摘要：目前混凝土结构裂缝已成高层建筑混凝土质量控制的重点之一，所造成裂缝影响因素很多，本文从施工角度进行深入分析，提出解决混凝土结构施工裂缝问题的方法和措施。
关键词：高层建筑；混凝土结构；裂缝；分析；控制
1 前言
随着城市化建设持续高速发展，城市高层建筑建设规模不断扩大。由于混凝土结构已广泛应用，其一些问题也逐渐暴露出来，在一定程度上已制约混凝土结构的应用和发展。影响高层混凝土结构裂缝的因素很多，怎样解决好高层建筑中的钢筋混凝土存在的裂缝，防止和减轻混凝土裂缝对建筑物的损害，已经成为目前高层建筑设计施工中的一个重点关注和研究解决的问题。
2 高层建筑混凝土裂缝的成因分析
2.1 混凝土特性
由于混凝土特性，混凝土在硬化过程中，经过了水分蒸发、体积逐渐缩小，近而产生收缩，根据力学分析，板的四周由于受到支座的约束，不能自由伸展。当混凝土的收缩所引起板的约束应力超过一定程度时，必然引起现浇板的开裂，压力相对集中的地方通常是开裂的部位。
2.2 力学形变
混凝土有自生收缩的特性，一般混凝土浇筑后其六个月至一年后收缩率量值约为4X10-4~6X10-4，收缩一直持续，收缩应力在混凝土中无处不在，因而其他主导因素触发的结构裂缝的出现总少不了自生收缩的影响。一般情况下混凝土中配筋足以抵抗收缩应力。因此我们不能无视自生收缩的危害，但是分析裂缝问题时最好首先排除混凝土自生收缩的影响。
混凝土浇筑后随季节更替周期变化，建筑物室内外温差使混凝土楼板变形，变形受到周边刚度较大的梁或剪力墙的约束作用，混凝土板内产生温度应力，当此应力超出混凝土的抗拉强度时，就产生贯穿楼板中部的裂缝，而端跨转角处45度斜向裂缝则是由于在双向约束共同作用下，主应力合力方向近似45度而造成的切角裂缝。
现浇混凝土板内沿预埋管线走向的裂缝产生，则是由于管线或多层管线交错处削弱了混凝土构件截面，造成抗拉强度减弱或混凝土保护层超薄引起。
2.3 温度
水泥的特点是快硬、高强、水化热大，再加上多数工程的主体施工发生在夏季，混凝土浇捣后又未及时浇水养护，混凝土在较高温度下失水收缩，水化热释放量较大，而又未及时得到水分的补充，因而容易出现混凝土裂缝。
2.4 配比不当
在实际的施工中，常常发现，混凝土水灰比过大，或使用过量粉砂也可以使楼板产生裂缝。比如我们在高强砼的水灰比的取值上要严格控制在0.24―0.38之间，不能过大，而在普通砼的水灰比而言，最大也只能到0.6，如果过高则会产生裂缝而带来严重的后果。在同一品种及相同强度等级水泥条件下，混凝土强度等级主要取决于水灰比，因为水泥水化时，所需的结合水，一般只占水泥重量四分之一左右。如今工程界比较普遍的现象是，为了获得必要的流动性，保证浇灌质量，常需要较大的水灰比。相反，在水泥水化后，多余的水分就残留在混凝土中，形成水泡或蒸发后形成气孔，减少了混凝土抵抗荷载的实际有效断面。根据力学分析，在荷载作用下，可能在孔隙周围产生应力集中，使楼板表面出现裂缝。
2.5 环境因素
混凝土的裂缝与环境条件有很大关系。施工过程中应注意气温和湿度的变化，采取有效措施控制高温、低温冲击和激烈干燥冲击，此时，应力状态接近弹性应力状态，混凝土应力松弛效应无法发挥出来，特别注意浇筑后经过一定时期养护的混凝土仍然需要保护，不宜长期裸露。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆及时与气象部门沟通，了解降温及降雨预报，不得在雨中浇筑混凝土，否则会严重改变水灰比。结构施工后验收投入使用，由于环境变化，承受了新的温度、湿度、振动、化学腐蚀及荷载变化影响等，都可能引起后期开裂。
3 高层建筑混凝土裂缝的控制措施
3.1 结构设计合理
根据混凝土结构设计规程，为避免结构由于温度收缩应力引起的开裂，采取永久式伸缩的方法，根据现场调查，引起结构裂缝的原因是综合性的，结构长度是影响收缩应力综合因素之一，而不是唯一的因素。根据施工实践经验，施工单位应当采取必要的设计及施工措施，以控制裂缝的产生。由于估计不足等因素，即使出现少量有害裂缝，也要通过化学灌浆处理，使其满足设计使用要求。结构所受到的外部作用分为外荷载，可看作是第一类荷载；具有十分重要的外部作用是变形作用，即第二类荷载为间接荷载。变形作用包括温度、湿度、地基不均匀沉降，在该作用下，结构的抗力取决于混凝土的抗拉性能，即抗拉强度和抗拉变形。
3.2 混凝土原料选择与配比
首先，混凝土中如果采用吸收率较大的骨料，干缩较大、骨料含泥量较多时，会增大混凝土的干缩性；骨料粒径较大、级配良好时，由于能减少混凝土中的水泥浆用量，所以混凝土干缩率较小。掺加粉煤灰能减少水泥用量并有效降低水化热，可降低混凝土单方用水量和水泥用量，还可减少混凝土自身体积收缩。同时，在混凝土中掺加粉煤灰或高效减水剂不仅能使混凝土具有较好的和易性、可泵性、抗渗性、抗离析好，减少泌水现象发生、有利于混凝土表面处理。其次，配合比设计人员应深入施工现场，依据施工现场的浇捣工艺、操作水平、构件截面等情况，合理选择好混凝土的设计坍落度，针对现场的砂、石原材料质量情况及时调整施工配合比，协助现场搞好构件的养护工作。改善骨料级配，掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量，降低水化热；选用低碱水泥和低碱或无碱的外加剂；积极采用合适的掺和料和混凝土外加剂，抑制碱骨料反应；正确掌握好混凝土补偿收缩技术的运用方法。最后，根据混凝土强度等级和质量检验以及混凝土和易性的要求确定配合比，严格控制水灰比和水泥用量。选择级配良好的石子，控制砂的粒径及含量，减少空隙率以减少混凝土收缩量，提高混凝土抗裂强度。
3.3 施工后期养护到位
首先，保温养护是混凝土施工的关键环节，其目的主要是降低大体积混凝土浇注块体的内外温差值以降低混凝土块体的自约束应力。可以降低混凝土浇注块体的降温速度，充分利用混凝土的抗拉强度，以提高混凝土块体承受外约束力的抗裂能力，达到防止或控制温度裂缝的目的。其次，适当提高养护环境温度有利于减少内外温差、缓解降温速度，从而减小温度应力，也有利于混凝土强度增大和应力松弛发挥作用，可以避免混凝土因表面干裂而产生的塑性收缩。养护期间混凝土表面温度与其中心温度之差不大于25℃。混凝土浇灌过程中，如遇风雨天气，应搭设防雨彩条布进行遮盖，同时周边做好明沟排水工作，防止雨水流进基坑内，保证混凝土浇灌的连续性和施工质量。 最后，加强现浇板浇捣的养护工作。混凝土养护是整个施工过程中不可缺少的一个重要环节，忽视对混凝土的养护，既会降低混凝土的强度，又易使其在硬化过程中失水得不到及时补偿而产生裂缝，尤其在高温下施工，更应经常浇水养护，这样既可减少因温度产生的裂缝，也可降低由于混凝土的收缩而产生的约束应力，有效控制裂缝。
4 结束语
高层建筑混凝土结构在验收过程中发现的裂缝，通常都归咎于是施工方的责任，其实发生裂缝原因复杂，关联到设计、商品混凝土企业、专业实验室等各方。通过对混凝土裂缝产生原因及预防措施进行观察、分析和总结，相信随着高层建筑混凝土结构的普遍应用，对其裂缝的防治措施也会不断的提高。
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[3]张天宇.混凝土结构裂缝现状调查与统计分析.福建建设科技.2005
论文作者:阮助辉
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第28期
论文发表时间:2018/2/28
标签：混凝土论文; 裂缝论文; 应力论文; 水灰比论文; 荷载论文; 水化论文; 自生论文; 《建筑学研究前沿》2017年第28期论文;