裂缝高层建筑大体积砼温度裂缝施工制约书写

摘要：本文结合笔者多年来的工作实践经验，分析了大体积砼产生温度裂缝的原因，并就如何在施工中控制温度裂缝提出了有效的控制措施。
关键词：大体积砼 温度裂缝 施工控制


近年来，随着中国经济建设的迅猛发展和城镇化建设进程的不断深入，高层建筑已由大中城市普及到县区城镇。大体积砼在高层中得到了广泛应用，大体积砼结构由于承受的荷载大，结构的整体性、耐久性要求很高，是高层建筑的主要质量控制点之一，但在实际施工中受企业管理因素和技术因素的影响，大体积砼温度裂缝却是诸多质量问题中的“常发病”和“多发病”，经常困扰着工程技术人员，给工程的结构质量带来严重影响甚至危及结构安全。因此，认真研究分析砼温度裂缝产生的原因，在施工中加以控制是一项非常必要和迫切的工作。
高层建筑大体积砼温度裂缝产生的原因及表现形式

(一)表面温度裂缝

这种裂缝的产生与砼的内外温差有密切的关系。大体积砼结构整体性要求很高，往往不允许留设施工缝，要求连续浇筑。浇筑后水泥的水化热很大，大体积砼聚积在内部的水泥水化热不易散发，砼的内部温度将显著升高。而砼表面散热较快，这样形成较大的内外温差，使砼内部产生压应力，表面产生拉应力。同时浇筑砼时外界气温对砼结构的内外温差也有一定影响，外界气温愈高，砼的浇筑温度就会愈高。如果温差大于25℃，在砼表面附近产生较大的温度梯度，就会引起较大的表面拉应力，此时砼的龄期很短，抗拉强度很低，表面拉应力超过砼的极限抗拉强度，就会在砼表面产生裂缝。这种裂缝一般出现较早，多数发生在浇筑后的3~5天，呈不规则状态，深度较浅，属表面性质。但表面裂缝易产生应力集中，能促使裂缝进一步开展。

(二)贯穿性温度裂缝

这种裂缝产生的原因是温度应力作用的结果，在砼降温阶段，热量逐渐散发，温度逐渐下降使砼体积产生收缩，同时，在硬化过程中因多余水份蒸发及碳化等原因砼产生收缩变形，受到地基和结构边界条件的约束（外约束），阻止其自由变形，从而产生温度应力（拉应力），当两种应力叠加超过砼的抗拉极限强度时，则在砼的底面交界处附近以及砼中部产生收缩裂缝。这种裂缝多发生在砼浇筑后2~3个月左右。裂缝特征是由交界面向上延伸，靠近基底最大而在上部较小，严重的会破坏结构的整体性、耐久性、防水性和稳定性等，影响正常使用，危害结构安全。
因此，高层建筑大体积砼的裂缝控制，不仅要减少避免砼表面裂缝，同时也要杜绝危害较大的贯穿性裂缝，才能有效控制砼工程质量。

二、施工中裂缝的主要控制措施

大体积砼构件产生温度裂缝的根本原因是同龄期砼温度应力（包括相应龄期砼收缩当量温差产生的应力）大于砼抗拉强度。因此要解决温度裂缝问题，必须从温度应力、原材料质量、施工质量、成品养护等各个环节进行控制，方能收到好的效果，施工中应主要采取以下措施：

(一)优选原材料 降低砼发热量

1．优先选用减少水化热的低热和中热水泥（如矿渣水泥、粉煤灰水泥）配制砼以降低其内在温度。但应当把砼的绝热温升和抗拉强度结合起来考虑，因为水化热小的水泥强度发展缓慢，于防止砼开裂不利。
2．粗骨料采用碎石，粒径5~25毫米，含泥量不大于1%。选用粒径较大，级配良好的石子配制的砼，和易性较好，抗压强度较高，同时可以减少用水量及水泥用量，从而使水泥水化热减少，降低砼温升。
3.细骨料采用中砂，平均粒径大于0.5毫米，含泥量不大于5%。选用平均粒径较大的中粗砂拌制的砼比采用细砂拌制的砼可减少用水量10%左右，同时相应减少水泥用量，使水泥水化热减少，降低砼温升，并可减少砼收缩。
4. 掺加粉煤灰取代一部分水泥以削减水化热产生的高温峰值，同时可改善砼的和易性，增加砼的粘性减少离析和泌水，且砼易于振捣密实易于终饰抹面，延长凝结时间。粉煤灰最大掺量因水泥品种不同而不同，一般可取代10%～30%的水泥，但水泥用量应不少于300kg/m3.
5．掺加缓凝减水剂或高效减水剂，以提高强度减少用水量和减少水泥用量，延长砼达到最高温度的时间，同时可减少砼干缩。
6．用低流动性砼，即在施工技术允许的情况下尽可能用低坍落度砼（泵送砼坍落度一般选择8～18cm），同时，严格控制水灰比，尽量减少单位体积砼的用水量。
7．当设计有要求时，可在砼中填放符合要求的片石，以减少水泥用量，降低砼温度。片石大面要向下，间距不小于10cm.

(二)减小环境影响 降低砼浇筑温度

浇筑砼时外界气温愈高将加速水泥的水化反应，砼达到最高温度的时间缩短，减少了可利用的散热时间，加大了砼水化升温和构件的内外温差。同时，砼浇筑温度增高会降低其和易性，为达到同样的和易性就要增加用水量，水灰比加大就会降低砼质量。一般情况下，砼的浇筑温度不宜大于28℃。降低砼浇筑温度的方法如下：
1．应尽量选择在低温季节或环境气温较低的晚上、早晨浇筑大体积砼。
2．降低材料温度。材料堆放在凉棚内通风处，避免阳光直射，或喷水冷却集料，水泥储罐应油漆成白色或喷水冷却。
3．在炎热夏季可加冰片拌

摘自：本科毕业论文致谢www.udooo.com

和砼。采用冷却水或加冰拌和砼能有效降低砼入模温度。但要注意在拌和终了前所使用的冰片必须全部融化。
4．避免吸收外部环境热量。运输工具、泵送管路、搅拌机等应尽量遮荫、包覆、淋水降温，不但能防止砼升温，还能减少砼坍落度损失。

(三)改进施工方法 提高砼工程质量

科学的施工方法既能满足节约施工成本的要求，又有效避免了大体积砼内外温差问题，极大降低产生裂缝的可能性，大体积砼施工应根据工程实际选用以下施工方法。
分块分层浇筑
砼结构平面尺寸愈大约束也愈大，将大体积砼结构划分为若干块浇筑，可降低约束，采用分层浇筑可利用层面的散热来降低砼温度和内外温度差。分层浇筑可分为全面分层、分段分层（又称为台阶法）、斜面分层三种方法。全面分层法要求砼浇筑强度较大，斜面分层法砼浇筑强度较小。分块长度和分层厚度应视结构尺寸大小、现场条件、浇筑能力、工期等因素确定。

2. 二次振捣技术

二次振捣技术，对提高砼的抗裂性具有重要作用，施工实践表明，对已经完成浇筑但尚未凝固的砼加强二次振捣工作，能有效避免砼水平钢筋下部产生的水分及空隙等，提高钢筋与砼之间的凝聚力，增强砼的密实度和结构强度，有效抵抗温度应力裂缝产生。

3. 优化大体积砼的搅拌

改善传统砼的搅拌方法运用二次投料的砂浆裹石或者净浆裹石等搅拌技术，可以提高10%左右的砼结构强度。在砼结构强度基本相同的情况下，能够适当减少水泥用量，避免水化热的产生。

4. 埋设冷却水管

在特大体积砼浇筑时可在砼中预埋网状水管，利用管中循环冷水的流动来降低砼内部的温度。冷却时间一般为浇筑开始初期的5～10d，水管一般采用Ф25mm的薄钢管，管距1～1.5m。在砼达到最高温度并开始下降后停止通水。水管系统要经过试压不漏水检测，在降温过程中要经常测定砼内外温度和水温，观察温度变化情况，作好记录。通水散热结束后，水管内用微膨胀水泥灌筑。

(四)作好成品养护 防止砼后期裂缝

加强砼结构完工后的养护，主要是采取措施严格的控制其温湿度。防止砼开裂的一个重要原则是尽可能使新浇筑砼少失水分以及内外温差控制在允许范围内（不大于25℃）。砼表面干燥、水分蒸发过快和温度下降幅度较大，都足以引起表面砼开裂且裂缝会向内伸展。因此，要尽量长时间地保温和保持砼表面湿润，让其表面慢慢冷却、干燥，使砼能够增长强度以抵抗开裂拉应力。主要有蓄水养护和覆盖洒水养护2种方式，养护时间一般不少于14d.
由上可见，大体积砼施工的技术十分复杂，但温度裂缝的产生有其内在的客观规律，只要认真分析总结，采取积极的防控措施，在施工中对“人、机、料、法、环”各个因素综合控制，还是可以有效控制的。
【参考文献】
彭圣浩，《建筑工程质量通病防治手册》中国建筑工业出版社，2002.
张瑞文, 高层建筑基础筏板大体积砼施工裂缝控制, 科技资迅,2010.
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