高层建筑基础底板大体积混凝土温度裂缝控制措施研究

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　　摘    要：本文根据高层建筑基础底板大体积混凝土温度裂缝产生的原因，继而从混凝土强度，养护质量，混凝土温度，提高抗拉能力等方面提出建议，对混凝土温度裂缝的控制措施进行研究，从而达到预期的效果。
　　关键词：高层建筑基础底板;大体积混凝土;水热化
　　1  引言
　　中国人口的增加和社会经济的迅猛发展促进了高层建筑的高速发展，而楼层越高基础建筑底板也越加厚，因此，建筑施工团队需要面临如何控制高层建筑基础底板大体积混凝土产生温度裂缝的问题，需要解决的难题越来越多，这给建筑施工团队的施工技术和设计带来了新的挑战和机遇。
　　2  高层建筑基础底板大体积混凝土温度裂缝产生的原因
　　2.1  混凝土抗压性弱，易受外界自然环境的影响
　　高层建筑基础底板采用的是大体积的混凝土，而混凝土的体积与水泥总用量成正比，其受外界自然因素影响较大。而混凝土本身的抗压性是非常弱的，也就是说它的拉伸形变的能力弱，因此，高层建筑基础底板大体积混凝土对外界温度和自然环境的变化非常敏感，若是直接大面积的暴露在外面则会随着自然界中四季的空气、温度和湿度的变化而变化。在短期时间内，其拉伸应变力的极限只能达到（0.6～1.0）[×]10-4，拉伸变形也只能达到（1.2～2.2）[×]10-4。
　　2.2  混凝土热胀冷缩，易产生裂缝
　　大体积的混凝土易受内外温差和收缩的影响，特别在高层建筑进行基础底板建筑时，水泥本身在水化时会发出一定的热量，而高层基础建筑采用的是大体积的混凝土，积聚在内部的水化热量极难散发，从而形成近表面区域的较大温度梯度，引起较大的拉应力，外界温度降低，会产生混凝土熱胀冷缩的现象，产生裂缝。当拉伸形变的程度超过混凝土的极限，则会变成其结构性裂缝，贯穿了整个完全断面，从而给地基的防水性与耐久性以及抗侵蚀性等方面造成重大危害。
　　2.3  混凝土易受水的影响
　　从根本上来说，无论是我外部还是内部对大体积混凝土地基影响最深的是水热化问题，而水是产生水热化现象的要素之一。水化反应是混凝土放热的过程，早期放热快后期则放热慢，而混凝土由于大面积暴露在空气中，与空气中的热量进行交换，因此，混凝土随着水热的变化而变化。而大面积的混凝土内部的水热散发的慢，外部却散发较快，施工技术工人若是把控不好，就会容易产生裂缝。
　　3  高层建筑基础底板大体积混凝土温度裂缝控制措施
　　3.1  严格把控混凝土强度等级，提高养护质量
　　大面积的混凝土高层基础地基的抗压性较弱，在满足基本要求和承载力的同时还要考虑其水泥水热化问题等，进行综合性考量，从大体积混凝土原材料上分析，可以控制水泥用量并选用水化热较低、冷凝时间较长的水泥，如大把水泥、矿渣酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥等。减少水泥用量，宜掺用粉煤灰、磨细矿渣以降低混凝土水热化。或采用缓解型减水剂或高效减水剂。
　　高层建筑大体积的混凝土地基的强度要控制在C20～C35范围之间并对后期的强度R60加以利用，若超过这个范围的最大值，混凝土的内部温度必会过高，内外温差过大，抗拉应力超过混凝土的极限，会产生裂缝。例如，温度在C40～C55时，内外温差会超过30摄氏度。因此计算时，混凝土强度要控制在C20～C35之间，满足抗冲切与抗压的计算要求。
　　混凝土的养护要避免混凝土暴露在空气中，与自然环境产生反应，在混凝土的表面增加一层覆盖，但其覆盖的厚度则需要通过热工来计算，在混凝土的内部预先埋好热电偶，覆盖12个小时后开始进行测温。
　　3.2  增加智能化温度监控措施控制混凝土内部温度
　　由于高层建筑基础地基大体积混凝土是不能出现裂缝的，因此要在其施工期间就控制好其较大的抗拉应力与温度变化。当前混凝土的内部温度控制可以采用增加智能化温度监控措施来控制。即在大体积混凝土内部埋设冷凝循环水降温的方法，通过其自动监测设备来控制冷凝循环水，这种方式可以有效调控其内外温差。如，当设备自动监测到其内外温差超过25度时，就会自动通水，达到智能化的控制，其效果极佳，有效防止出现温度裂缝。
　　提高大体积混凝土的抗拉能力则需要改善混凝土的内部与外部两种约束力。减少外部的约束力需进行合理的分块设置，采取后浇带设置、伸缩缝设置和施工缝设置等手段减少可缩小的约束范围，减轻其产生的约束作用，同时要设置基础滑动层。经调查，外约束力的裂缝是由于基础地基使用大体积的混凝土时，将其浇筑在坚实基岩或较密的桩基时，一旦处理不当则会产生贯穿性裂缝，若在高层混凝土基础地基底部设置滑动层则会改善基础和地基之间的接触状态，减少其产生的外部约束力，有效防止基础底板发生裂缝。
　　内部减少约束力的主要方法是加强对温度的保护，降低混凝土内外部间的温差，控制降温的速度和数值变化范围度，采用翻盖法或暖棚法实施保温措施。
　　3.3  严密监控混凝土温度上升
　　大体积混凝土浇筑时采用的是分层斜坡连续式浇筑，分层的厚度控制在400mm～500mm，要小于等于振捣棒1.25倍的长度，坡度是1：6～1：10，并保证在下一层混凝土初凝之前浇筑上一层，以免出现裂缝。浇筑时间和施工的气温有一定的关系，一般不超过2个小时，否则混凝土会初凝，当温度高时其初凝的时间将会缩短。在其运输中，搅拌运输车应保持低速旋转，单程运输时间控制在1小时内，若是使用外加剂调整或出现离析时，搅拌车则要加快2分钟以上，禁止向混凝土中加水。
　　在对大体积基础底板混凝土浇筑时，还应设专人配合预埋其测温管，其测温管深入混凝土的长度分别为0.1m、0.9m、1.7m与2.0m这四种不同的规格。每100平米的承台要埋设两组如图1。其测温管的位置要查标志旗以便后期查找，一般温控制表不宜大于其数值：混凝土浇筑在入模温度基础上的温升值控制在45度以内;其里表温差，不含混凝土收缩的当量温度控制在25度以内;其降温速率控制在2.0度/天;其浇筑体表面与大气中的温差控制在25度以内。
　　4  结束语
　　建立高层时，施工团队必须要控制高层建筑基础底板混凝土产生温度裂缝，需要从混凝土的整体特性出发，充分考虑到自然环境对其影响，技术团队要针对其原因，严格把控混凝土的强度、温差变化以及提高其抗拉能力，提高养护质量，利用科学手段采取有效的控制措施，从而保证高层建筑质量。
　　参考文献：
　　[1] 郝芬芬.浅析高层建筑基础底板大体积混凝土施工技术[J].建材与装饰，2020（1）：32～33.
　　[2] 刘琦.高层建筑大体积混凝土温度裂缝控制研究[D].安徽理工大学，2018.
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