浅谈高层建筑大体积混凝土裂缝的处理

2015-04-07吴双庆

四川水泥 2015年4期

关键词：水化保温体积

吴双庆

（天津二十冶建设有限公司，燕山大学建筑与土木工程专业工程硕士）

浅谈高层建筑大体积混凝土裂缝的处理

吴双庆

（天津二十冶建设有限公司，燕山大学建筑与土木工程专业工程硕士）

随着建筑高度越来越高，高层建筑底板厚度不断增加，底板由于温度应力产生裂缝在工程实践中屡见不鲜。本文针对高层建筑大体积混凝土底板温度裂缝的主要原因进行分析，探讨出控制底板大体积混凝土温度裂缝的措施。

大体积混凝土裂缝温度裂缝

一、混凝土裂缝的种类

混凝土结构物的裂缝分为微观裂缝和宏观裂缝。微观裂缝是指那些肉眼看不见的裂缝。反之，肉眼看得见的裂缝称之为宏观裂缝。宏观裂缝产生的原因主要有三种，一是由外部荷载引起的，这是发生裂缝最为普遍的一种情况；二是结构应力引起的裂缝，这是由于结构的实际工作状态与计算假设模型差异引起的；三是由于变形应力引起的裂缝，这是由不均匀沉降、膨胀、收缩、温度等因素引起的结构变形。

二、混凝土温度裂缝

高层建筑的大体积混凝土结构中，由于结构截面大，水泥用量总量大，水泥在水化过程中释放的大量水化热会使混凝土产生较大温度应力，由此产生的收缩应力是形成钢筋混凝土裂缝的主要原因。这种裂缝有表面裂缝和贯通裂缝两种。表面裂缝是由于混凝土表面和内部散热条件不同，使得混凝土温度内高外低，产生了温度梯度，使得大体积混凝土内部产生了压应力，混凝土表面产生拉应力，当表面的拉应力超过混凝土设计的抗拉强度时就形成裂缝。贯通裂缝是当大体积混凝土强度发展到一定程度时，混凝土温度逐渐降低，温差引起的变形和混凝土失水造成其体积收缩变形，受到地基和其他结构边界条件的约束时引起的拉应力，超过混凝土设计抗拉强时所可能产生贯通整个截面的裂缝。这两种类型的裂缝都是有害的，在大体积混凝土结构的设计、施工中均需采取有效措施避免。

三、混凝土温度裂缝的控制方法

第一，降低水泥水化热和凝结硬化后的变形量

选用低水化热或中水化热的水泥品种配置混凝土，充分利用混凝土的后期强度，减少每立方米混凝土中水泥用量。

第二，降低混凝土的温度差

选择较适宜的气温浇筑大体积混凝土，尽量避开炎热的天气浇筑混凝土。

第三，加强施工中温度控制

在混凝土浇筑后，做好混凝土的保温保湿养护，缓缓降温，充分发挥混凝土的徐变特性，降低温度应力，夏季应避免暴晒，冬期应采取措施保温覆盖。

第四，改善约束条件，消减温度应力

采取分层或分块浇筑大体积混凝土，合理设置水平或垂直施工缝，或在适当位置设置施工后浇带，以放松约束程度，减少温度应力。

第五，提高混凝土的极限拉伸强度

选择良好级配的粗骨料，严格控制其含泥量，加强混凝土的振捣，提高混凝土的密实度和抗拉强度。

四、混凝土裂缝的限制

尽管对大体积混凝土结构采取各种各样的防裂缝措施，但是工程实践证明：由于各种复杂因素的影响，在混凝土浇筑不久或施工期间就会出现裂缝，对于要求严格的工程，则必须对裂缝进行补强加固。

根据经验的积累，混凝土裂缝一般采取如下的修补方法：第一，表面修补法，该法用于基础混凝土早期表面浅层裂缝的处理，具有抗渗补漏功能。措施有在裂缝表面涂抹环氧胶泥或涂抹水泥砂浆、粘结橡皮板等高分子卷材防渗层，但处理无法到达裂缝深处。第二，内部修补法，该法用于对基础结构混凝土深层裂缝的修补，主要措施是灌浆法，包括化学灌浆和水泥灌浆。其作用原理是通过压力灌浆注入结构的裂缝、孔隙中，通过浆材的扩散和浸透，对结构进行粘结和加固。第三，结构加固法，该法用于对基础结构承载力、整体结构影响较大的深度裂缝，目的是恢复结构整体性作用，限制裂缝的发展或将贯穿性裂缝封闭。

根据大体积混凝土裂缝形成的原因，制定出可行的措施进行控制和减少混凝土有害裂缝的出现，具有重要的实践意义。具体而言，大体积混凝土施工方案的制定应该包括以下几个方面：

第一，大体积混凝土的设计构造要求：包括规范一般要求和应力计算方法。

第二，设计配合比及材料的选用方法。

第三，大体积混凝土浇筑与养护具体措施：包括浇筑方法的选取、水平施工缝的留设、保温方法、表层保温层的计算等。

第四，大体积混凝土冬季施工应该注意的问题：包括混凝土出机温度与浇筑温度的选择、基础与冷缝的预热、原材料的加热、混凝土运输过程中的保温、浇筑过程中如何减少热量的损失以及保温养护方案等。