摘要:高层建筑作为现代建筑的主要建筑。混凝土是高层建筑的主要结构形式，对整个建筑工程的质量、使用寿命和安全有着重要的影响。由于混凝土本身是脆性材料，因此在建筑房屋结构后容易出现裂缝问题，这会影响建筑物的正常使用。本文主要分析了高层建筑混凝土裂缝产生的原因，并提出了相应的预防措施，以减少这些问题的发生，提高工程质量。
关键词:高层建筑；混凝土；裂缝；原因
由于目前城市建设用地面积紧张以及成本昂贵的原因，高层建筑与其它建筑相比所占额比例逐年增加。同时，在高层建筑中，建筑物产生裂缝的情况也较低层建筑物更为突出。并且这种问题发生的频率较高且不容易解决，也成为了人们关注的焦点。因为混凝土的原料丰富易得、使用工艺简单、抗压强度高、耐久性好等优势，已成为建筑工程中常用的材料之一，但是由于高层建筑物施工难度较高，使得混凝土经常出现裂缝问题。一旦建筑物产生裂缝问题，不仅会降低其承载能力还会降低使用周期。
1高层建筑混凝土产生裂缝的原因分析
1.1大体积的基础混凝土裂缝产生原因
大面积地基混凝土主要指高层建筑中的地基底板，这些地基底板是高层建筑的主要应力结构。对其整体性要求较高，通常在建筑过程中是一次成型的。而其产生的裂缝主要原因与浇注过程中的温度变化有关。这种大面积的混凝土在浇筑之后，水泥水化热量大，在混凝土的中温度较高，而在浇筑完成处于降温阶段时，混凝土块体快速收缩，形成了更大的温度应力。当温度应力比混凝土的阻力大的时候，就会产生裂缝。引导扩大形成引导，通过整个混凝土部分。混凝土的内部热主要来自水化过程中的水化热。它会使内部温度上升并在混凝土内积聚。内外温差过大，温度应力随机产生。当混凝土自身的抗拉强度小于该应力时，该结构产生裂缝。通常认为混凝土内部和外部之间的温差在浇注后在3天-5天中发生。
1.2地下室混凝土墙裂缝的原因
近年来，为了减少高层建筑中地下室底板和侧墙混凝土的裂缝，通常使用收缩混凝土。由于地下室底板的垫层对底板的结合力非常小，因此混凝土的收缩变形相对较小。基底侧壁和底板刚刚连接，底板的侧壁具有很强的约束力，因此侧壁混凝土的收缩受到很大限制。因此，侧墙混凝土的受限膨胀率应大于底板混凝土的受限膨胀率。然而，在施工过程的实际操作中，两者的膨胀率几乎接近，使得墙壁容易裂缝。另外，由于外壁较长，厚度较小，地下室暴露面积较大，当外部温度变化较大时，温度应力也会导致侧壁破裂。
1.3现浇混凝土板产生裂缝的原因
楼板钢筋负弯矩肋45°左右的现浇混凝土板和角肋的末端和外侧容易出现斜裂。造成这种裂缝的原因是混凝土的水灰比太大。或者在浇注过程中使用了过量的粉砂，使得形成的混凝土板容易常出现干缩裂缝。如果这种施工发生在夏天，混凝土很容易失水。在硬化过程中，由于先前的失水，会产生温度应力使板破裂。此外，如果在施工过程中，没有按照施工要求提前设置预留伸缩缝，这样在混凝土结构体型突变的位置也容易形成裂缝。而如果楼板较薄，预埋的套管又比较粗，加之混凝土保护层不够，混凝土板也容易产生裂缝。
1.4设计方面的原因
混凝土裂缝的原因有很多。（1）在结构设计中，钢筋较小，造成表面裂缝；(2)不充分考虑混凝土的收缩变形；(3)施加不正确的预应力使部分裂开；(4)在上部结构设计中为了节省截面设计的使用，应力集中会导致构件裂缝。
1.5混凝土材料裂缝的原因
(1)由于多种原因使混凝土工程未能达到标准，混凝土强度未达设计的匹配率，最终会导致混凝土本身的强度降低和构造的安全性能降低。(2)对混凝土的控制不充分。由于我国加大对混凝土源头材料的质量控制，致使近年来混凝土所需材料得以控制，原材料质量差异较大是导致混凝土保水性、粘聚性、流动性不合格的主要原因。混凝土的质量下降，对施工问题带来很大的影响。（3）混凝土结合不好，强度下降，导致混凝土凝固裂开。
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1.6混凝土建造与维修
(1)混凝土搅拌时间不符合标准，材料的比例不符合设计要求，容易发生裂缝；(2)维护时间不够，造成结构性裂缝；（3）结构气泡难以排放，从而降低紧凑性，造成裂缝；（4）混凝土浇注时间和高度不到位；造成隔离，形成裂缝；（5）模板有缺陷，将在成型过程中表面和浆料泄漏，变形和位移等问题，导致裂缝。（6）为了满足时限的技术要求，减少导致裂缝的部件的保护支撑。
1.7干燥收缩和冷却的原因
混凝土混合水（结合水和游离水）在硬化混凝土中以不同形式存在。保证施工过程需要足够的自由水。在干燥的环境中，大孔的水分蒸发和毛孔中的厚管一般不会引起混凝土的收缩，但空水蒸发逐渐导致内部压形成一个力区，变形收缩；吸附的水、细胞间的水、吸附分子层的水逐一蒸发，混凝土就会更鲜明地收缩。混凝土的温度差越大，收缩变形越大。
1.8混凝土中的腐蚀
钢筋混凝土的钢筋混凝土腐蚀后膨胀，钢材周边的混凝土受到应力、裂缝而膨胀，与钢铁平行地纵向分布。钢筋腐蚀的主要原因:(1)钢筋混凝土保护层厚度小,密度差,孔隙大,物质腐蚀;(2)混凝土碳酸化混凝土氧化，导致钝化膜受损并生锈。
2高层建筑混凝土裂缝的预防措施
在混凝土方案进行设计时，应少用水泥或者多采用低热水泥，从而降低水泥的水热化。此外，在混凝土中加入一定程度的粉煤，能一边降低水化热一边提高混凝土的紧凑性和耐冲性。在混凝土硬化阶段加入混凝剂，这样可以有效降低浇注的速度，便于混凝土散热。在建筑设计时，对于混凝土容易产生裂缝或者混凝土的薄弱部位加入构造筋，减小其裂缝的概率。并设置合理的伸缩缝，采取一定的补偿收缩混凝土技术。在浇注时应合理控制混凝土的温度，尽可能选在夜间进行，同时选用热硅酸盐水泥等尽可能减小温差，减小凝固时产生的温度应力。做好钢筋防锈蚀的工作，增加钢筋保护层的厚度，并提前对钢筋进行电化学保护等措施，减少裂缝的产生。对于受力较大的混凝土构件，还需要加入一定量的纤维来加强混凝土的韧性，如钢纤维、碳纤维等，来控制混凝土的裂缝。
3高层建筑混凝土产生裂缝后的处理措施
因为泥浆不容易浇注，可以采用表面处理法及时对裂缝进行修补工作，这种方法适用于大面积的防渗堵漏工作。而对于可以进行灌浆的裂缝，可以采用灌浆法，通过相关的压进装置，可将挤压浆液注入裂纹，达到堵塞的目的。对于严重损坏的混凝土，可以采用混凝土替代法，用新的混凝土材料代替产生裂缝的混凝土。混凝土构件产生的裂缝较大，影响其正常承载能力的，应采用增加截面加固、钢筋加固、预应力加固和粘接纤维加固复合加固等加固方法。
4结束语
本文主要介绍了高层建筑混凝土产生裂缝的原因，预防措施和产生裂缝后的治理措施，在高层建筑物中产生裂缝是不可避免的，在施工过程中采用合理有效的技术限制裂缝的发生，尽可能提高施工质量。如果发生裂缝的情况，应及时进行处理，防止裂缝进一步的扩展，对建筑物造成更大的危害。
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论文作者:吕玉龙
论文发表刊物:《建筑实践》2019年38卷10期
论文发表时间:2019/9/20
标签：混凝土论文; 裂缝论文; 高层建筑论文; 应力论文; 原因论文; 底板论文; 温度论文; 《建筑实践》2019年38卷10期论文;