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[摘 要]本文笔者从原材料、施工方法、后期养护这三方面探讨了高层建筑大体积混凝土裂缝控制。
[关键词]高层建筑；大体积混凝土；裂缝控制
中图分类号：TU758.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）20-0162-01
引言
随着我国经济实力和综合国力的不断提高，我国的高层建筑工程越来越多，随之而来的基础大体积混凝土工程也越来越多。大体积混凝土在建筑工程中得到了广泛的应用，在现代工程建设中占有重要地位。然而大体积混凝土在固化过程中释放的水化热会产生较大的温度变化和收缩作用，从而产生的温度和收缩应力是导致混凝土出现裂缝的主要因素，影响结构的整体性和耐久性，因此，大体积混凝土在施工中必须考虑裂缝控制问题。下面笔者探讨了高层建筑大体积混凝土裂缝控制。
一、合理选择原材料
混凝土是指由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称。是一种非均质材料，由水泥、水和砂、石骨料组成的，这些材料的特性、粒径、塑性和脆性均相差较大，这就使混凝土的抗裂性能与这些材料的质量、用量有很大的关系。所以在进行混凝土裂缝控制时，可以从混凝土的组成成分入手，包括合理地选择水泥的品种、砂石骨料的粒径及级配、掺合料的添加、外加剂的种类及其用量等。
1、 水泥的选择
对于高层建筑中的大体积混凝土应该选择低热或者中热的水泥品种。而水泥释放温度的大小及速度取决于水泥内矿物成分的不同。水泥矿物中发热速率最快和发热量最大的是铝酸三钙，其他成分依次为硅酸三钙，硅酸二钙和铁铝酸四钙。另外，水泥越细发热速率越快，但是不影响最终发热量。因此在大体积混凝土施工中应尽量使用矿渣硅酸盐水泥、火山灰水泥。
2、石骨料的选择
我们应该根据施工的工程情况，来选择石子，尽量选用结构致密、具有足够强度、粒径较大、级配较好的石子，以减少用水量和水泥用量，减少混凝土的收缩和泌水性。在配合比相同的条件下，使用碎石的混凝土强度和抗裂性能都比使用卵石的混凝土高，所以对于大体积混凝土工程，施工时宜采用碎石作为粗骨料。另外，在大体积混凝土浇筑过程中，可掺加一些无裂缝、冲洗千净、规格为150～250mm较坚固的大石块，这不仅能减少水泥用量，降低水化热，而目石块本身也具有吸收发热量的功能，使水化热进一步降低，有利于控制混凝土裂缝的发展。
3、掺合料的选择
为了节约水泥，改善混凝土性能，在拌制混凝土时会掺入矿物粉状材料，也就是掺合料。掺合料常用的有粉煤灰、硅粉、沸石岩粉、磨细矿渣粉、烧粘土、磨细自燃煤研石等。其中粉煤灰的应用最为普遍。在混凝土中掺加粉煤灰不仅能使混凝土具有较好的和易性、可泵性、抗渗性、抗离析好，而且对混凝土强度，特别是后期强度有较大的贡献，尤其适用泵送混凝土的应用。
二、、选择恰当的施工方法
大体积混凝土施工中，要采取措施降低混凝土内的最高温度，并且减小混凝土的内外温差，有效地控制温度裂缝的产生，这就需要选择恰当的施工方法。
1、适当的地基处理
大体积混凝土基础都是尺寸较大的整体浇筑物，地基对基础的影响也是比较明显的，适当的地基处理是为了减小地基对混凝土基础的阻力并改善地基对基础的约束条件，以减小温度应力，避免发生温度裂缝。地基的处理有以下情况：
（1）若地基为软土层时，可以优先考虑采用砂垫层加固地基，砂垫层不仅可以提高地基的承载能力，减小地下水或地表水的影响，而且还可以减小地基对混凝土基础产生的约束作用。
（2）当地基为坚硬的基岩或老混凝土基层时，可以考虑在基础层部设置滑动层，例如可以在基础底部刷两道热沥青，然后再铺设一层油毡，也可以铺设砂卵石层、沥青砂浆层等。
另外，由于钢筋可约束混凝土的变形，适当合理的配筋，在构造上作到细而密，也可推迟混凝上裂缝的出现，从而提高混凝土极限拉伸和抗裂性。
2、合理的浇筑方法
大体积混凝土基础施工过程中，为了有效降低混凝土的内外温差，减少收缩值并弱化基础的约束作用，常采用分层浇筑的方法（全面分层、分段分层和斜面分层）。
3、改善混凝土的拌制和振捣
在混凝土搅拌时，采用二次投料新工艺，即在改变以往的投料程序，采取先把水、水泥和砂拌和后，再投放石子进行搅拌的新方法。这种搅拌工艺的主要优点是无泌水现象，混凝土上下层强度差减少，可有效地防止水分向石子与水泥砂浆界面的集中，使硬化后的界面过渡层的结构致密、粘结加强，从而可使混凝土强度提高10%左右。当混凝土强度基本不变时，可减少水泥用量7%左右。
浇筑后的混凝土，在振动界限以前，采取二次振捣，能排除混凝土因泌水在粗骨料、水平钢筋下部生成水分和孔隙，提高混凝土与钢筋的握裹力，防止因混凝土沉落而出现裂缝，以减小内部微裂，增加混凝土密实度，从而使混凝土的强度提高10%～20%。在大体积混凝土基础的垂直施工缝处留缝与接缝时，均宜采用二次振捣。混凝土二次振捣的最佳时间与水泥品种、水灰比、坍落度、气温、混凝土运输距离、浇筑速度、振捣条件等有关，一般宜在混凝土浇筑后lh左右，如果掺加缓凝型减水剂，时间可适当延长。
4、合理设置后浇缝
采用后浇缝带有利于分缝分块施工，使结构温度收缩应力大大减小，使结构在小于抗拉强度的应力下完成大部分变形。
5、其他措施
防裂要求高且易裂的结构物最好在低温季节施工。在高温季节日光直射的混凝土，入仓温度比日平均气温高5℃左右，而在夜间浇筑则入仓的温度和日平均温度大致相同，所以把重要部分和易裂部位安排在夜间施工将会有较好的效果。另外，在高温季节施工时，应采取措施减小混凝土温度回升，可以尽量缩短混凝土运输时间、加快混凝土入仓覆盖速度、缩短混凝土曝晒时间、混凝土运输工具采取隔热遮阳措施、采用喷水等冷却法降低仓面四周的气温等。对于泵送混凝土的输送管道，应全程覆盖并洒以冷水，以减少混凝土在泵送过程中吸收太阳的辐射热，最大限度地降低混凝土的入模温度。
三、注重养护措施
养护措施是非常重要的，采取合理的养护措施是在混凝土浇筑后预防大体积混凝土裂缝的最重要措施。提高养护环境湿度可以避免混凝土因表面干裂而产生的塑性收缩。适当提高养护环境温度有利于减少内外温差、缓解降温速度，从而减小温度应力，在混凝土早期抗拉强度还不高时能尽量避免出现裂缝。
大体积混凝土的养护时间应适当延长。一般认为混凝土温差最大值应发生在浇筑后7天之前。初期养护并不能阻止以后干缩的发生，但可以推迟干缩的出现，可在混凝土早期抗拉强度不高的情况下防止干缩和冷缩过早叠加。实践证明，混凝土的早期养护能有效地防止温度裂缝的出现。早期养护的主要目的在于保持适宜的温湿条件，一方面使混凝土免受不利温、湿度变化的侵袭，防止有害的冷缩和干缩； 另一方面使水泥水化作用顺利进行，以达到预期设计强度和抗裂能力。新浇混凝土中所含水分完全可以满足水泥水化的要求，但由于蒸发等原因常引起水分过多损失，从而推迟或妨碍水泥的水化，混凝土表面最容易直接受这种不利的影响。因此混凝土浇筑后的最初几天是养护的关键时期，在施工中应加以重视。
结语
总之，裂缝控制是大体积混凝土结构的一个重大课题，本文笔者仅对大体积混凝土基础裂缝提出了简单的控制措施，随着科学技术的进步，新材料、新技术、新工艺迅速发展和应用，一系列新的问题也随之产生，这个课题也会不断遇到新的挑战。因此，在今后的工作中，笔者将继续努力，力争采取更为简单、经济、有效的技术措施，达到控制大体积混凝土裂缝的目的。
参考文献
[1] 谢荣华.高层建筑大体积混凝土裂缝的防治.大众科技，2005，11.
[2] 唐杰锋，吴胜兴，吉春明.高层建筑基础底板温度裂缝控制方法的综合研究.建筑技术，2004，4.
[关键词]高层建筑；大体积混凝土；裂缝控制
中图分类号：TU758.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）20-0162-01
引言
随着我国经济实力和综合国力的不断提高，我国的高层建筑工程越来越多，随之而来的基础大体积混凝土工程也越来越多。大体积混凝土在建筑工程中得到了广泛的应用，在现代工程建设中占有重要地位。然而大体积混凝土在固化过程中释放的水化热会产生较大的温度变化和收缩作用，从而产生的温度和收缩应力是导致混凝土出现裂缝的主要因素，影响结构的整体性和耐久性，因此，大体积混凝土在施工中必须考虑裂缝控制问题。下面笔者探讨了高层建筑大体积混凝土裂缝控制。
一、合理选择原材料
混凝土是指由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称。是一种非均质材料，由水泥、水和砂、石骨料组成的，这些材料的特性、粒径、塑性和脆性均相差较大，这就使混凝土的抗裂性能与这些材料的质量、用量有很大的关系。所以在进行混凝土裂缝控制时，可以从混凝土的组成成分入手，包括合理地选择水泥的品种、砂石骨料的粒径及级配、掺合料的添加、外加剂的种类及其用量等。
1、 水泥的选择
对于高层建筑中的大体积混凝土应该选择低热或者中热的水泥品种。而水泥释放温度的大小及速度取决于水泥内矿物成分的不同。水泥矿物中发热速率最快和发热量最大的是铝酸三钙，其他成分依次为硅酸三钙，硅酸二钙和铁铝酸四钙。另外，水泥越细发热速率越快，但是不影响最终发热量。因此在大体积混凝土施工中应尽量使用矿渣硅酸盐水泥、火山灰水泥。
2、石骨料的选择
我们应该根据施工的工程情况，来选择石子，尽量选用结构致密、具有足够强度、粒径较大、级配较好的石子，以减少用水量和水泥用量，减少混凝土的收缩和泌水性。在配合比相同的条件下，使用碎石的混凝土强度和抗裂性能都比使用卵石的混凝土高，所以对于大体积混凝土工程，施工时宜采用碎石作为粗骨料。另外，在大体积混凝土浇筑过程中，可掺加一些无裂缝、冲洗千净、规格为150～250mm较坚固的大石块，这不仅能减少水泥用量，降低水化热，而目石块本身也具有吸收发热量的功能，使水化热进一步降低，有利于控制混凝土裂缝的发展。
3、掺合料的选择
为了节约水泥，改善混凝土性能，在拌制混凝土时会掺入矿物粉状材料，也就是掺合料。掺合料常用的有粉煤灰、硅粉、沸石岩粉、磨细矿渣粉、烧粘土、磨细自燃煤研石等。其中粉煤灰的应用最为普遍。在混凝土中掺加粉煤灰不仅能使混凝土具有较好的和易性、可泵性、抗渗性、抗离析好，而且对混凝土强度，特别是后期强度有较大的贡献，尤其适用泵送混凝土的应用。
二、、选择恰当的施工方法
大体积混凝土施工中，要采取措施降低混凝土内的最高温度，并且减小混凝土的内外温差，有效地控制温度裂缝的产生，这就需要选择恰当的施工方法。
1、适当的地基处理
大体积混凝土基础都是尺寸较大的整体浇筑物，地基对基础的影响也是比较明显的，适当的地基处理是为了减小地基对混凝土基础的阻力并改善地基对基础的约束条件，以减小温度应力，避免发生温度裂缝。地基的处理有以下情况：
（1）若地基为软土层时，可以优先考虑采用砂垫层加固地基，砂垫层不仅可以提高地基的承载能力，减小地下水或地表水的影响，而且还可以减小地基对混凝土基础产生的约束作用。
（2）当地基为坚硬的基岩或老混凝土基层时，可以考虑在基础层部设置滑动层，例如可以在基础底部刷两道热沥青，然后再铺设一层油毡，也可以铺设砂卵石层、沥青砂浆层等。
另外，由于钢筋可约束混凝土的变形，适当合理的配筋，在构造上作到细而密，也可推迟混凝上裂缝的出现，从而提高混凝土极限拉伸和抗裂性。
2、合理的浇筑方法
大体积混凝土基础施工过程中，为了有效降低混凝土的内外温差，减少收缩值并弱化基础的约束作用，常采用分层浇筑的方法（全面分层、分段分层和斜面分层）。
3、改善混凝土的拌制和振捣
在混凝土搅拌时，采用二次投料新工艺，即在改变以往的投料程序，采取先把水、水泥和砂拌和后，再投放石子进行搅拌的新方法。这种搅拌工艺的主要优点是无泌水现象，混凝土上下层强度差减少，可有效地防止水分向石子与水泥砂浆界面的集中，使硬化后的界面过渡层的结构致密、粘结加强，从而可使混凝土强度提高10%左右。当混凝土强度基本不变时，可减少水泥用量7%左右。
浇筑后的混凝土，在振动界限以前，采取二次振捣，能排除混凝土因泌水在粗骨料、水平钢筋下部生成水分和孔隙，提高混凝土与钢筋的握裹力，防止因混凝土沉落而出现裂缝，以减小内部微裂，增加混凝土密实度，从而使混凝土的强度提高10%～20%。在大体积混凝土基础的垂直施工缝处留缝与接缝时，均宜采用二次振捣。混凝土二次振捣的最佳时间与水泥品种、水灰比、坍落度、气温、混凝土运输距离、浇筑速度、振捣条件等有关，一般宜在混凝土浇筑后lh左右，如果掺加缓凝型减水剂，时间可适当延长。
4、合理设置后浇缝
采用后浇缝带有利于分缝分块施工，使结构温度收缩应力大大减小，使结构在小于抗拉强度的应力下完成大部分变形。
5、其他措施
防裂要求高且易裂的结构物最好在低温季节施工。在高温季节日光直射的混凝土，入仓温度比日平均气温高5℃左右，而在夜间浇筑则入仓的温度和日平均温度大致相同，所以把重要部分和易裂部位安排在夜间施工将会有较好的效果。另外，在高温季节施工时，应采取措施减小混凝土温度回升，可以尽量缩短混凝土运输时间、加快混凝土入仓覆盖速度、缩短混凝土曝晒时间、混凝土运输工具采取隔热遮阳措施、采用喷水等冷却法降低仓面四周的气温等。对于泵送混凝土的输送管道，应全程覆盖并洒以冷水，以减少混凝土在泵送过程中吸收太阳的辐射热，最大限度地降低混凝土的入模温度。
三、注重养护措施
养护措施是非常重要的，采取合理的养护措施是在混凝土浇筑后预防大体积混凝土裂缝的最重要措施。提高养护环境湿度可以避免混凝土因表面干裂而产生的塑性收缩。适当提高养护环境温度有利于减少内外温差、缓解降温速度，从而减小温度应力，在混凝土早期抗拉强度还不高时能尽量避免出现裂缝。
大体积混凝土的养护时间应适当延长。一般认为混凝土温差最大值应发生在浇筑后7天之前。初期养护并不能阻止以后干缩的发生，但可以推迟干缩的出现，可在混凝土早期抗拉强度不高的情况下防止干缩和冷缩过早叠加。实践证明，混凝土的早期养护能有效地防止温度裂缝的出现。早期养护的主要目的在于保持适宜的温湿条件，一方面使混凝土免受不利温、湿度变化的侵袭，防止有害的冷缩和干缩； 另一方面使水泥水化作用顺利进行，以达到预期设计强度和抗裂能力。新浇混凝土中所含水分完全可以满足水泥水化的要求，但由于蒸发等原因常引起水分过多损失，从而推迟或妨碍水泥的水化，混凝土表面最容易直接受这种不利的影响。因此混凝土浇筑后的最初几天是养护的关键时期，在施工中应加以重视。
结语
总之，裂缝控制是大体积混凝土结构的一个重大课题，本文笔者仅对大体积混凝土基础裂缝提出了简单的控制措施，随着科学技术的进步，新材料、新技术、新工艺迅速发展和应用，一系列新的问题也随之产生，这个课题也会不断遇到新的挑战。因此，在今后的工作中，笔者将继续努力，力争采取更为简单、经济、有效的技术措施，达到控制大体积混凝土裂缝的目的。
参考文献
[1] 谢荣华.高层建筑大体积混凝土裂缝的防治.大众科技，2005，11.
[2] 唐杰锋，吴胜兴，吉春明.高层建筑基础底板温度裂缝控制方法的综合研究.建筑技术，2004，4.