高层建筑基础大体积混凝土的温度与温度裂缝研究

高层建筑基础大体积混凝土的温度与温度裂缝研究

蒋晓华

蒋晓华

【摘要】做好大体积混凝土的施工质量控制错误有着重要的现实意义，施工管理人员应在了解大体积混凝土施工过程的影响因素的基础上，秉承精益求精的重要态度，对可能出现的裂缝采取必要的防治措施，只有这样才能有效保障大体积混凝土建筑工程的施工质量。

【关键词】高层建筑；大体积混凝土；温度裂缝

引言

我们讲述大体积混凝土，究竟什么是大体积混凝土呢？所谓的大体积混凝土，指的就是具有较大体积的混凝土，以桥墩、柱、梁或大坝为代表的结构具有较大的体积，结构产生的热量也相对较大，如何应对热量变化带来的各种影响是我们不得不重视的问题。我们国家对大体积混凝土有着明确的要求和规定，即基础边长不小于二十米，厚度不小于一米。当体积超过四百立方米的时候，产生的温差就会过大，而必须对其出台必要的解决措施，以解决由于变形而出现的裂缝。众所周知，我国的城市化建设在不断的加快，而为了解决土地资源日益短缺的问题，许多建筑开发商与建筑工程施工单位更加青睐于高层或超高层建筑的建造。而以桥梁隧道为代表的市政工程也在不断的加快发展中，这些工程具有超乎寻常的体积，其结构以钢筋混凝土结构为主。由于及多种优点于一身，大体积混凝土结构受到了建筑工程施工单位的青睐与普遍欢迎，但是这种结构也存在一定的弊端和缺陷，主要表现在以下几点：由于其结构具有较大的体积，混凝土中具有一定量的水泥，而水泥会在水的作用之下会发生水化反应，进而释放水化热，因此混凝土内外部温度存在一定的差异，加之混凝土的硬化中会发生收缩，所以温度应力和收缩应力在以上几个方面的作用之下就产生了，最终致使大体积混凝土结构发生不同程度的裂缝，严重威胁了工程的安全性和正常性能的发挥与实现。所以，有效控制大体积混凝土的水热现象带来的温差是避免裂缝出现的根本举措。这不仅仅是施工单位面临的难点，也是重中之重，接下来进行详细的分析。

1建筑工程施工中经常出现的混凝土裂缝的种类及相关分析

现在，混凝土这种新型材料被广泛应用于现代建筑工程施工中，而由此而来的裂缝问题也得到人们的广泛关注。在建筑工程施工中经常出现的混凝土裂缝的种类有这么几类：干缩裂缝、沉陷裂缝、温度裂缝、塑料收缩裂缝等，这些对施工质量产生了严重的危害。下面分析下这种现象出现的原因。

2大体积混凝土施工过程中的温度控制措施

在进行大体积混凝土浇筑的时候，由于受到外界因素的影响，浇筑温度也会不断的发生变化，进而导致混凝土内部和外部的温度差过大，过大的温差直接降低了混凝土的质量和性能。所以，需要采取一定的措施去控制温度，降低或杜绝温度应力的出现。内部降温和外部保温是两种最为主要的温度控制措施。

2.1内部降温

内部降温主要是通过冷却水实现的。将冷却水管安置在混凝土内部，当混凝土完成凝结，这个时候开始通水，可实现降温的目的。冷却水的不断循环使得混凝土内部温度大幅度降低，内外温差随之减小。测温点需要在混凝土的内部得到科学而合理的布置，将测温传感器埋设好，在测温点的支持之下实现对温度的实时监测，对每一个测点的温度都有一个详细的掌握和了解，并根据温度的大小进行冷却水流量的适当调整，将温差控制在一定的范围之内，尽可能在二十五摄氏度之下。冷却循环水管的选用必须谨慎，其直径应该在三十米上下，而且材质最好是钢管，冷却水的流动原则是从温度高的中心区流向温度低的边区，将进水管口设置在混凝土的中心处，出水管口则设置在混凝土边区处。无论是进水管口，还是出水管口，都应该保证引出混凝土顶面以上，每一层水管的垂直进水口和出水口要错开，并且需要将水阀与测流量设备安装在出水口处。安装冷却水管的时候，需要保证钢筋骨架和支撑桁架的牢固程度，这样做的主要目的是避免在浇筑混凝土的时，造成水管的变形或者脱落，一旦水管发生些许的变形或者脱落，将直接发生堵水和漏水现象。待混凝土终凝之后，才允许通水循环。对进出管口的水的温度进行测量，主要工具是温度计，在对水温进行分析的基础上实现对水管流量的恰到好处的调整，将水管流量控制在一点二立方米每小时至一点五立方米每小时，并且保证进出水温差被控制在十摄氏度上下。使用完冷却水管之后，应该压注水泥浆封闭。实践实现表明上述方法科学而实用，对混凝土的内外温差实现了良好的控制。

2.2保温养护

混凝土的保温养护的最佳时间是混凝土浇筑之后的十二小时之内，用塑料薄膜将需要浇筑的部位的表面进行覆盖，并且洒适量的水进行保湿。为了强化覆盖效果，应该在薄膜上附加一层保温被，对薄膜、保温被的搭接有着较为严格和苛刻的要求，前者的搭接需要大于一百五十毫米，后者需要大于一百毫米。不要忽略了墙柱插筋之间狭小空间的保温，对这些狭小空间的覆盖需要使用条形薄膜，然后加一层保温被，保证墙柱插筋等不容易注意到的地方也做好保温工作。主要包括以下两种混凝土养护方案：其一是塑料薄膜加防水岩棉被，其中防水岩棉被的厚度需要保持在三厘米左右；其二是两厘米至十二厘米进行养护。二者各有优点和缺陷，其中前者的优势在于其具备良好的保温性能，很好的降低了混凝土的内外部温度差异，使得降温速度被减慢，保证了混凝土的抗裂性，但是其弊端在于养护时间过长，主要原因就是降温速度慢；一旦外界环境的温度下降较快，就会使得混凝土的内外部温度太大，不容易在较短的时间内做出有针对性和可行性的保温措施。所以简单来说就是，如果条件充足，推荐使用第一种养护施工方案，其养护效果尽如人意。而塑料薄膜可以使混凝土表面的潮湿得到保证。岩棉被也具有良好的效果，如果混凝土的表面温度过高阻碍了降温，此时可以通过揭开岩棉被实现温度的降低。

2.3温度检测

根据对称的特点，底板测温区的测点布置成梅花形，设置九十个测温管。测温管平面间距大致以底板对角均分布置，竖向间距保持在五千毫米左右，顶、底两个测温点距底板、顶板面分别是二百毫米。混凝土中测温孔采用导热良好的48×3．5钢管制作。此外大气中布设20个测温点，以比较混凝土表面温度与大气温度之差。钢管焊接固定在钢筋上，下端封口，上端用木楔塞住，以防混凝土进入管内。每组测温管长度分别为2000mm、1500mm、4000mm，管上口露出底板表面100mm左右。中止测温记录后，采用高强度等级无收缩防水砂浆注浆封闭测温管。根据各龄期混凝土内部的中心温度计算值，浇捣混凝土的三个周期之内每隔一个小时进行一次温度的测量。之后每隔四小时至六小时进行一次温度的测量，十二个周期之后一天进行一次温度的测量，在分析测量结果的基础上对水管开关进行控制，如果有必要应启用增压泵，使得水流速度得到提高，将混凝土内外部的温度差控制在二十五摄氏度之内。定点下料，派遣专业的认识在浇筑现场监管和负责。

3结束语

通过文章的详细叙述我们不难发现，大体积混凝土的施工具有很强的综合性和系统性，实际施工过程也是较为复杂和繁琐的，特别是浇筑施工对技术的要求很高，应该很好地控制好混凝土的内外部温度，保证大体积混凝土的施工质量。因此，必须细致确切地找出出现混凝土裂缝的原因，针对此种现象进行深入的研究，找出科学的解决方法，制定出多种有效的治理策略，保障房屋建筑的质量，最后实现整个建筑工程大突破的目标。

参考文献：

[1]王铁梦.工程结构裂缝控制[M].北京：中国建筑工业出版社，1999.

[2]张荣华.大体积混凝土施工技术[J].中国西部科技，2004（8）.

[3]边锋.大体积混凝土裂缝产生及防治措施[J].科技信息（学术研究），2006（5）

[4]杜文卓.高层建筑地下室剪力墙裂缝分析与控制[D].合肥工业大学，2012.