閆玉龍

【摘 要】高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層有可能因為混凝土材料溫度應力表現(xiàn)出溫差裂縫現(xiàn)象，也可能是由于混凝土干燥收縮、化學收縮和碳化收縮而表出現(xiàn)出收縮裂縫，還可能因為緩慢變化而引起高層建筑轉(zhuǎn)換層構(gòu)件裂縫。對于高層建筑轉(zhuǎn)換層不同結(jié)構(gòu)混凝土裂縫原因進行深入分析，對高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)混凝土裂縫現(xiàn)象改進有所啟示。

【關鍵詞】高層建筑；混凝土；轉(zhuǎn)換層；原因；裂縫

0.引言

隨著現(xiàn)代社會與經(jīng)濟飛速發(fā)展變化，高層建筑也已經(jīng)融如到人們生活與工作當中，與此同時高層建筑結(jié)構(gòu)也在逐漸向著復雜化、多樣化、大型化發(fā)展。根據(jù)高層建筑的結(jié)構(gòu)以及功能需求，很多高層建筑均安裝有轉(zhuǎn)換層，但是作為轉(zhuǎn)換層大體積混凝土這樣的結(jié)構(gòu)來說，施工過程中的最重要工作是監(jiān)控施工中產(chǎn)生的裂縫，主要是混凝土溫差裂縫與溫度應力，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)可能會因為溫度變化而引起溫度應力變化，隨著溫度變化混凝土內(nèi)部就會產(chǎn)生溫度應力。當溫度應力超過混凝土抗拉力時，混凝土出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。分析換層混凝裂縫產(chǎn)生原因，并作出相應的防范措施，可以提高高層建筑的工程質(zhì)量。

1.溫差裂縫與溫度應力

混凝土產(chǎn)生裂縫主要因素就是溫度應力與抗拉強度阻力失衡引起的，這與施工氣候條件、混凝土結(jié)構(gòu)組織形式、施工過程、混凝土運行條件、以及材料特性等多種因素有緊密聯(lián)系，當應力大于混凝土抗拉力時，混凝土必然會產(chǎn)生裂縫現(xiàn)象。然而大體積混凝土結(jié)構(gòu)溫度應力過大造成混凝土裂縫時，必然造成水滲漏，因此，換層中的大體積混凝土裂縫將影響混凝土結(jié)構(gòu)使用的耐久性以及整體性。建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)是高程建筑極其重要組成部分，甚至在高層建筑施工過程中對溫度控制措施不足時，會出現(xiàn)很多裂縫，這些裂縫必然直接會影響到整個高層建筑的結(jié)構(gòu)安全性。有時候很可能會出現(xiàn)多種不同溫差重疊現(xiàn)象，這樣造成嚴重后果不說更會導致建筑換層結(jié)構(gòu)體完全破壞乃至斷裂。只有對混凝土溫度應力細致認真的分析獲得可靠數(shù)據(jù)，方可查明裂縫產(chǎn)生的不同溫度變化，還夠綜合實際工程經(jīng)驗、混凝土抗裂能力以及分析結(jié)果，對溫度裂縫做出相對準確的解決處理措施。

2.高層轉(zhuǎn)換層溫差裂縫成因

2.1環(huán)境溫度變化

高層建筑施工場地往往都是露天施工，環(huán)境溫度變化較快，天氣突變以及四季交替，會產(chǎn)生混凝土內(nèi)外溫差較大變化。通常當外界環(huán)境氣溫變化不大，混凝土齡期在5天內(nèi)混凝土暴露表面不容易裂開，但當平均氣溫在兩天之四連續(xù)下降多于6度時，期28天齡期必然會造成混凝土溫差裂縫。在建筑工程施工實際情況下，一些現(xiàn)澆注大體積混凝土結(jié)構(gòu)，環(huán)境溫度在快速變化是導致的混凝土內(nèi)外溫差，在高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)施工過程中，當突遇大幅降溫天氣或者短期內(nèi)產(chǎn)生較大溫差變化時，這容易造成大溫度應力，而引起混凝土出現(xiàn)裂縫。

2.2水泥水化熱

水泥的水化熱就是水泥在水化過程中，水泥熟料中的各種礦物在發(fā)生水化反應時，會釋放出大量熱量?；炷翢崃康膩碓粗饕莵碜杂谒嗪驮牧纤療岬幕瘜W反應，水化熱是混凝土熱量源泉。但是就高層建筑換層結(jié)構(gòu)的大體積混凝土來講，其本身的斷面尺寸很大，這樣會導致混凝土產(chǎn)生大量水化熱更加不易散出來，使得大體積混凝土的內(nèi)部溫度不斷的上升，如果不采取相應的措施最終會達到較高溫度。在水化過程中高層建筑的轉(zhuǎn)換層內(nèi)部所產(chǎn)生水化熱量有多少以及產(chǎn)生的熱量速度快慢，直接與水泥本身的用量、組份、類型以及細度有關。一般情況下水泥細度越是細，則水化熱釋放得就越早；水泥中含有大量鋁酸鈣以及硅酸鈣，在水化過程中會散大量水化熱；水泥用量多，水化熱釋放多。水泥水化直接造成升溫，而自身散熱會造成溫度降低，在溫度升降過程自然產(chǎn)生溫差，勢必會造成混凝土溫度應力，進而產(chǎn)生溫度裂縫。

3.混凝土收縮和收縮裂縫

3.1混凝土收縮

混凝土在空氣中經(jīng)過氧化會結(jié)硬，其體積必然會減小，這就是混凝土收縮過程，主要包含干燥收縮，碳化收縮及化學收縮等三種類型。所謂混凝土干燥收縮 混凝土放置在空氣中因自身水分蒸發(fā)形成自身收縮過程，該收縮量占比較大比例。一方面當混凝土在養(yǎng)護硬化時，如能夠連續(xù)補充足夠的水分，水泥中凝膠體則會吸水養(yǎng)護水使混凝土膨脹；另外當混凝土再次吸收養(yǎng)護水而變濕時，混凝土干燥收縮量就會相應變小些。；所謂的混凝土碳化收縮就是在混凝土由于其中碳酸鈣等化學物質(zhì)沉積以及其他結(jié)晶體溶解所發(fā)生的相應碳化反應，這樣會引起生成水蒸發(fā)進而造成混凝土的體積縮小以及變形。碳化反應從表面慢慢向內(nèi)部擴散，但比較緩慢。與碳化放映速度快慢有關因素有CO2濃度、環(huán)境濕度、透水性及其他因素，所謂的化學收縮就是由于水泥水化反應失水后體積必然會縮小變形，也叫自生收縮或凝縮，化學收縮量極其微小的在干燥收縮面前可以忽略的一個量。在中間濕度時出現(xiàn)碳化收縮程度比較大，這是由于當水泥石孔隙中水分不充足時，CO2就不能形成碳酸；當水泥石縫隙內(nèi)注滿水時，CO2分散到水泥石中就變得很困難?；炷撂蓟瘜饓A性水泥中性化及混凝土材料性能惡化，降低混凝土保護鋼筋避免銹蝕作用。當鋼筋保護層同時被碳化時，那么氧氣水侵到內(nèi)部將會引起鋼筋銹蝕，使加劇混凝土裂縫。

3.2收縮裂縫成因

收縮裂縫產(chǎn)生與冷縮受到限制、原材料收縮量及混凝土振搗、風速冷及混凝土養(yǎng)護等因素有關。

（1）收縮裂縫與養(yǎng)護，當建筑換層的混凝土成型后，水分蒸發(fā)是由表及里逐漸遞進，會引起內(nèi)外干縮量程度不一致現(xiàn)象，混凝土表面收縮受到混凝土內(nèi)部力影響或受其他約束影響而產(chǎn)生大拉力。在混凝土保護不到位時，當水分蒸發(fā)太快時，必然會產(chǎn)生這種情況。而且混凝土凝固初期強度還沒有達到最大時，易出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。

（2）收縮裂縫與原材料及振搗，一方面，如果混凝土應用含泥量比較大粉砂進行配制時，收縮量就會大增，容易產(chǎn)生裂縫現(xiàn)象；另一方面，如果混凝土振搗過度時，混凝土表面會形成較多水泥漿，使混凝土的收縮量大大增加，更容易出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。

（3）收縮裂縫和風速，高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)易受風干影響，有時雖然地區(qū)濕度較大，風速猛烈，會加快混凝土干縮裂縫的產(chǎn)生，不同風速對混凝土收縮影響程度很難確定統(tǒng)一標準，在干縮計算時，仍然沒有可靠系數(shù)作為參考，但就總體來說在高層建筑換層施工過程中，必須做好預防風干作用影響。

（4）收縮裂縫和冷縮，當混凝土熱量散失必然會引起冷縮，當冷縮受到限制時，會造成混凝土裂縫，當混凝土于降溫階段，將會冷縮變形這時混凝土塑性已經(jīng)極小，那么當變形冷縮受到抗拉強度限制，就可能會出現(xiàn)裂縫。收縮裂縫在建筑轉(zhuǎn)換層混凝土施工中比較常見并且是比較嚴重的，所以高層建筑轉(zhuǎn)換層施工建設要尤其注意這樣問題。

4.結(jié)語

高層建筑轉(zhuǎn)換層是建筑結(jié)構(gòu)高層建筑的非常重要組成，它也是高層建筑施工過程中難點、重點。怎樣對高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)混凝中裂縫現(xiàn)象進行控制，保證工程使用壽命安全應用，是一項極其復雜系統(tǒng)化工程。因此，高層建筑轉(zhuǎn)換器建筑施工過程是極為重要。 [科]

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