高层建筑大体积混凝土裂缝的防治

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　一、高层建筑大体积混凝土常见裂缝及控制原理

　高层建筑由于基础混凝土体积大，混凝土收缩受到限制便有可能产生影响使用与耐久性的有害裂缝，即贯穿性裂缝（外约束裂缝）或可能发展的表面裂缝（内约束裂缝）。

　（一）贯穿性裂缝

　这种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，危害严重。其产生的原因是温度应力作用的结果。在混凝土降温阶段，热量逐渐散发，因温度逐渐下降使混凝土体积产生收缩，同时，在硬化过程中因多余水份蒸发及碳化等原因混凝土产生收缩变形，受到地基和结构边界条件的约束（外约束），不能自由变形，从而产生温度应力（拉应力），当两种应力叠加超过混凝土的抗拉极限强度时，则在混凝土的底面交界处附近以至混凝土中产生收缩裂缝。

　（二）表面裂缝

　这种裂缝的产生与混凝土的内外温差有密切的关系。大体积混凝土结构，浇筑后水泥的水化热很大，由于混凝土体积大，聚积在内部的水泥水化热不易散发，混凝土的内部温度将显著升高。而混凝土表面则散热较快，这样形成较大的内外温差，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力。如果在混凝土表面附近存在较大的温度梯度，就会引起较大的表面拉应力，此时混凝土的龄期很短，抗拉强度很低，如果温差产生的表面拉应力，超过此时的混凝土极限抗拉强度，就会在混凝土表面产生表面裂缝。这种裂缝一般产生很早，多呈不规则状态，深度较浅，属表面性质。表面裂缝易产生应力集中，能促使裂缝进一步开展。

　由上述分析可见，高层建筑大体积混凝土的裂缝控制，不仅要杜绝有害的贯穿性裂缝，同时也要减少或避免不影响使用的混凝土表面裂缝。

　而根据裂缝产生的原因，我们可采取温差与温度应力双控制方法，避免结构物出现温度裂缝的同时，调整混凝土表面湿度，以防止表面干缩裂缝。

　二、主要温控技术措施

　大体积混凝土裂缝控制的根本原则是同龄期的温度应力（包括相应龄期混凝土收缩当量温差产生的应力）应小于同龄期的混凝土抗拉强度，即要求进行温度应力控制。综合种种因素，笔者认为，预防记层建筑大体积混凝土裂缝应采取以下几种措施：

　（一）降低混凝土发热量

　1．选用水化热低、凝结时间长的水泥，以降低混凝土温度。选择大体积混凝土用的水泥，应当把混凝土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，于防止混凝土开裂不利。

　2．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，同时可改善混凝土的和易性，增加混凝土的粘性减少离析和泌水，且混凝土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.

　3．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，延长混凝土达到最高温度的时间，同时可减少干缩。一般来说，掺减水剂的混凝土早期温度较低。

　4．尽可能选用最大粒径较大、颗粒形状好且级配良好的粗集料，避免用砂量过多，以减少水泥用量和用水量。

　5．用低流动性混凝土，即在施工技术允许的情况下尽可能用低坍落度混凝土（泵送混凝土坍落度一般选择8～18cm），同时，严格控制水灰比，尽量减少单位体积混凝土的用水量。

　6．当设计有要求时，可在混凝土中填放符合要求的片石，以减少混凝土数量，降低混凝土温度。片石大面要向下，间距不小于10cm.

　（二）降低混凝土浇筑温度

　外界气温愈高，混凝土的浇筑温度也愈高，混凝土温度高将加速水泥的水化反应，混凝土达到最高温度的时间缩短，因而减少了可利用的散热时间，不利于降低混凝土的最高温度和减小温差。同时，混凝土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，这样就会降低混凝土质量。一般情况下，混凝土的浇筑温度不宜大于280C.降低混凝土浇筑温度的方法如下：