高层住宅硷温度裂缝防止的施工技术

【摘 要】根据我国大体积混凝上结构施工经验，为防止产生温度裂缝，从控制混凝土温升；减少混凝土收缩、提高混凝土的极限拉伸值和改善边界约束和构造设计这几方面对防止高层住宅硷温度裂缝的施工技术进行探讨，具有一定的参考价值。

【关键词】高层住宅；硷温度裂缝防止；施工技术；探讨

1.前言

对于大体积硅结构，由于水泥水化热引起硅浇筑内部温度和温度应力剧烈变化，是导致硅发生裂缝的主要原因。为防止其产生温度裂缝，除需按照上述方法进行认真计算，做到事先心中有数之外，在施工之前和施工过程中采取有效的技术措施，亦有重大意义。应着重在控制混凝土温升、延缓混凝土降温速率、减少混凝土收缩、提高混凝土极限拉伸值、改善约束和完善构造设计等方面采取措施。另外，在大体积混凝上结构施工过程中的温度监测亦十分重要，它可使有关人员及时了解混凝土结构内部温度变化情况，必要时可临时采取事先考虑的有效措施，以防止混凝土结构产生温度裂缝。上述这些措施不是孤立的，而是相互联系，相互制约的，必须结合实际全面考虑合理采用，才能收到防止有害裂缝的效果。

2.控制混凝土温升

大体积混凝土结构在降温阶段，由于降温和水分蒸发等原因产生收缩，再加上存在外约束不能自由变形而产生温度应力的。因此，控制水泥水化热引起的温升，即减小了降温温差，这对降低温度应力、防止产生温度裂缝能起釜底抽薪的作用。为控制大体积混凝土结构因水泥水化热而产生的温升，可以采取下列措施：

（1）选用中低热的水泥品种

混凝土升温的热源是水泥水化热，在施工中应选用水化热较低的水泥以及尽量降低单位水泥用量。为此，施工大体积混凝土结构多用325#、425#矿渣硅酸盐水泥。如425#矿渣硅酸盐水泥其3天的水化热为180KJ/Kg，而普通425#硅酸盐水泥则为250KJ/Kg，水化热量减少28%。

（2）利用混凝土的后期强度

试验数据证明，每立方米的混凝土水泥用量，每增减l0kg，水泥水化热将使混凝土温度相应升降1°C。因此，为控制混凝土温升，降低温度应力，减少产生温度裂缝的可能性，根据结构实际承受荷载情况，选取混凝土设计强度，这样可使每立方米混凝土水泥用量减少40-70kg/m3，混凝土的水化热温升相应减少4-7°C。

由于高层建筑基础底板大体积混凝土结构承受的计算荷载，要在较长时间之后才施加其上，所以只要能保证混凝土的强度在28d之后继续增长，且在预计的时间（45， 60或90d ）能达到或超过设计强度即可。

利用混凝土后期强度，要专门进行混凝土配合比设计，并通过试验证明28d之后混凝土强度能继续增长。

（3）掺加外加剂

为了满足送到现场的硅具有一定坍落度，如单纯增加单位水泥用量，不仅多用水泥，加剧硅收缩，而且会使水化热增大，容易引起开裂。因此应选择适当的外加剂。

（4）掺加粉煤灰外掺料

试验资料表明，在混凝土内掺人一定数量的粉煤灰，由于粉煤灰具有一定活性，不但可代替部分水泥，而且粉煤灰颗粒呈球形，具有“滚珠效应”而起作用，能改善混凝土的粘塑性，并可增加泵送混凝土（大体积混凝土多用泵送施工）要求的0.3巧mm以下细粒的含量，改善混凝土可泵性，降低混凝土水化热。

另外根据大体积混凝土的强度特性，初期处于高温条件下，强度增长较快、较高，但后期强度就增长缓慢，这是由于高温条件下水化作用迅速，随着混凝土的龄期增长，水化作用慢慢停止的缘故。掺加粉煤灰后可改善混凝土的后期强度，但其早期抗拉强度及早期极限拉伸值均有少量降低。因此对早期抗裂要求较高的工程，粉煤灰掺入量应少一些，否则表面易出现细微裂缝。

3. 减少混凝土收缩、提高混凝土的极限拉伸值

通过改善混凝土的配合比和施工工艺，可以在一定程度上减少混凝土的收缩和提高其极限拉伸值，这对防止产生温度裂缝亦起一定的作用。

混凝土的收缩值和极限拉伸值，除与上述的水泥用量、骨料品种和级配、水灰比、骨料含泥量等有关外，还与施工工艺和施工质量密切相关。

对浇筑后的混凝土进行二次振捣，能排除混凝土因泌水在粗骨料、水平钢筋下部生成的水分和空隙，提高混凝土与钢筋的握裹力，防止因混凝土沉落而出现的裂缝，减小内部微裂，增加混凝土密实度，使混凝土的抗压强度提高10%-20%左右，从而提高抗裂性。

混凝土二次振捣的恰当时间是指混凝土经振捣后尚能恢复到塑性状态的时间，一般称为振动界限。确定二次振捣恰当时间的方法一般有以下二种：

1）将运转着的振动棒以其自身的重力逐渐插人混凝土中进行振捣，混凝上仍可恢复塑性的程度是使振动棒小心拔出对混凝土仍能自行闭合，而不会在混凝土中留下孔穴，则可认为当时施加二次振捣是适宜的。

2）为了准确地判定二次振捣的适宜时间，国外一般采用测定贯入阻力值的方法进行判定。即当标准贯入阻力值达到350N/cm2以前进行二次振捣是有效的，不会损伤己成型的混凝土。根据有关试验结果，当标准贯入阻力值为350 N/cm2时，对应的立方体试块强度约为25 N/cm2，对应的压痕仪强度值约为27 N/cm2 。

由于采用二次振捣的最佳时间与水泥品种、水灰比、坍落度、气温和振捣条件等有关。因此，在实际工程使用前做些试验是必要的。同时在最后确定二次振捣时间时，既要考虑技术上的合理，又要满足分层浇筑、循环周期的安排，在操作时间上要留有余地，避免由于这些失误而造成“冷接头”等质量问题。

此外，改进混凝土的搅拌工艺也很有意义。传统混凝土搅拌工艺在混凝土搅拌过程中水分直接润湿石子表面，在混凝土成型和静置的过程中，自由水进一步向石子与水泥砂浆界面集中，形成石子表面的水膜层。在混凝土硬化后，由于水膜的存在而使界面过渡层疏松多孔，削弱了石子与硬化水泥砂浆之间的粘结，形成混凝土中最薄弱的环节，从而对混凝土抗压强度和其它物理力学性能产生不良影响。

为了进一步提高混凝土质量，可采用二次投料的砂浆裹石或净浆裹石搅拌新工艺。这样可有效地防止水分向石子与水泥砂浆界面的集中，使硬化后的界面过渡层的结构致密，粘结加强，从而可使混凝土强度提高10%左右，也提高了混凝土的抗拉强度和极限拉伸值。当混凝土强度基本相同时，可减少7%左右水泥用量。

4. 改善边界约束和构造设计

（1）设置滑动层

由于边界存在约束才会产生温度应力，如在与外约束的接触面上全部设滑动层，则可大大减弱外约束。如在外约束的两端各1/4} 1/5的范围内设置滑动层，则结构的计算长度可折减约一半。为此，遇有约束强的岩石类地基、较厚的混凝土垫层等时，可在接触面设滑动层，对减小温度应力将起显著作用。

滑动层的作法有：涂刷两道热沥青加铺油毡一层；铺设10-20mm厚沥青砂；铺50mm厚砂或石屑层等。

（2）避免应力集中

在孔洞周围、变断面转角部位、转角处等由于温度变化和混凝土收缩，会产生应力中而导致裂缝。为此，可在孔洞四周增配斜向钢筋、钢筋网片；在变断面处避免断面突变，可作局部处理使断面逐渐过渡，同时增配抗裂钢筋，这对防止裂缝是有益的。

（3）设置缓冲层

在高、低底板交接处、底板地梁处等，用30-50mm厚聚苯乙烯泡沫塑料作垂直隔离，以缓冲基础收缩时的侧向压力。

（4）合理配筋

在设计构造方面还应重视合理配筋对混土结构抗裂的有益作用。

当混凝土的底板或墙板的厚度为200}600rnm时，可采取增配构造钢筋，使构造筋起到温度筋的作用，能有效地提高混凝土抗裂性能。

参考文献：

[1]王铁梦.工程结构裂缝控制.北京工业出版社，2007

[2]赵志绍.泵送混凝土.北京中国建筑工业出版社，2008

[3]陈惠玲、李振长、夏靖华.钢筋混凝十的收缩裂缝与收缩应力计算.结构物裂缝问题学术会议论文集（第1册）.上海，2009

[4]国家建委建筑科学研究院土编.钢筋混凝土结构研究报告选集.中国建筑工业出版社