高层建筑转换层结构混凝土裂缝成因分析

【摘要】随着经济的高速发展，基础设施的不断建设，民用住宅的结构类型不断的深化，高层建筑不断涌起，那么带来高层建筑混凝土结构转换层产生裂缝的现象的频率上升，其原因可能会因为混凝土的温度应力出现温差裂缝，也可能因为混凝土的化学收缩、干燥收缩和碳化收缩而出现收缩裂缝，还可能因为徐变而引起高层建筑转换层构件裂缝。对高层建筑转换层结构混凝土的裂缝的原因进行了分析，以及对高层建筑转换层结构混凝土的裂缝的控制措施有所启迪。

【关键词】高层建筑；转换层；混凝土；裂缝；原因

随着经济的快速发展，高层建筑也逐渐融入人们的工作和生活之中，高层建筑的结构形式也朝着大型化和复杂化的趋势发展。根据功能及结构的需要，绝大多数高层建筑都设有转换层，而对高层建筑转换层大体积混凝土结构，建中施工的重点是控制施工阶段其裂缝的产生。在这样的背景环境下，本文对分析了裂缝产生的原因，以期对建筑施工中的裂缝控制措施有所启迪。

1、混凝土的温度应力与温差裂缝

钢筋混凝土结构会因为发生温度变形而产生温度应力，即它会随着温度变化会产生热胀冷缩变形，当此变形受到约束时，在混凝土内部即会产生应力，我们把这种应力称之为温度应力。温差裂缝指的是当温度应力超过混凝土的抗拉强度，混凝土所出现的裂缝。

1.1 温度应力与温差裂缝的关系

温度应力是引起混凝土裂缝的主要原因之一，其大小与混凝土的结构形式、施工当地的气候条件、所用的材料特性及施工过程及其运行条件等多种因素密切相关，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。当混凝土结构由于温度应力是引起裂缝时，就会引起渗漏水，进而影响到混凝土结构整体性和耐久性。高层建筑转换层结构在建筑中起着非常重要的作用，特别是在施工中对设计规定的温度控制措施不够的情况下，往往会出现大量的裂缝，这些温度裂缝会威胁到整个结构的安全。有时甚至会出现几种不同温差作用的叠加，严重的可能造成结构截面全部断裂。通过对温度应力的分析，可以查明可能引起裂缝的不同的温度状况，还能够综合实际工程经验、混凝土的抗裂能力及分析结果，对温度控制、裂缝防止提出相应的措施。

1.1.1 高层建筑转换层混凝土构件温差裂缝的成因

①环境温度剧烈变化，包括年变化和一些突发天气，会使混凝土形成内外温差。通常情况下，在气温变化不大的情况下，龄期 5 天以前的混凝土的暴露表面一般不易开裂，但是如果当日平均气温在两天到四天内连续下降超过 6 度的情况下，未满 28 天龄期的则可能产生裂缝。

在建筑工程中，尤其是现浇的大体积混凝土结构中，因为环境温度剧烈变化而形成内外温差的情况较为多见，如高层建筑转换层结构在其拆模以后，如果突然遇到寒潮等大幅的降温的天气，在短期内产生就会较大的温差，这时候就容易引起较大的温度应力，导致混凝土出现裂缝的现象。

②水泥的水化热，混凝土中的热量来源于原材料和水泥的水化热，水化热是热量的主要来源。所谓水化热，指的是水泥在水化的过程当中，水泥熟料中各种矿物在水化反应中产生一定的热量，这其中大部分热量会在 3 天以内释放出。然而对于那些大体积混凝土，混凝土浇筑以后所产生大量水化热由于其本身的结构断面尺寸较大并不容易散发出来，这时候混凝土内部温度就会急剧的上升，最终到达一个较高的温度。

水泥水化过程中所产生水化热的快慢和多少，与水泥的类型、用量、成份、细度有关。一般来说，水泥细度愈细，则水化热放出愈早；硅酸二钙和铝酸二钙含量较多的水泥会产生较多的水化热；用量越多，水泥水化热越多。

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