宋海龍

【摘 要】高層建筑工程施工與混凝土施工密不可分，混凝土施工不規(guī)范，或者是受到外界環(huán)境等因素的影響，會(huì)致使混凝土產(chǎn)生裂縫，倘若不及時(shí)妥善處理，當(dāng)裂縫發(fā)展到一定程度之后，混凝土內(nèi)部的鋼筋就會(huì)處于裸露的狀態(tài)，引起銹蝕情況，繼而影響到整個(gè)高層建筑工程的安全性、耐久性。本文從以下幾個(gè)方面圍繞著高層建筑混凝土裂縫的成因與治理展開(kāi)論述。

【關(guān)鍵詞】高層建筑；混凝土；裂縫；成因

1高層建筑混凝土產(chǎn)生裂縫的原因

1.1混凝土材料的原因

混凝土是一種由砂、石、水泥、水及其他外加劑、礦物摻和料混合而形成的非均質(zhì)脆性材料，因?yàn)樵诮ㄖ胁牧掀饹Q定性的作用，對(duì)材料有兩方面的嚴(yán)格要求：一是材料的質(zhì)量，如在混凝土結(jié)構(gòu)中，應(yīng)選用水化熱較低的水泥作為主要的施工材料，這樣能夠降低由于水泥水化熱引起的溫度裂縫；砂、石的粗細(xì)程度會(huì)影響混凝土的強(qiáng)度；外加劑和摻合料會(huì)影響混凝土的硬化速度；二是為了提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，會(huì)將水泥、砂子、石子和鋼筋一起混合，然而水泥的用量和鋼筋配置的多少也會(huì)對(duì)裂縫產(chǎn)生一定的影響。因此，在配置混凝土?xí)r，所有材料的用量并不是越多越好，要有專業(yè)人員進(jìn)行計(jì)算、配比，否則會(huì)引起很多問(wèn)題，要根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)情況，考慮所有因素，計(jì)算出各種材料最合適的配合比。

1.2混凝土的設(shè)計(jì)原因

第一，工程師設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)不規(guī)范。工程師在設(shè)計(jì)時(shí)由于工作疏忽，將錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)計(jì)算到載荷中，或者忘記計(jì)算一些位置的載荷，導(dǎo)致這些部位的載荷要求達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)。另外，工程師因?yàn)闆](méi)有足夠的現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，在進(jìn)行工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，沒(méi)有考慮到現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境及溫濕度對(duì)混凝土的實(shí)際影響，最終都會(huì)導(dǎo)致混凝土裂縫的產(chǎn)生。第二，配合比設(shè)計(jì)不合理。工程師在配合比設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)于水泥、石子和沙等規(guī)格、型號(hào)、選擇不正確，就會(huì)產(chǎn)生混凝土在攪拌完成后保水能力過(guò)大的問(wèn)題，大大增加了混凝土的收縮能力，最終造成混凝土裂縫的產(chǎn)生。第三，結(jié)構(gòu)頂部設(shè)計(jì)不規(guī)范。以建筑設(shè)計(jì)為例，建筑頂部設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)遵循結(jié)構(gòu)力學(xué)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，為了達(dá)到美觀的效果，將建筑物頂部設(shè)計(jì)成懸挑、長(zhǎng)短柱、異形等結(jié)構(gòu)造型，違背了結(jié)構(gòu)力學(xué)的設(shè)計(jì)原則，導(dǎo)致混凝土裂縫的產(chǎn)生。

1.3溫度裂縫

當(dāng)外界環(huán)境的溫度變化過(guò)大時(shí)，具有較大體積的混凝土就會(huì)產(chǎn)生裂縫問(wèn)題。此時(shí)混凝土內(nèi)部產(chǎn)生裂縫的原因是其內(nèi)部各種材料在攪拌、振搗、凝結(jié)的過(guò)程中，外界環(huán)境的溫度與混凝土的溫度逐漸形成了較為緊密的聯(lián)系。換成另外一種說(shuō)法就是，當(dāng)外界環(huán)境的溫度迅速升高時(shí)，混凝土的溫度也會(huì)有著較大幅度的升高，這時(shí)由于內(nèi)部混凝土硬化產(chǎn)生大量的熱，與混凝土外部環(huán)境溫差較小，裂縫產(chǎn)生的原因主要是由于外部環(huán)境的高溫導(dǎo)致混凝土拌合物中的水分、空氣快速逸出導(dǎo)致。當(dāng)外界溫度迅速降低時(shí)，由于內(nèi)部混凝土硬化產(chǎn)生大量的熱，與混凝土外部環(huán)境溫差較大，裂縫產(chǎn)生的原因主要是內(nèi)部混凝土受熱膨脹、外部混凝土遇冷收縮導(dǎo)致，這時(shí)混凝土內(nèi)部就會(huì)出現(xiàn)溫度應(yīng)力，導(dǎo)致混凝土?xí)霈F(xiàn)裂縫。除此以外，外界環(huán)境的濕度也會(huì)對(duì)混凝土的干縮產(chǎn)生影響，從而導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫。

1.4塑性收縮裂縫

混凝土自縮程度是導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫的主要原因之一，而配合比及原材料選擇的合不合理又直接關(guān)系到混凝土自縮的程度。配合比不合理或未按合理的配合比拌制混凝土，均會(huì)對(duì)混凝土的自縮程度造成影響，從而導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生，例如當(dāng)混凝土水泥用量和用水量越高，混凝土的自縮程度就越大，裂縫也就越容易產(chǎn)生。原材料不一樣，混凝土的自縮程度也不一樣，例如：鋁酸鹽水泥和早強(qiáng)水泥的自縮值較大，而中熱、低熱水泥的自縮值較小，礦渣水泥后期的自縮值較大。水泥的細(xì)度對(duì)自縮值也有影響，較細(xì)的水泥在早期表現(xiàn)出較大的自縮速度。

2高層建筑混凝土裂縫的治理措施

2.1優(yōu)選原材料

第一，水泥。選用低水化熱的水泥，不宜選用硅酸鹽水泥。如，選用粉煤灰水泥、火山灰水泥、礦渣水泥、復(fù)合水泥等。在混凝土施工中，將冷卻水管埋設(shè)到混凝土內(nèi)部，用于降低大體積混凝土內(nèi)部溫度。第二，粉煤灰。選用質(zhì)量合格的粉煤灰摻入水泥中，利用粉煤灰水化熱比水泥低的特性，減少混凝土硬化時(shí)內(nèi)部溫升。同時(shí)，粉煤灰還具備減水性，可在保證混凝土性能不變的前提下減少單位用水量，進(jìn)而減小混凝土單位體積的收縮量，可以有效的減少收縮裂縫的產(chǎn)生。第三，減少粗骨料的比表面積。選用較大粒徑的骨料，如中粗砂中，通過(guò)摻入適量的粗骨料，可以減少水泥和水的用量。當(dāng)粗骨料運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)之后，要在現(xiàn)場(chǎng)搭設(shè)遮陽(yáng)棚，避免粗骨料受太陽(yáng)直射產(chǎn)生過(guò)高溫度。在攪拌之前，應(yīng)用冷水沖洗骨料，降低骨料自身溫度。第四，外加劑。選用性能良好的減水劑摻入到混凝土中，減少混凝土中的水泥和水的用量，避免混凝土收縮裂縫的產(chǎn)生。

2.2合理規(guī)劃建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

工程師在進(jìn)行設(shè)計(jì)工作時(shí)，要對(duì)建造過(guò)程中產(chǎn)生的應(yīng)力問(wèn)題進(jìn)行模擬分析和研究，嚴(yán)格管控符合標(biāo)準(zhǔn)要求的小面積混凝土裂縫。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理規(guī)范，并分析每個(gè)部件的受力情況，有助于提升建筑結(jié)構(gòu)的總體剛度和安全性能。在設(shè)計(jì)跨度較大的建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，必要的時(shí)候可以采用沉降縫的設(shè)計(jì)。同時(shí)，建筑結(jié)構(gòu)不易復(fù)雜，應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持簡(jiǎn)單性原則，也要考慮到對(duì)相鄰建筑物產(chǎn)生的影響。為了保證混凝土建筑高品質(zhì)，工程師在設(shè)計(jì)時(shí)需要綜合考慮到許多因素，例如現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)特征、環(huán)境條件及溫濕度條件等，才能有效避免混凝土裂縫的產(chǎn)生。

2.3溫度裂縫處理措施

為了避免溫度應(yīng)力引起的裂縫，可以采用溫度控制和優(yōu)化約束的方法對(duì)其進(jìn)行處理?？刂茰囟鹊姆椒ㄓ幸韵聨c(diǎn)：首先，優(yōu)化骨料的分類，減少混凝土中水泥的用量，例如選擇干貧混凝土，添加混合材料，如添加增塑劑或空氣滯留劑；其次，控制澆注混凝土?xí)r的溫度驟降，攪拌過(guò)程中不得隨意加水，混凝土一般不采用礫石；在夏季由于高溫，澆注混凝土?xí)r應(yīng)降低澆注層的厚度，以利于混凝土表面熱量的快速散失，同時(shí)還可以在混凝土中采用冷卻水管冷卻；在冬季，由于溫度很低，混凝土表面必須采取隔熱保溫措施：采用科學(xué)劃分、流水施工和分層分塊的方式進(jìn)行澆筑，主要目的是為了防止混凝土內(nèi)外產(chǎn)生較大的溫差；在澆筑完成后，要嚴(yán)格按照養(yǎng)護(hù)條件對(duì)其進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

2.4降低荷載

在進(jìn)行混凝土施工的過(guò)程中，荷載也是產(chǎn)生裂縫的一個(gè)重要原因。在實(shí)際的施工過(guò)程中，施工技術(shù)人員和設(shè)計(jì)、監(jiān)理人員一定要注意控制荷載，注意避免由結(jié)構(gòu)應(yīng)力所引起的裂縫。除此之外，為了減少建筑工程中內(nèi)部出現(xiàn)混凝土的裂縫，首先就要做到篩查裂縫可能出現(xiàn)的部位以及裂縫的基本形式，判斷有沒(méi)有可能受到其他外界因素的影響等；其次注意混凝土澆注過(guò)程中骨料位置，由于骨料也十分容易下沉，有可能會(huì)造成沉陷裂縫和塑性裂縫。為了避免在其他施工工序作業(yè)期間對(duì)沒(méi)有完全凝結(jié)的混凝土造成沖擊或震動(dòng)，可以控制好時(shí)間在混凝土初凝或終凝前的這段時(shí)間進(jìn)行第二次抹壓處理，對(duì)控制裂縫產(chǎn)生具有比較好的效果。通常狀況下，在混凝土施工完工一天之后就可以進(jìn)行分批次的輕卸、輕放或者是分散的放置材料，也可以在新澆筑的混凝土的表面鋪設(shè)一些舊的木模板，從而降低混凝土自身需要承擔(dān)的荷載，并最終減小樓板出現(xiàn)裂縫的可能性。

3結(jié)束語(yǔ)

為了解決高層建筑工程混凝土裂縫多的問(wèn)題，切實(shí)提高建筑工程的施工質(zhì)量，需要仔細(xì)對(duì)可能影響工程質(zhì)量、容易出現(xiàn)裂縫的因素進(jìn)行分析。通過(guò)加強(qiáng)設(shè)計(jì)與施工等方面合作的強(qiáng)度，讓設(shè)計(jì)緊緊地抓住影響施工質(zhì)量的因素，并且列入設(shè)計(jì)考慮范圍。通過(guò)對(duì)影響因素科學(xué)、合理的分析，制定出能夠有效減少裂縫的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，施工現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)格落實(shí)針對(duì)混凝土裂縫的各項(xiàng)防治措施方案，進(jìn)而提高建筑物整體的安全性、耐久性。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉雪，郭遠(yuǎn)臣，王雪，宋安祥，張煜婕.混凝土裂縫成因研究進(jìn)展[J].硅酸鹽通報(bào)，2018，3707：2173-2178.

[2]石寶存，張士萍，孫茜，榮飛亞，彭振康，魏凱，蔣沅峰.混凝土裂縫自愈合的研究現(xiàn)狀及發(fā)展[J].江蘇建材，2018，05：50-52.

[3]鄭世杰，郭樹勛，楊銳.混凝土裂縫問(wèn)題的研究及防治措施[J].施工技術(shù)，2018，47S1：1762-1765.

（作者單位：煙臺(tái)萬(wàn)華節(jié)能工程科技有限公司）