū)Ω邔咏ㄖa(chǎn)生影響的大裂縫，有些大裂縫甚至可以通過觀察發(fā)現(xiàn)，這種能夠?qū)Ω邔咏ㄖ?gòu)成危害的大裂縫，是目前人們較為關(guān)注的問題。

1　高層混凝凝土結(jié)構(gòu)干縮裂縫的問題和防治措施

1.1高層混凝土結(jié)構(gòu)干縮裂縫的問題

在大多數(shù)高層建筑施工結(jié)束后一段時期，往往會出現(xiàn)干縮裂縫的問題，高層建筑混凝土澆筑完成之后，會進(jìn)入一段時間的養(yǎng)護(hù)期，養(yǎng)護(hù)期大多在7d左右[1]。在這7d左右的時間里，混凝土的水分會隨著時間的變化逐步散發(fā)，水分的散發(fā)會使得混凝土出現(xiàn)變形，如果水分散發(fā)的快，混凝土結(jié)構(gòu)的變形也會比較快，如果水分散發(fā)的慢，混凝土的變形速度也會相應(yīng)下降，混凝土表面如果變化的太快，而內(nèi)部的水分不會那么容易散發(fā)，這樣混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外的變化就會不同，這就會導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)因受到壓力產(chǎn)生裂縫，這種裂縫被稱作干縮裂縫[2]。大多數(shù)情況下，如果濕度較低，混凝土結(jié)構(gòu)的干縮裂縫就會很大。干縮裂縫的形式較為單一，大多是混凝土結(jié)構(gòu)的表面出現(xiàn)較淺的裂縫，這些裂縫可能會像一張網(wǎng)一樣，均勻的分布于混凝土結(jié)構(gòu)表面，也有的是以直線的形式存在的，這些裂縫的寬度大約在0.05～0.2mm之間，在大型混凝土結(jié)構(gòu)當(dāng)中，平面的部分干縮裂縫問題比較多見，而比較薄的混凝土結(jié)構(gòu)當(dāng)中，干縮裂縫往往呈現(xiàn)出短線分布的狀態(tài)。

1.2高層混凝土結(jié)構(gòu)干縮裂縫的防治措施

高層混凝土結(jié)構(gòu)的施工人員，要盡可能選擇收縮性比比較小的水泥，作為混凝土的主要材質(zhì)，可以嘗試著將粉煤灰水泥和水化熱較低的水泥作為主要材質(zhì)，以達(dá)到減少水泥使用量的目的[3]。施工人員要對水灰比具備一定程度的認(rèn)識，如果混凝土結(jié)構(gòu)的水灰比比較大，則容易出現(xiàn)干縮裂縫問題，如果水灰比控制的比較科學(xué)，混凝土結(jié)構(gòu)則能夠避免干縮裂縫的問題，因此，施工人員要科學(xué)的控制混凝土結(jié)構(gòu)的水灰比，在施工過程中要注意選擇適量的減水劑，合理的配備到混凝土當(dāng)中，使混凝土結(jié)構(gòu)不容易出現(xiàn)干縮裂縫的問題[4]。在加水的過程中，要注意加水量，要按照設(shè)計方案給混凝土配備科學(xué)的用水量，不能超出設(shè)計方案為混凝土配備特別多的水，保證混凝土結(jié)構(gòu)不會出現(xiàn)干縮裂縫的問題。另外，施工人員還要注意混凝土結(jié)構(gòu)的前期養(yǎng)護(hù)工作，盡可能將混凝土結(jié)構(gòu)的養(yǎng)護(hù)時間延長，使混凝土機(jī)構(gòu)得到更好的保養(yǎng)，在建筑冬季施工的時候，要將混凝土結(jié)構(gòu)的養(yǎng)護(hù)時間盡可能延長，選用保溫性良好的材質(zhì)對混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行保溫覆蓋，并在混凝土結(jié)構(gòu)表面涂抹一定數(shù)量的養(yǎng)護(hù)劑，以此確?；炷两Y(jié)構(gòu)不出現(xiàn)干縮裂縫[5]。

2　混凝土結(jié)構(gòu)塑性收縮裂縫的問題及防治措施

2.1高層混凝土結(jié)構(gòu)塑性收縮裂縫的問題

塑性收縮也是混凝土結(jié)構(gòu)較為多見的裂縫原因之一，塑性收縮的問題大多在氣候干燥，或者氣候炎熱的時候出現(xiàn)，大風(fēng)氣候也比較容易造成混凝土結(jié)構(gòu)的塑性收縮[6]。塑性收縮是由于混凝土結(jié)構(gòu)的表面因?yàn)樗稚l(fā)過快而在混凝土硬化之前出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象?；炷两Y(jié)構(gòu)的塑性裂縫大多形態(tài)各異，這些裂縫的距離并不相同，有的甚至差別非常大，而且這些裂縫彼此之間距離較大，沒有聯(lián)通的可能。但是這種裂縫確有一個共同點(diǎn)，就是裂縫的中間比較寬大，而兩側(cè)較為狹窄。塑性收縮導(dǎo)致的混凝土結(jié)構(gòu)裂縫長短差別很大，比較短的混凝土結(jié)構(gòu)裂縫長度大約在20～ 30cm之間，而較大的裂縫則在2～3m之間，較大的裂縫寬度也很大，足以對高層建筑形成危害，寬度較小的在1mm左右，而寬度較大的能達(dá)到5mm左右。造成這些問題的原因有很多，有的是因?yàn)榛炷两Y(jié)構(gòu)在硬化之前，強(qiáng)度很低，有的是因?yàn)榛炷两Y(jié)構(gòu)在硬度很低的時候收到了外部環(huán)境的影響，比如氣溫過高或者風(fēng)速太大，外部環(huán)境的變化使得混凝土結(jié)構(gòu)是水分很快的流失，最終導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部快速收縮變形，混凝土在沒有完全硬化的時候，它的硬度不足以抵抗內(nèi)部收縮的壓力，而出現(xiàn)塑性裂縫的問題。

2.2高層混凝土結(jié)構(gòu)塑性裂縫的防治措施

科學(xué)的選取材料是防止高層混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)塑性裂縫的主要方式，要盡可能選擇干縮值比較小的混凝土材質(zhì)，如果前期的硬度較強(qiáng)，也可以選擇作為混凝土材質(zhì)，水泥要盡可能選擇一般的硅酸鹽水泥，干縮值較低和前期硬度較強(qiáng)的硅酸鹽水泥能夠有效防止高層混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)塑性裂縫。水灰比的管控也是防止高層混凝土機(jī)構(gòu)塑性裂縫的主要方式，要選擇性能良好的減水劑，科學(xué)的加入混凝土材質(zhì)當(dāng)中，切實(shí)提高混凝土的和易性，要盡可能向混凝土中少加入水，在保證質(zhì)量的前提下，減少水泥的使用量。在澆筑混凝土的工作開始之前，要對模板進(jìn)行處理，在模板上均勻的澆水，使水分滲透到模板內(nèi)部。要將濕潤的草席掩蓋在高層混凝土結(jié)構(gòu)上面，在混凝土硬化之前，保持濕潤性，避免出現(xiàn)塑性裂縫的問題，濕潤的草席還可以用不透氣的塑料薄膜代替，塑料薄膜可以有效避免水分的散失，切實(shí)保證高層混凝土結(jié)構(gòu)的濕潤性。在施工現(xiàn)場，要盡可能布置遮擋陽光和避免風(fēng)吹的設(shè)施，避免外部自然環(huán)境對高層糊弄他機(jī)構(gòu)造成過大的影響，切實(shí)保證高層混凝土結(jié)構(gòu)塑性裂縫的有效防治。

3　高層混凝土結(jié)構(gòu)溫度裂縫的問題和防治措施

3.1高層混凝土結(jié)構(gòu)溫度裂縫的問題

溫度裂縫能夠?qū)Ω邔踊炷两Y(jié)構(gòu)造成很大的影響，因此，施工人員必須加強(qiáng)對溫度裂縫的重視?；炷两Y(jié)構(gòu)施工中，局部會出現(xiàn)溫度變化較大的現(xiàn)象，這種溫度的快速變化是引起混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的主要原因，水泥的水化熱是造成混凝土結(jié)構(gòu)溫度變化的主要原因，在混凝土澆筑過程中，混凝土隨著時間的變化而逐步硬化，在此期間，混凝土內(nèi)部由于水泥產(chǎn)生的水化熱不能得到及時的散發(fā)，而這些熱量很容易在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部融合，形成更高的溫度，這種非常高的溫度，使得混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差過大，而過高的溫度能夠使混凝土結(jié)構(gòu)膨脹，過低的溫度能夠使混凝土結(jié)構(gòu)收縮，這種膨脹和收縮的差異導(dǎo)致的混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了溫度裂縫。

3.2高層混凝土結(jié)構(gòu)溫度裂縫的防治措施

科學(xué)的選擇水化熱低的水泥，是最有效的防止高層混凝土結(jié)構(gòu)溫度裂縫的措施，礦渣水泥是較為多見的低水化熱的水泥，施工人員可以考慮使用礦渣水泥作為混凝土結(jié)構(gòu)的主要材質(zhì)，在保證混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量的同時，節(jié)約水泥成本。施工人員要將水灰比控制在0.6左右，還要盡可能引進(jìn)新型混凝土制作技術(shù)，利用最新的風(fēng)冷技術(shù)，降低混凝土結(jié)構(gòu)的溫度，避免出現(xiàn)溫度裂縫。外加劑的使用也是有效避免高層混凝土結(jié)構(gòu)溫度裂縫的方式，要選用具備吸水性能和整數(shù)性能的材料作為外加劑，科學(xué)的填入混凝土之中，提高混凝土的保水性，避免水化熱對混凝土結(jié)構(gòu)造成影響，要對高層混凝土機(jī)構(gòu)的施工過程進(jìn)行科學(xué)的管理，將施工內(nèi)容分成若干模塊并逐一加以施工，使每個模塊的混凝土結(jié)構(gòu)可以散發(fā)熱量，避免溫度裂縫的出現(xiàn)。

4　結(jié)束語

在我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)快速發(fā)展的過程中，高層建筑的混凝土結(jié)構(gòu)裂縫成為了制約我國高層混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)展的重要問題。分析高層混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的原因，并根據(jù)原因制定出切實(shí)可行的防治措施，對我國改善混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量，具有重要意義。

[1]王鐵夢.工程結(jié)構(gòu)裂縫控制[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2014.

[2]張建勛.高層混凝土結(jié)構(gòu)中幾個主要受力部位的裂縫分析及控制[J].北京建筑，2014（X）（1）：28～29.

[3]王漢春.高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫問題[J].深圳大學(xué)學(xué)報：理學(xué)版，2000（Z1）.

[4]翁依春.鄭州金溥大城超高層建筑應(yīng)力的計算[J].建筑結(jié)構(gòu)，2014（9）：37～39.

[5]王鐵夢.工程結(jié)構(gòu)裂縫控制的綜合方法[J].施工技術(shù)，2014（5）：7～11.

[6]《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GBJ10-89）[S].

TU755

A

1673-0038（2015）34-0074-02

2015-8-5

桑超（1982-），女，工程師，本科，主要從事結(jié)構(gòu)設(shè)計工作。