高層建筑房屋防止混凝土溫度裂縫的施工技術

　　摘要：本文從混凝土溫度裂縫產生的機理以及影響因素進行分析，對高層建筑混凝土溫度裂縫的一些預防措施進行了簡要的介紹，以期能夠與廣大同行一參考意見。

　　關鍵詞：高層建筑、溫度裂縫、混凝土裂縫

　　一、前言

　　在高層建筑中，混凝土溫度裂縫由于涉及到多方面，因此，針對混凝土溫度裂縫的處理是一項較為復雜的問題。其中，引起溫度裂縫的主要原因就是溫差變化，在建筑施工過程中，如果能將在溫度變化時采取必要的保護措施這將很大程度的提高建筑結構的整體受力性能以及耐久性。因此，做好對混凝土溫度裂縫的控制措施非常重要。

　　二、混凝土溫度裂縫產生的原因

　　1、混凝土溫度裂縫產生的機理

　　只有了解了混凝土溫度裂縫產生的機理，才能采取相應的措施，從而從其根源上對其進行有效的防治，也只有這樣才能起到較為明顯的立竿見影的效果，這也就是所謂的“知己知彼，百戰百勝”，由此可見，了解混凝土溫度裂縫產生機理的重要性不容小覷。顧名思義，溫度裂縫肯定是與溫度有著千絲萬縷的關系，事實也是如此，在混凝土澆筑后的硬化過程中,水泥水化產生大量的水化熱，這些汽化熱就是產生溫度裂縫的直接原因，為什么這么說呢?因為由于混凝土的體積較大,大量的水化熱聚積在混凝土內部不易散發,導致內部溫度急劇上升。可是混凝土表面由于能夠接觸到外部流動的空氣，因而散熱相對來說較快,混凝土內外的結構散熱速度不一致，這就導致內部與外部熱脹冷縮的程度不同,使混凝土表面產生一定的拉應力，而當拉應力超過混凝土的抗拉強度極限時,混凝土表面就會產生裂縫。換言之，也就是說混凝土汽化熱造成的其內外結構的溫差是溫度裂縫的直接的原因。而在實際的施工過程中，由于施工的環境更為復雜和不可預料，所以這種溫度裂縫出現的可能性就進一步提高了，尤其是在混凝土施工中后期遇到溫差變化較大或者是混凝土受到寒流的襲擊的情況時,低溫會導致混凝土表面溫度急劇下降并且產生收縮,表面收縮的混凝土與內部熱量還未釋放的混凝土形成了鮮明的對照,將會產生很大的拉應力而出現裂縫,這種裂縫雖然往往只在混凝土表面較淺的范圍內產生，但是其一旦出現就不會是一小部分，常常是在一定的范圍內密集出現。而裂縫一旦出現，不僅會降低混凝土的相關性能參數，引起混凝土的碳化，降低混凝土的抗凍融、抗疲勞和抗滲透的能力，而且由于裂縫為混凝土中的鋼筋接觸氧氣提供了良好的環境，因而會混凝土中鋼筋的銹蝕,二鋼筋都被銹蝕了，也就為相關的建筑埋下了安全隱患。

　　2、混凝土溫度裂縫的影響因素

　　了解了混凝土施工中溫度裂縫產生的機理后，再讓我們了解一下影響混凝土溫度裂縫的相關因素，這樣有助于我們進一步加深對于混凝土溫度裂縫的認識，從而采取有效的措施，對混凝土溫度裂縫進行相關的防治。結合混凝土溫度裂縫的成因我們不難推測，影響其的重要因素就是溫差，溫差越大，在混凝土中產生的張力和拉力也就越大，相關的裂縫也就越多越密集。那么什么因素會影響到溫差呢?通過多年的觀察總結和查閱相關的文獻著作，筆者發現混凝土內部的溫度與混凝土厚度及水泥品種、用量有關。混凝土越厚,水泥用量越大，在澆筑時可能產生的內外的溫差也就越大。而對于大體積混凝土,其形成的溫度應力與其結構尺寸相關，并且總體上呈現一種正相關的趨勢。也就是說，在一定尺寸范圍內,混凝土結構尺寸越大,其外部冷卻的速度越快，其內部散熱的速度越慢，因而其產生的溫差也就越大,所以引起裂縫的危險性也越大,這就是大體積混凝土易產生溫度裂縫的主要原因。

　　三、高層建筑基礎大體積混凝土裂縫控制研究

　　1、控制溫度

　　控制溫度是保證大體積混凝土不出現裂縫的重要措施。對于溫度的控制包括混凝土的配合比、材料的選擇、澆筑時的溫度方法和厚度;對于原材聊得冷卻以及后期所采取的養護手段等等。這幾個因素相互影響，其中尤其以混凝土的后期養護方法最為重要。做好大體積混凝土的養護工作，最主要的方式就是人工來控制溫度，以減少干縮的需要和增長強度，防止由于溫度引起的變形而導致結構裂縫。在進行溫度控制時，一定要嚴格遵守科學的溫度控制措施，采用溫度應力和溫度控制雙重方法，以最大限度地避免混凝土裂縫。

　　2、改善約束條件

　　大體積混凝土產生裂縫的主要因素就是受到了內外兩種約束。對于外部約束來講，減少約束的主要方法就是合理地進行分塊，設置施工縫、伸縮縫和后澆帶，減少可縮小約束范圍，從而減輕約束作用，;同時設置滑動層，在此層面上允許塊體自由變形，避免其開裂。對于內部因素來講，解決約束的主要方法就是加強溫度保護，減少內外溫差、降溫速率以及保證濕度。常用的暖棚法、覆蓋法和蓄水法是最主要的保溫法。

　　3、控制混凝土溫升

　　在降溫階段，大體積混凝土結構受到水分蒸發和降溫等作用的影響，同時存在著外約束等不能自由變形等因素而產生一定的溫度應力。為了控制水泥水化熱導致的升溫，對高層建筑大體積混凝土結構可采用以下措施：首先，優先選用中低熱水泥品種。水泥水化熱是混凝土升溫的熱源，選擇水熱化較低的水泥，例如325#、425#礦渣硅酸鹽水泥;同時在施工中盡量地降低單位水泥用量。在大體積混凝土結構的施工中，425#礦渣硅酸鹽水泥水熱化標準為3天180kJ/kg;普通的425#硅酸鹽水泥相比水化熱量減少28%，為250kJ/kg。

　　4、利用混凝土的后期強度

　　減少高層建筑基礎大體積混凝土裂縫的辦法就是降低溫度應力，控制混凝土升溫。實驗證明，每立方米混凝土用量每增減10kg其溫度升降差值就在1℃。因此，應根據混凝土結構實際的承受荷載量，混凝土設計強度采用f45、f60或f90者替代f28，這樣的施工方式就可以減少水泥用量每立方米達到40～70kg/m3，減少水化熱升溫4～7℃。高層建筑基礎大體積混凝土結構所要承受的荷載，需要很長時間的施加，因此，保證混凝土的強度在28d之后持續增長并且在預定時間內達到或者是超過設計強度就可以了。

　　5、摻加外加劑

　　選擇合適的外加劑，不僅能夠滿足現場對于硅坍落度的要求，還能夠減少水泥用量減小水熱化程度，有效地避免開裂。對水泥顆粒有著一定分散效應的表面活性劑木質素磺酸鈣，其主要成分為陰離子，能夠降低水表面的張力，從而降低加氣作用。在施工過程中，摻入相當于水泥重量0.25%的木鈣減水劑，能夠明顯地改善混凝土和水泥易性，還能夠節約10%左右的水泥，減少10%左右的拌合水，從根本上降低了水泥的水熱化。最新發明的UEA、AEA減低收縮劑，摻入到水泥當中能夠使硅空隙中的水分降低其表面張力，從而減少收縮達40%～60%，起到控制收縮防止裂縫的最終目的。

　　6、摻加粉煤灰外摻料

　　大體積混凝土的強度特征決定著其在高溫條件下強度增長過高過快，而后期強度的增長上則明顯放慢，究其原因就是由于水化作用處在高溫條件下過快，伴隨混凝土齡期的增長，水化作用減慢甚至停止。而外摻料粉煤灰具有“滾珠效應”，能夠起到一定的潤滑作用。粉煤灰的特性是具有一定活性，在一定程度上可以替代部分水泥，發揮其潤滑作用，改善混凝土的粘塑性和可泵性，從而降低混凝土的水熱化。

　　四、結語

　　綜上所述，隨著社會的不斷發展，人們生活水平的不斷提高，人們對建筑施工的要求也提出了更高的要求。高層建筑中影響房屋質量的混凝土溫度裂縫問題是影響建筑施工安全的主要因素，因此，在這一點上一定不能放松警惕，施工人員要從降低混凝土溫度和提高混凝土抗拉性兩點著手，將各個環節進行綜合比較分析，最終采取有效的施工措施來防止高層建筑混凝土溫度裂縫的產生。

　　參考文獻：

　　[1] 朱艷：《對混凝土施工中溫度裂縫的探析》，《科技資訊》，2010年04期

　　[2] 金星：《大體積混凝土施工的溫控措施》，《科技促進發展》，2010年06期

　　[3] 唐國元：《淺談高層建筑鋼筋混凝土裂縫分析及處理》，《科技信息(科學教研)》，2008年09期

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