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【摘 要】在高层建筑混凝土施工过程中的一个重要的技术问题就是怎样控制裂缝的产生及其扩展，高层建筑混凝土产生裂缝的了主要的因素是由于其释放的水化热会产生较大的温度变化以及收缩作用导致裂缝，进而影响混凝土结构的整体性、防水性和耐久性，成为高层建筑混凝土结构的主要隐患之一，因此需要从各个环节来控制混凝土裂缝的产生与发展。文章主要分析了高层建筑混凝土的裂缝的产生及其预防策略。
【关键词】混凝土；裂缝；工程施工
0.引言
当前，混凝土结构在工程建设中有着广泛的应用，尤其当前各城市高层建筑的建设，对于混凝土的施工质量更是提出了更高的要求，由于水化热量与环境的热交换路径长，造成结构内温度分布极不均匀，严重时容易引起混凝土裂缝[1]。混凝土结构的裂缝以及裂缝的控制日益受到土木、水利等工程界人士的重视。文章以下主要拟分析对于高层建筑来说混凝土裂缝的常见原因及其预防对策。
1.高层建筑混凝土裂缝的常见原因
1.1外界气温的影响
由于温度的升降变化而引起的应力就称为温度应力，混凝土由于其导热性能较差，在浇筑以及硬化的过程中散发出的大量热量很难及时排出去，因此会产生裂缝。在基础或老混凝土部位，新浇混凝土受基岩或老混凝土约束，在升温阶段将产生较小的压应力，在其后的降温阶段，由于混凝土弹性模量随龄期的增长，将产生很大的拉应力，如果超过混凝土的极限抗拉强度，就会产生基础贯穿裂缝[2]。
1.2混凝土的收缩变形
混凝土中除了水泥结合的少部分水分外，大部分水分最终要蒸发掉，从而在混凝土内部形成了许多微观裂缝。混凝土在水化所用下产生体积变形，对于普通混凝土来说，大部分为收缩变形，少数为膨胀变形。在硬化后的混凝土中，存在着大量的自由水分。这些水分所占据的位置就是相应的空隙，包括气孔和毛细孔。在以后的时间里，这些水分会逐渐向空气中蒸发，随着空隙中水分的蒸发，毛细孔内水面后退，使水面的曲率变大[3]。在表面张力的作用下，水的内部压力比外部压力小，使毛细孔中产生负压。这种负压使水泥石产生收缩力，从而使混凝土产生了收缩，这种收缩受到阻碍或者约束则混凝土可能产生裂缝。
1.3水泥水化热
高层建筑混凝土浇筑后由于水分散失及一些化学变化，还会引起体积收缩，从而引起收缩应力，它与温度应力共同作用，加剧了高层建筑混凝土的裂缝。高层建筑混凝土由于散发的热量聚集在结构物内部不易散失，因而会导致混凝土内部温度有较大的上升[4]。随着龄期的增长，高层建筑混凝土弹性模量的增高，对高层建筑混凝土内部降温收缩的约束也愈来愈大，以至产生了很大的拉应力。当混凝土抗拉强度不足以抵抗这种拉应力时，便开始出现温度裂缝，水泥水化热是高层建筑混凝土温度裂缝出现的主要因素。
2.高层建筑混凝土裂缝的预防
2.1加强混凝土的温度控制
高层建筑混凝土施工温度控制有以下几方面：原材料的预冷却，浇筑时的温度控制，浇筑层的厚度与浇筑方法，采取的养护手段、后期保护等，其中以混凝土的养护方法起主要作用。温度控制措施不但要有温度控制的要求，还应计算出混凝土的温度应力，只有采取温度控制和温度应力控制配合的方法才能最大限度的避免高层建筑混凝土的裂缝[5]。高层建筑混凝土施工浇筑中，合理选择浇筑时间及合理安排施工工序，控制混凝土浇筑面在浇筑过程中均匀上升，避免混凝土堆积高差过大。高层建筑混凝土中所含水分完全可以满足水泥水化的要求而有余，但由于蒸发等原因常引起水分损失，从而推迟或防碍水泥的水化，表面混凝土最容易而且直接受到这种不利影响。高层建筑混凝土浇筑后的最初几天是养护的关键时期，在施工中应切实重视起来。
2.2改善混凝土的约束条件
混凝土受到的内外约束是产生裂缝的主要因素。解决的办法是加强温度保护，降温速率和保证湿度。采取分层或分块浇筑混凝土，合理设计水平或垂直施工缝，或在适当的位置设置施工后浇带，以放松约束程度，并减少每次浇筑长度的蓄热量，以防止水化热的积聚，减少温度应力。在高层建筑混凝土内设置的配置钢筋应采用小直径、小间距。按全截面对称配筋是最合理的，这样可大大提高抵抗贯穿性裂缝的能力。对于高层建筑的混凝土结构，构造筋对控制贯穿性裂缝作用不太明显，但沿混高层建筑凝土表面配置钢筋，可提高面层抗表面降温的影响和干缩。
2.3合理选用混凝土材料
2.3.1水泥的选用
一般选用中热或低热和凝结时间长的水泥品种，减少水泥在水化反应中产生的水化热，这是控制高层建筑混凝土温升的最根本方法。水泥释放热量的多少及速度取决于其矿物成分的不同[6]。在高层建筑混凝土施工中应尽量使用矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥。当高强度等级的混凝土，必须采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥时，应采取相应措施延缓水化热的释放。
2.3.2骨料的选用
骨料一般应选用结构致密，并且有足够强度的优良骨料，正确选用沙石料对保证混凝土质、量节约水泥用量、降低水化热、降低成本都是非常重要的。颗粒间的空隙，有很小的石子来填充，可使其空隙率降低，密实性增加，节约水泥，但间断级配加工困难，施工时若无强力振动或采用低流动混凝土时，容易使高层建筑混凝土施工中产生离析现象。
2.3.3外加料的选用
在混凝土中，如采用各种外加剂外掺料，以减少水泥的用量，从而降低混凝土的温升，是一种有效的方法。且高层建筑混凝土施工工程量大、施工要求高、施工工期紧，大部分工程都采用泵送混凝土，为满足泵送高层建筑混凝土泵送性能，改善高层建筑使用的混凝土的性能，也必须掺加适量的外加料。在高层建筑混凝土中采用缓凝型减水剂，主要目的在于延缓水泥水化放热速度，推迟热峰出现时间，降低最高温峰值并减少总的发热量以减少混凝土因温度而引起裂缝。同时延缓了混凝土的凝结时间，有利于泵送施工，有利于在浇筑和捣实混凝土是不致形成施工冷接缝。
3.结论
高层建筑混凝土裂缝是困扰建筑业多年的质量通病，混凝土结构由于外荷载引起裂缝的可能性较小，而由水泥水化过程中释放的水化热引起的温度变化和混凝土收缩产生的温度应力是产生裂缝的主要原因，是在高层建筑混凝土结构施工中要解决的重要问题。除此以外，文章还探讨了物料的选择对于高层建筑混凝土裂缝的影响，并相应的提出了预防对策，以期能够对于相关施工人员提供参考。
【参考文献】
［１］张潞斌.大体积混凝土裂缝产生原因及防治措施[J].山西建筑,2008,34(8):164．
［２］韦祝.浅谈混凝土的施工温度与裂缝[J].中国高新技术企业,2009,(15):13．
［３］拉毛措．浅谈桥梁大体积混凝土裂缝施工控制方法[J].华章,2008,(8):149．
［４］武文娟.混凝土温度裂缝分析与防治[J]管理观察,2009,(14):12．
［５］程宝莲.大体积混凝土裂缝的成因与防治[J].科技信息,2008,(1):143．
［６］邵彩军．浅谈大体积混凝土温度裂缝控制措施[J].山西建筑,2008,34(1):150．
【关键词】混凝土；裂缝；工程施工
0.引言
当前，混凝土结构在工程建设中有着广泛的应用，尤其当前各城市高层建筑的建设，对于混凝土的施工质量更是提出了更高的要求，由于水化热量与环境的热交换路径长，造成结构内温度分布极不均匀，严重时容易引起混凝土裂缝[1]。混凝土结构的裂缝以及裂缝的控制日益受到土木、水利等工程界人士的重视。文章以下主要拟分析对于高层建筑来说混凝土裂缝的常见原因及其预防对策。
1.高层建筑混凝土裂缝的常见原因
1.1外界气温的影响
由于温度的升降变化而引起的应力就称为温度应力，混凝土由于其导热性能较差，在浇筑以及硬化的过程中散发出的大量热量很难及时排出去，因此会产生裂缝。在基础或老混凝土部位，新浇混凝土受基岩或老混凝土约束，在升温阶段将产生较小的压应力，在其后的降温阶段，由于混凝土弹性模量随龄期的增长，将产生很大的拉应力，如果超过混凝土的极限抗拉强度，就会产生基础贯穿裂缝[2]。
1.2混凝土的收缩变形
混凝土中除了水泥结合的少部分水分外，大部分水分最终要蒸发掉，从而在混凝土内部形成了许多微观裂缝。混凝土在水化所用下产生体积变形，对于普通混凝土来说，大部分为收缩变形，少数为膨胀变形。在硬化后的混凝土中，存在着大量的自由水分。这些水分所占据的位置就是相应的空隙，包括气孔和毛细孔。在以后的时间里，这些水分会逐渐向空气中蒸发，随着空隙中水分的蒸发，毛细孔内水面后退，使水面的曲率变大[3]。在表面张力的作用下，水的内部压力比外部压力小，使毛细孔中产生负压。这种负压使水泥石产生收缩力，从而使混凝土产生了收缩，这种收缩受到阻碍或者约束则混凝土可能产生裂缝。
1.3水泥水化热
高层建筑混凝土浇筑后由于水分散失及一些化学变化，还会引起体积收缩，从而引起收缩应力，它与温度应力共同作用，加剧了高层建筑混凝土的裂缝。高层建筑混凝土由于散发的热量聚集在结构物内部不易散失，因而会导致混凝土内部温度有较大的上升[4]。随着龄期的增长，高层建筑混凝土弹性模量的增高，对高层建筑混凝土内部降温收缩的约束也愈来愈大，以至产生了很大的拉应力。当混凝土抗拉强度不足以抵抗这种拉应力时，便开始出现温度裂缝，水泥水化热是高层建筑混凝土温度裂缝出现的主要因素。
2.高层建筑混凝土裂缝的预防
2.1加强混凝土的温度控制
高层建筑混凝土施工温度控制有以下几方面：原材料的预冷却，浇筑时的温度控制，浇筑层的厚度与浇筑方法，采取的养护手段、后期保护等，其中以混凝土的养护方法起主要作用。温度控制措施不但要有温度控制的要求，还应计算出混凝土的温度应力，只有采取温度控制和温度应力控制配合的方法才能最大限度的避免高层建筑混凝土的裂缝[5]。高层建筑混凝土施工浇筑中，合理选择浇筑时间及合理安排施工工序，控制混凝土浇筑面在浇筑过程中均匀上升，避免混凝土堆积高差过大。高层建筑混凝土中所含水分完全可以满足水泥水化的要求而有余，但由于蒸发等原因常引起水分损失，从而推迟或防碍水泥的水化，表面混凝土最容易而且直接受到这种不利影响。高层建筑混凝土浇筑后的最初几天是养护的关键时期，在施工中应切实重视起来。
2.2改善混凝土的约束条件
混凝土受到的内外约束是产生裂缝的主要因素。解决的办法是加强温度保护，降温速率和保证湿度。采取分层或分块浇筑混凝土，合理设计水平或垂直施工缝，或在适当的位置设置施工后浇带，以放松约束程度，并减少每次浇筑长度的蓄热量，以防止水化热的积聚，减少温度应力。在高层建筑混凝土内设置的配置钢筋应采用小直径、小间距。按全截面对称配筋是最合理的，这样可大大提高抵抗贯穿性裂缝的能力。对于高层建筑的混凝土结构，构造筋对控制贯穿性裂缝作用不太明显，但沿混高层建筑凝土表面配置钢筋，可提高面层抗表面降温的影响和干缩。
2.3合理选用混凝土材料
2.3.1水泥的选用
一般选用中热或低热和凝结时间长的水泥品种，减少水泥在水化反应中产生的水化热，这是控制高层建筑混凝土温升的最根本方法。水泥释放热量的多少及速度取决于其矿物成分的不同[6]。在高层建筑混凝土施工中应尽量使用矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥。当高强度等级的混凝土，必须采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥时，应采取相应措施延缓水化热的释放。
2.3.2骨料的选用
骨料一般应选用结构致密，并且有足够强度的优良骨料，正确选用沙石料对保证混凝土质、量节约水泥用量、降低水化热、降低成本都是非常重要的。颗粒间的空隙，有很小的石子来填充，可使其空隙率降低，密实性增加，节约水泥，但间断级配加工困难，施工时若无强力振动或采用低流动混凝土时，容易使高层建筑混凝土施工中产生离析现象。
2.3.3外加料的选用
在混凝土中，如采用各种外加剂外掺料，以减少水泥的用量，从而降低混凝土的温升，是一种有效的方法。且高层建筑混凝土施工工程量大、施工要求高、施工工期紧，大部分工程都采用泵送混凝土，为满足泵送高层建筑混凝土泵送性能，改善高层建筑使用的混凝土的性能，也必须掺加适量的外加料。在高层建筑混凝土中采用缓凝型减水剂，主要目的在于延缓水泥水化放热速度，推迟热峰出现时间，降低最高温峰值并减少总的发热量以减少混凝土因温度而引起裂缝。同时延缓了混凝土的凝结时间，有利于泵送施工，有利于在浇筑和捣实混凝土是不致形成施工冷接缝。
3.结论
高层建筑混凝土裂缝是困扰建筑业多年的质量通病，混凝土结构由于外荷载引起裂缝的可能性较小，而由水泥水化过程中释放的水化热引起的温度变化和混凝土收缩产生的温度应力是产生裂缝的主要原因，是在高层建筑混凝土结构施工中要解决的重要问题。除此以外，文章还探讨了物料的选择对于高层建筑混凝土裂缝的影响，并相应的提出了预防对策，以期能够对于相关施工人员提供参考。
【参考文献】
［１］张潞斌.大体积混凝土裂缝产生原因及防治措施[J].山西建筑,2008,34(8):164．
［２］韦祝.浅谈混凝土的施工温度与裂缝[J].中国高新技术企业,2009,(15):13．
［３］拉毛措．浅谈桥梁大体积混凝土裂缝施工控制方法[J].华章,2008,(8):149．
［４］武文娟.混凝土温度裂缝分析与防治[J]管理观察,2009,(14):12．
［５］程宝莲.大体积混凝土裂缝的成因与防治[J].科技信息,2008,(1):143．
［６］邵彩军．浅谈大体积混凝土温度裂缝控制措施[J].山西建筑,2008,34(1):150．