【摘 要】高層建筑在施工中常出現大體積混凝土溫度應力裂縫。本文分析了的成因，給出了解決方案和處理方法。

　　【關鍵詞】高層建筑,大體積混凝土,裂縫,成因,解決方案

　　高層建筑在施工過程中，由于勘察、設計、施工以及相對樓層多，施工周期長，混凝土澆筑量大等諸多因素影響，稍有不慎就可能造成質量事故。過去新聞報道中的“樓歪歪”、“樓倒到”等現象，都是由于施工質量把關不嚴造成的。而高層建筑施工中由于混凝土裂縫帶來的質量問題十分普遍，因此，整個建設施工中做好混凝土——特別是大體積混凝土澆筑是重中之重。筆者根據廣西地區實際和多年實踐，淺議高層建筑施工過程中大體積混凝土熱化產生的溫度應力裂縫的原因和解決方案。

　　一、大體積混凝土的熱化

　　(一)大體積混凝土。美國混凝土學會的定義是：任何現澆混凝土，其尺寸到達必須解決水化熱及隨之引起的體積變形問題，即最大限度減少開裂影響的，即稱為大體積混凝土。日本建筑學會的標準定義是：結構斷面最小尺寸在80cm以上，水熱化引起混凝土內的最高溫度和外界氣溫之差，雨季超過25℃的混凝土，稱為大體積混凝土。我國《混凝土結構工程施工及驗收規范》認為，建筑物的基礎最小邊尺寸在1～3m范圍內就屬于大體積混凝土。

　　(二)混凝土熱量的產生。水泥在水化過程中要產生一定的熱量，是大體積混凝土內部熱量的主要來源。由于大體積混凝土截面厚度大，水化熱聚集在結構內部不易散失，所以會引起急驟升溫。

　　(三)大體積混凝土的導熱性能差。熱量在大體積混凝土內傳遞的能力反映在其導熱性能上。大體積混凝土的導熱性能較差，澆筑初期，混凝土的彈性模量和強度都很低，對水化熱急劇溫升引起的變形約束不大，溫度應力較小。隨著混凝土齡期的增長，彈性模量和強度相應提高，對混凝土降溫收縮變形的約束愈來愈強，即產生很大的溫度應力，當大體積混凝土的抗拉強度不足以抵抗該溫度應力時，便開始產生溫度裂縫。

　　(四)外界氣溫變化的影響。大體積混凝土結構施工期間，外界氣溫的變化對大體積混凝土開裂有重大影響。大體積混凝土的內部溫度是澆筑溫度(既大體積混凝土的入模溫度，它是大體積混凝土水化熱溫升的基礎)、水化熱的絕熱溫升和結構散熱降溫等各種溫度的疊加之和。外界氣溫愈高，大體積混凝土的澆筑溫度也愈高;若外界溫度下降，會增加大體積混凝土的降溫幅度，特別在外界氣溫驟降時，會增加外層大體積混凝土與內部大體積混凝土的溫度梯度，這對大體積混凝土極為不利。

　　二、大體積混凝土熱化產生的溫度應力裂縫

　　由于水泥水化熱的作用，水泥加水及其它骨料混合拌制成混凝土，必然先升溫，待達到一定的溫度后冷縮，致使混凝土可能因溫度應力出現裂縫。

　　(一)拉應力當超過混凝土抗壓強度。混凝土澆筑初期，產生大量的水化熱，由于混凝土是熱的不良導體，水化熱積聚在混凝土內部不易散發，常使混凝土內部溫度上升，而混凝土表面溫度為室外溫度，這就形成了內外溫差，這種內外溫差在混凝土凝結初期產生的拉應力當超過混凝土抗壓強度時，就會導致混凝土裂縫。

　　(二)表面溫度降低快。在拆模以后，因氣溫驟降等原因引起混凝土表面溫度降低過快，也會導致裂縫產生。

　　(三)形成溫差。當混凝土達到最高溫度后，熱量逐漸散發而達到使用溫度或最低溫度，與最高溫度差值所形成的溫差，在基礎部位同樣導致裂縫。

　　三、大體積混凝土熱化產生的溫度應力裂縫解決方案

　　(一)盡量選用低熱或中熱水泥，減少水泥用量。大體積鋼筋混凝土引起裂縫的主要原因是水泥水化熱的大量積聚，使混凝土出現早期升溫和后期降溫，產生內部和表面的溫差。減少溫差的措施是選用中熱硅酸鹽水泥或低熱礦渣硅酸鹽水泥，在摻加泵送劑或粉煤灰時，也可選用礦渣硅酸鹽水泥。再有，可充分利用混凝土后期強度，以減少水泥用量。

　　(二)摻加摻合料。大量試驗研究和工程實踐表明，混凝土中摻入一定數量優質的粉煤灰后，不但能代替部分水泥，而且由于粉煤灰顆粒呈球狀具有滾珠效應，起到潤滑作用，可改善混凝土拌合物的流動性、粘聚性和保水性，從而改善了可泵性。特別重要的效果是摻加原狀或磨細粉煤灰后，可以降低混凝土中水泥水化熱，減少絕熱條件下的溫度升高。在混凝土中摻加一定量的具有減水、增塑、緩凝等作用的外加劑，改善混凝土拌合物的流動性、保水性，降低水化熱，推遲熱峰的出現時間。

　　(三)混凝土的溫度控制。①降低混凝土入模初始溫度;②設置降溫管，控制管內水流速度，按要求設測溫孔，控制閥門和加壓泵。③延長混凝土初凝時間，使混凝土初始水化熱能盡可能的散發。④養護時，如條件許可，混凝土頂面蓄水，側面采取保溫措施。最終目的是要達到控制砼的表面溫度與內部溫度差不能大于25°。

　　(四)改進施工工藝流程

　　1、改善攪拌工藝。采用二次投料的凈漿裹石或砂漿裹石工藝，可以有效地防止水分聚集在水泥砂漿和石子的界面上，使硬化后界面過渡層結構致密、粘結力增大，從而提高混凝土強度10%或節約水泥5%，并進一步減少水化熱和裂縫。改善混凝土的攪拌加工工藝，在傳統的三冷技術的基礎上采用二次風冷新工藝，降低混凝土的澆筑溫度。

　　2、嚴格控制澆筑流程。合理安排施工工序，分層、分塊澆筑，以利于散熱，減小約束。 對已澆筑的混凝土，在終凝前進行二次振動，可排除混凝土因泌水，在石子、水平鋼筋下部形成的空隙和水分，提高粘結力和抗拉強度，并減少內部裂縫與氣孔，提高抗裂性。在高溫季節泵送，宜用溫草袋覆蓋管道進行降溫，以降低入模溫度。

　　3、注重澆筑完畢后養護。混凝土養護主要是保持適當的溫度和濕度條件。保溫能減少混凝土表面的熱擴散，降低混凝土表層的溫差，防止表面裂縫。混凝土澆筑后，及時用濕潤的草簾、麻片等覆蓋，并注意灑水養護，適當延長養護時間，保證混凝土表面緩慢冷卻。在寒冷季節，混凝土表面應設置保溫措施，以防止寒潮襲擊。

　　四、溫度應力裂縫的處理方法

　　(一)表面修補法。表面修補法主要適用于穩定和結構承載能力沒有影響的表面裂縫以及深進裂縫的處理。通常的處理措施是在裂縫的表面涂抹水泥漿、環氧膠泥或在混凝土表面涂刷油漆、瀝青等防腐材料，在防護的同時為了防止混凝土受各種作用的影響繼續開裂，通常可以采用在裂縫的表面粘貼玻璃纖維布等措施。

　　(二)嵌縫法。嵌縫法是裂縫封堵中最常用的一種方法，它通常是沿裂縫鑿槽，在槽中嵌填塑性或剛性止水材料，以達到封閉裂縫的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯膠泥、塑料油膏、丁基橡膠等等;常用的剛性防水材料為聚合物水泥砂漿。

　　(三)結構加固法。當裂縫影響到混凝土結構的性能時，就要考慮采用加固法對混凝土結構進行處理。結構加固中常用的主要有以下幾種方法：加大混凝土結構的截面面積，在構件的角部外包型鋼、采用預應力法加固、粘貼鋼板加固、增設支點加固以及噴射混凝土補強加固。

　　(四)混凝土置換法。混凝土置換法是處理嚴重損壞混凝土的一種有效方法，此方法是先將損壞的混凝土剔除，然后再置換入新的混凝土或其他材料。常用的置換材料有：普通混凝土或水泥砂漿、聚合物或改性聚合物混凝土或砂漿。

　　【參考文獻】：

　　[1]高層建筑混凝土結構技術規程[S].JGJ 3—2002.

　　[2]混凝土強度檢驗評定標準[S].GBJ107.

　　[3]混凝土結構工程施工及驗收規范[S].GB50204-1992.