高层建筑大体积混凝土的温度裂缝控制相关问题探.doc

1、高层建筑大体积混凝土的温度裂缝控制相关问题探摘要：随着我国经济的迅速发展,工程建设规模也随之迅速扩大,工程结构的形式也日趋大型化、复杂化,这使得大体积混凝土的温度裂缝问题日益突出,已成为一个普遍性的问题。 大体积混凝土的裂缝多产生于混凝土的表面或者形成贯穿裂缝,当裂缝产生后,容易使混凝土结构产生渗漏,使侵蚀性介质容易进入混凝土内部,造成钢筋锈蚀,混凝土腐蚀、碳化,损坏混凝土的表面,使混凝土的强度降低,进而影响混凝土的耐久性。为此,大体积混凝土在施工中必须考虑裂缝控制。文章从材料方面和施工方面对该工程的大体积混凝土筏板基础进行严格的说明,为今后大体积混凝土工程的施工提供了方便,也为进一步的研究提

2、供了参考依据。 关键词： 大体积混凝土；温度裂缝；控制；筏板基础 中图分类号：TU37 文献标识码：A 一、概述 作为高层建筑或者是超高层建筑的基础，不论是采用筏型基础，箱型基础，还是桩式复合基础，都有较厚的钢筋混凝土底板，属于大体积混凝土结构。这种大体积混凝土结构表面系数小，混凝土强度等级高，单位体积水泥用量大，整体性要求高，其施工技术和施工组织都比一般混凝土结构复杂。由于大体积混凝土结构的截面尺寸较大，所以由外荷栽引起裂缝的可能性很小，但是水泥在水化反应的过程中释放出来的水化热所产生的温度变化和混凝土收缩的共同作用，会产生较大的温度应力和收缩应力，这个已经成为大体积混凝土结构出现裂缝的主要

3、原因。这些裂缝往往给工程带来不同程度的危害，如何控制温度应力和温度变形裂缝的开展，一直是大体积混凝土施工中的一个重要问题。解决大体积混凝土基础施工问题。主要就是要防治温度裂缝的产生或者把裂缝控制在某个界限之内。 大体积混凝土温度裂缝产生的因素 （一）水泥水化反应的影响 大体积混凝土基础浇筑后，水泥的水化热很大，聚集在内部的水化热不容易散发，混凝土的内部温度将明显的升高，但是混凝土表面散热又比较的快，这样就形成较大的内外温差，使得混凝土内部产生了压应力，表面产生拉应力，由于此时的混凝土抗拉强度很低。就会在其表面产生裂缝。 （二）内外约束条件的影响 高层建筑基础大体积混凝土承受的温差和收缩主要是均

4、匀温差和均匀收缩，所以外部约束应力占据主要地位，但是一旦大体积混凝土基础与地基浇筑在一起，当温度变化时受到下部地基的限制，因为产生外部的约束应力。混凝土在早起温度上升的时候，产生的膨胀变形受到约束面的约束而产生压应力，此时混凝土的弹性模量很小，应力松弛大，混凝土与基层连接不太牢固，因而压应力较小。但当温度下降时，则产生较大的拉应力，若超过混凝土的抗拉强度，混凝土将会出现垂直裂缝。 （三）外界气温的变化 大体积混凝土结构在施工期间，外界气温的变化对大体积混凝土开裂有着重大的影响。混凝土的内部温度是浇筑温度。水泥水化热的绝热升温和结构的散热温度等各种温度的叠加。浇筑温度与外界温度有着直接关系，外界

5、气温越高，混凝土的浇筑温度也就越高，如果外界温度下降，会增加混凝土的温度梯度，特别是气温骤降，会大大增加外层混凝土与内部混凝土的温度梯度，因而会造成过大温差和温度应力，使得大体积混凝土出现裂缝。在一些大体积混凝的裂缝中，有不少都与温度骤降有关。 （四）混凝土收缩变形造成的影响 混凝土在硬化之前处于塑性状态，如果上部混凝土均匀沉降受到影响，如果遇到钢筋或者大的混凝土骨料，就容易形成一些不规则的混凝土塑性收缩性的裂缝，混凝土在水泥水化过程中通常会产生一定的收缩变形，自由水蒸发完后随着混凝土的不断干燥而使得吸附水逸出事，就会出现干缩收缩变形。 对于温度裂缝的防治与修补措施 （一）设计方面的防治措施

6、在构造设计方面进行合理的配筋，对于混凝土的抗裂作用非常显著，配置的构造筋应该分布合理，即应该尽可能的采用小直径，小间距，并且沿着表面配制钢筋，可以提高面层抵抗表面降温的影响和干缩。 （二）设置滑动层 基础混凝土浇筑在岩石类地基或者混凝土垫层上的时候，会有很大的外约束而产生温度应力。若在接触面上设置滑动层，则可以大大减弱外约束，对于减少温度应力将起到显著作用。滑动层的作法有：涂刷两道热的沥青并且加铺一层沥青油毡。 （三）需要避免应力过于集中 在变截面部位，转角处等，由于温度变化和混凝土收缩，会产生应力集中，从而导致混凝土出现裂缝。为此，在变截面处要避免断面突变，通过做局部处理使得断面逐渐过渡，同

7、时需要增加一定量的抗裂钢筋，对于防止裂缝产生有很大作用。 （四）合理的进行分段浇筑 当基础大体积混凝土结构的平面尺寸过大，经过计算整体一次浇筑会产生比较大的温度应力，有可能产生温度裂缝时，增设贯穿基础底板的施工后浇带进行分段浇筑，可有效的削减温度收缩应力，后浇带应该设在受力和变形较小的部位，在后浇带处的板，梁钢筋贯通不断，后浇带的间距一般是 20 到 30 米，宽度一般选择 700 到 1000 毫米。后浇带的混凝土强度应该比原来结构提高 5 到 10N/mm2，浇筑时间应该比前期浇筑时间要延后 45d。后浇带的养护时间不少于 15d。 对于原材料的选择 一般性原料的选择主要是针对水泥，细骨料

8、，粗骨料，外加剂和掺合剂，对于各种原料选择好后还需要进行科学的配合比才能使得混凝土的原材料保证质量。 水泥：水泥水化热是大体积混凝土的主要温度因素。因此对于一般的大体积混凝土工程使用的水泥应该选用水化热和凝结时间长的矿渣硅酸盐水泥，以降低混凝土内部的绝热温升，避免或者减少混凝土产生裂缝，而对于高层建筑大体积的混凝土基础，大多埋置比较深，且均有抗渗性能的要求，因此工程中大多采用中低热普通硅酸盐水泥。 细骨料：大体积混凝土中用的细骨料，采用优质的级配良好的中砂粗砂为佳，细度模数在 2.6 到 2.9 之间。这样就降低了混凝土的温升和减少了混凝土的收缩。注意砂的含泥量需要小于百分之三。 粗骨料：根据

9、施工的条件，尽量采用 5 到 40 毫米的碎石或者卵石。当混凝土用泵输送时，最大粒径与输送泵的内径比值应该小于 1：3.粗骨料粒径增大后，会影响混凝土的质量。因此进行混凝土配合比设计时必须进行优化级配。 外加料：高层建筑基础大体积混凝土施工中掺入的外加剂主要有缓凝剂，减水剂和微膨剂等等，缓凝剂能够降低水化热和推迟温度峰值出现的时间，有利于减少混凝土内外温差引起的开裂；有利于夏季施工和连续浇筑的混凝土，防止出现混凝土施工缝。 五、结语 高层建筑大体积混凝土基础的条件比较复杂，施工情况各异，因此控制温度变形裂缝不是单纯的结构理论问题，而是牵扯涉及结构计算，结构设计，材料组成等多个学科的综合性问题。因此，应该从结构设计，原材料的选择，施工技术等多个方面进行考虑，并且采取一系列科学的综合性措施，才能够有效地控制或者克服大体积混凝土的温度裂缝。 参考文献： 1 夏礼明,艾志勇,天然岩石地基上的超高层建筑基础底板防裂措施J.建筑技术，2007(01). 2江昔平,王杜良,段述信等.大体积混凝土优化时应注意的一些关键问题J.混凝土,2008,36(6):749-753. 3张彦秋，李乃千.浅谈沥青混合料配合比设计注意事项J.黑龙江交通科技,2009(02 期).