论施工建筑中的混凝土裂缝的控制

　　摘要：高层房屋的施工技术，日新月异的发展。新技术、新方法、新工艺、新材料层出不穷，到底采用哪一种施工技术和施工方法最适于我们公司，这要视工程情况综合分析，才能最后决定的。从目前我国建筑业的科学技术发展情况而混凝土施工质量控制的关键就是如何因地制宜采取有效施工工艺和预防措施控制混凝土温度变形裂缝的发生和开展
　　关键词：建筑结构：混凝土：裂缝
　　1前言
　　在科学技术飞速发展的今天，离层房层象雨后春笋般地拔地而起。象我们吉林市这样一个中等城市，目前已建起T--t一多幢高层房屋。高层房屋的兴建，它既改变了城市面貌，节约了城市建筑用地，又给施工技术增添了新内容，促进了建筑业的高速发展。高层房屋的施工与多层房屋的施工相比，有许多不同之处，有许多特殊性。而混凝土的浇筑方案、混凝土的后期养护、混凝土的温控技术，是高层建筑转换层施工中的关键技术。
　　2高层建筑大体积混凝土基础的特点
　　大体积混凝土具有结构厚、体形大、混凝土用量多、工程条件复杂和施工技术要求高等特点。高层建筑基础工程中的大体积钢筋混凝土施工，一般具有如下特点：
　　a．混凝土强度等级较高，水泥用量大，因而收缩变形大。
　　b．配筋结构、配筋率较大，对避免产生温度裂缝较有利。
　　ｃ．由于几何尺寸不是十分巨大，水化热温升较快，降温散热亦较快。
　　ｄ．地基较弱，地基对钢筋混凝土底部的约束力也较弱。
　　３高层建筑转换层结构
　　一般来说转换层中部支撑在—个强劲的简体上，四周向外悬挑，由此创造底部数层的大空间(层)，使之成为—个大商场、停车场、展览厅或者城市广场的一部分。外部形成大柱网的转换层。—般来说，对于中简结构的建筑而言，其内简结构布置从上到F小需作什么变化，需要进行结构布罱转换的主要是外简。外框筒为了布置大的人口，常常要求在下部楼层布置水平转换构件以在建筑底部扩大柱距、形成大的开间。
　　伺时转换结构形式和结构轴线布置。即上部楼层剪力墙结构通过转换层改变为框架的同时，柱网轴线与上部楼层的轴线错开，形成上F结构不对齐的布置。
　　４转换层的功能
　　从结构型式的转换来说。一般广泛地应用于框一剪结构和剪力墙结构，结构转换层将上部剪力墙转换为下部框架，给下部楼层创造了—个较大的内部空间。柱网、轴线的转换。转换层的上、下部结构型式没有改变，但通过结构转换层，使下层形成大柱网，以满足外框简的下层形成较大的出口和较大空间的需要。结构型式和轴线布置同时转换。上部楼层剪力墙通过结构转换层改变为框架，同时，上下部楼层柱网的轴线错开，形成上、下部结构不对齐的布置。
　　５混凝土结构转换层产生裂缝的原因
　　混凝土的温度应力与温度裂缝。钢筋混凝土结构随着温度变化会产生热胀冷缩变形淇线膨胀系数一般为lxlO~／'：E)。这种变形称为温度变形，当此变形受到约束时，在混凝土内部即会产生应力，称温度应力，当此应力超过混凝土的抗拉强度，混凝土即会出现裂缝，即温差裂缝。温度应力的大小与结构形式、气候条件、施工过程、材料特性及运行条件等多种因素有密切关系。
　　混凝土的收缩。普通混凝土在空气中结硬时，体积会逐渐减小，称为混凝土的收缩，它包括化学收缩、干燥收缩和碳化收缩。化学收缩，也称凝缩、自生收缩，是由十水泥水化失水引起的，化学收缩量相对于干燥收缩量极小。混凝土的干燥收缩指置十未饱和空气中的混凝土因水分散失而引起的体积缩小变形。
　　—般来说干燥收缩占总收缩量比例较大，对早期混凝土而言更是如此，因此，干燥收缩危害较大。徐变引起的高层建筑转换层构件裂缝。新浇筑的混凝土弹性模量很小，徐变较大，升温引起的压应力并不大,-fn~口后温度逐渐降低时，混凝土表面散热较快，温度较低，使截面内外产生非线性的温度差，表面的温度收缩变形受到内约束。由十此时混凝土弹性模量比较大，徐变较小，单位温差产生的应力就比较大，在混凝土表面出现较大的拉
　　应力，常引起裂缝。
　　6混凝土结构裂缝的控制措施
　　（1）对转换层混凝土结构全且成材料及混凝土配比、配制的裂缝控制措施
　　（２）转换层混凝土结构组成材料的裂缝控制措施
　　拌合水：在混凝土组成材料中，拌合水从单位重量上来讲，对混凝土温度的影响最大。因为水的比热容是水泥或骨料比热容的5倍。
　　水泥：虽然水泥只占混凝土拌合物重量的10％一l5％，但经计算，水泥温度每高10~(3，混凝土温度要升高l℃多。除选用水化热较低的水泥外，在混凝土搅拌时也可掺用沸石粉代替部分水泥，降低水泥用量，使水化热相应降低。
　　骨料：在混凝土各组成材料中，骨料占75％左右，因此，骨料的温度对混凝土温度影响也很大。经tI算，骨料升高2℃，混凝土温度便升高l3，所以骨料应堆放在有篷盖的堆场，尽可能保持较低的温度和较稳定的含水量
　　外加剂：化学外加剂在混凝土的所占比例很小，因此它本身的温度对混凝土温度的影响不大，但夕t-~Jn剂有减少拌合水和水泥用量的功能，可以调节拌合水和水泥对混凝土温度的影响及推迟混凝土温升峰值的时间。而矿物外加剂能改善混凝土的和易性和可泵性，也能减小水灰比，或者替代部分水泥用量．从而起到了降低混凝土温度的间接作用。
　　（３）高层建筑转换层混凝土配合比及配制的裂缝控制措施
　　为防止裂缝的出现。高层建筑转换层所用高强混凝土的配制应注意以下—些问题：高强混凝土的配合}匕应通过试配确定。试配除应满足强度、耐久性和易性和凝结时间等需要外，尚应考虑到拌制、运输过程和气温环境情况，以及施工条件的差异和变化。按照《混凝土结构工程施工及验收规范》(GB一50204-92)的规定，混凝土的实际强度对设计强度的保证率应达到95％。因此，试配的强度应大十设计要求的强度。当无可靠的历史统计数据时，根据经验试配强度可按所需设计强度等级乘以1．15系数
　　高强混凝土的水灰比，为降低混凝土的水化热，—般不大于0．35，并随强度等级提高而降低。拌合料的和易性宜通过掺加高效减水剂和混合材料进行调整。在满足和易性的前提下，尽量减少用水量，以降低水化热，防lE结构裂缝的生成。
　　高强混凝土中的砂率，根据大量试验证明，当砂率为0．33时，混凝土强度一般要比砂率为0-4和0．5时高—些。因此，宜控制在0．28-0．34范围为宜，对泵送混凝土可为n35—O37。
　　高强混凝土原材料称量允许偏差，不应超过以下数值
　　水泥：±2％；混合料：±l％；粗细骨料：±3％；水及外加剂：±l％
　　配制高强混凝土，应准确控制用水量，并应仔细测定砂、石中的含水量，用水量中扣除。配料时宜采用自动称量装置，通过砂子含水量自动检测仪器，动调整搅拌用水。拌制高强混凝士应使用强制式搅拌机。搅拌时投料顺序按常规做法，先倒砂子，再倒水泥，然后倒人石子，外加剂的投放方法应通过试验确定。高强混凝土的配合比，应考虑到实际施工时的坍落度损失，事先规定拌料在出料旧寸以及运输到施工现场浇筑时的坍落度。因此，必须有严格的质摄控制和质量保证制度。
　　7转换层混凝土结构浇筑方案裂缝控制措施
　　预冷却拌合水。大体积混凝土的浇注温度越高，水泥水化越快。一般浇筑温度每提高la混凝土内部温度约增加3--5oC。欲冷却混凝土最容易的办法是采用冷却拌合水，但由十水在混凝土中所占热容量的百分比不大。因此还可采用冰来预冷拌合水，再用冰水拌合，或者在混凝土搅拌时掺冰屑，但注意冰在搅拌过程中要完全融化。预埋水管道通冷却水。在混凝土内部预埋水管，通冷却水可降低混凝土内部最高温度。这种方法因具有适用性和灵活性，以及能够控制整个结构内部温度，所以在国内外得到广泛应用。通冷却水—般是在混凝土刚浇注完，甚至正在浇注时就开始进行，以减少初期由十水泥水化热所形成的最高温度。严格保温。大体积混凝土产生温度裂缝的一个重要原因是混凝土中产生了温度梯度，当表面混凝土接近冷却时，表面和内部的温差就会产生温度梯度，从而产生超过混凝土抗拉强度的拉应力，使混凝土开裂。为了使大体积混凝土的内外温差降低，可采用混凝土表面保温的方法，使混凝土内外温差降低。采用分层施工，每层厚300-500mm，连续浇筑，并在前一层混凝土初凝前，将后一层混凝土浇筑完毕。采用叠合梁原理。将转换层结构按叠合构件施工，可缓解大体积混凝土水化热高、温度应力过大对控制裂缝的不利影响。
　　8结语
　　综上所述高层建筑转换层是建筑结构中的重要部位，也是建筑施工中的重点难点。其施工技术牵涉到力学、材料学、结构设计及管理学等多学科交叉应用，是一项复杂的系统工程。