一、高層建筑大體積混凝土常見裂縫及控制原理
高層建筑由于基礎(chǔ)混凝土體積大,混凝土收縮受到限制便有可能產(chǎn)生影響使用與耐久性的有害裂縫,即貫穿性裂縫(外約束裂縫)或可能發(fā)展的表面裂縫(內(nèi)約束裂縫)。
(一)貫穿性裂縫
這種裂縫特征是由交界面向上延伸,靠近基底最大而在上部較小,嚴(yán)重的會(huì)破壞結(jié)構(gòu)的整體性、耐久性、防水性和穩(wěn)定性等,影響正常使用,危害嚴(yán)重。其產(chǎn)生的原因是溫度應(yīng)力作用的結(jié)果。在混凝土降溫階段,熱量逐漸散發(fā),因溫度逐漸下降使混凝土體積產(chǎn)生收縮,同時(shí),在硬化過程中因多余水份蒸發(fā)及碳化等原因混凝土產(chǎn)生收縮變形,受到地基和結(jié)構(gòu)邊界條件的約束(外約束),不能自由變形,從而產(chǎn)生溫度應(yīng)力(拉應(yīng)力),當(dāng)兩種應(yīng)力疊加超過混凝土的抗拉極限強(qiáng)度時(shí),則在混凝土的底面交界處附近以至混凝土中產(chǎn)生收縮裂縫。
(二)表面裂縫
這種裂縫的產(chǎn)生與混凝土的內(nèi)外溫差有密切的關(guān)系。大體積混凝土結(jié)構(gòu),澆筑后水泥的水化熱很大,由于混凝土體積大,聚積在內(nèi)部的水泥水化熱不易散發(fā),混凝土的內(nèi)部溫度將顯著升高。而混凝土表面則散熱較快,這樣形成較大的內(nèi)外溫差,使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力,表面產(chǎn)生拉應(yīng)力。如果在混凝土表面附近存在較大的溫度梯度,就會(huì)引起較大的表面拉應(yīng)力,此時(shí)混凝土的齡期很短,抗拉強(qiáng)度很低,如果溫差產(chǎn)生的表面拉應(yīng)力,超過此時(shí)的混凝土極限抗拉強(qiáng)度,就會(huì)在混凝土表面產(chǎn)生表面裂縫。這種裂縫一般產(chǎn)生很早,多呈不規(guī)則狀態(tài),深度較淺,屬表面性質(zhì)。表面裂縫易產(chǎn)生應(yīng)力集中,能促使裂縫進(jìn)一步開展。
由上述分析可見,高層建筑大體積混凝土的裂縫控制,不僅要杜絕有害的貫穿性裂縫,同時(shí)也要減少或避免不影響使用的混凝土表面裂縫。
而根據(jù)裂縫產(chǎn)生的原因,我們可采取溫差與溫度應(yīng)力雙控制方法,避免結(jié)構(gòu)物出現(xiàn)溫度裂縫的同時(shí),調(diào)整混凝土表面濕度,以防止表面干縮裂縫。
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