浅析高层建筑结构转换层大体积混凝土的施工技术

　　摘要：转换层混凝土的施工主要是为了防止混凝土裂缝的出现，而为了防止裂缝的产生，在施工过程中主要是要控制好混凝土的温度。本文主要结合工程实例，对转换层结构施工的有关问题进行简要的分析。

　　关键词：建筑工程;大体积混凝土;裂缝;温度控制

　　1工程概述

　　某建筑工程总面积为47200m2，由主楼和裙房两部分组成，主楼地下二层，地上3O层，裙房地下二层，地上4层。该工程结构形式为底层大空间剪力墙结构，5层以下为框支结构，第5层设置厚板转换层，5层以上为短肢剪力墙结构。转换层板厚为1650mm，框支梁高分别为185Omm、190Omm，板顶标高为+20.000m。梁的受力钢筋为Φ32，Φ36，Φ40不等，箍筋为Φ14，厚板的受力钢筋为双层双向Φ25@12O钢筋。厚板及混凝土强度等级为C50配合比如表1，混凝土一次浇筑成型。

　　表1高层商住楼的混凝土配合比

　　注：①本配合比所使用材料为干材料，使用单位应根据材料实际含水量情况随时进行调整

　　②原材料及所加外加剂或掺和料发生变化时，本配合比无效。

　　2转换层混凝土的配合比设计

　　(1)水泥的选用：优先选用水化热低的矿渣硅酸盐水泥或火山灰硅酸盐水泥：掺入粉煤灰或沸石粉，降低水泥的用量，使用水化热相应降低;掺入减水剂，减少水的用量，使混凝土缓凝推迟水化热峰值的出现，使升温延长，降低水化热峰值，使混凝土表面温度峰值梯度减小。

　　(2)粉煤灰：为了减少水泥的用量，可掺入水泥用量10%的粉煤灰取代水泥，粉煤灰不得超过《矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰质硅酸盐水泥》(GB1344—85)所规定的最高限量。

　　(3)减水剂：为了满足和易性和减缓水泥早期水化热发热量的要求，宜在混凝土中掺入适量的缓凝型减水剂。常用的有木质素减水剂、蔡系减水剂、树脂系减水剂等。在转换层大体积混凝土加入的主要是木质素磺酸钙(又称M型减水剂)，在保持混凝土配合比不变情况下，掺与水泥质量0.2～0.3%的M型减水剂可使坍落度提高10mm左右保持混凝土的抗压强度和坍落度不变，一般可节约水泥8～1O%保持混凝土坍落度和水泥用量不变，其减水率为1O%左右，抗压强度提高1O～15%。

　　(4)其它外加剂：除了加入减水剂外，对于有些转换层混凝土还要根据需要加入其它外加剂如引气剂、膨胀剂(JEA膨胀剂)、泵送剂、杜拉纤维、钢纤维、聚丙烯纤维等。

　　3转换层混凝土的浇筑

　　混凝土浇筑前应事先根据工程的特点确定浇筑方案，科学的浇筑方案既能保证工程质量，又能做到省时省工。根据转换层结构的特点，应按下列步骤确定浇筑方案：

　　(1)转换层的竖向结构和水平结构分开浇筑，先竖向的柱墙结构，后水平结构(梁、等板)。

　　(2)混凝土的浇筑方向应先中间、后周边，向两个方向推进，转换梁、板混凝土采用“一个坡度，薄层浇筑，一坡到顶，循序渐进”的原则。一方面，这样浇筑加大了混凝土部分工作面的面积，有利于混凝上部分水化热排出，另一方面，也有利于降低混凝土浇筑时模板的侧压力。

　　(3)节点部位的保证措施。转换层中梁、柱、墙节点部位钢筋过于密集，为确保此部位的混凝土浇筑密实，须采取以下措施：①采用同标号的细石混凝土浇筑上述部位;②对局部钢筋过于密集处要作适当调整，确保插入式振动器有足够的工作界面;③浇筑过程中安排专人检查墙、柱等竖向结构的侧模，如发现墙、柱混凝土浇筑到位后模板经敲击发出空响声，则应立即通知混凝土浇筑人员，对此部位加强振捣，并补浇混凝土，确保混凝土浇筑密实;④墙、柱混凝土浇筑完后，应加强对混凝土的养护，并建立备忘录。

　　(4)大体积混凝土的测温极其重要，转换层混凝土浇筑可以通过测温来了解混凝土的内部变化情况。测温的方法是通过在混凝土的内部埋设热电阻传感器，用测温仪进行量测。根据混凝土水化热温升规律确定测温时间大约为1O～14d，测温分为两个阶段。第一个阶段为升温阶段，自混凝土的终凝后开始测温至混凝土的最高温度;第二个阶段为降温阶段，自混凝土最高温度到混凝土中心温度为4O℃左右。各测点温度测量前72h每3h测一次，72h后每6h测一次，并做好测温记录，及时分析测温结果，以便调整混凝土的养护措施。

　　(5)混凝土的养护。转换层混凝土初凝后、上表面立即覆盖塑料薄膜和草袋子并浇水养护，不宜浇水过多，保持混凝土的湿润即可。厚板侧面及底面采用保留模板的方法养护，部分钢模板的部位要采用外包塑料薄膜和干草袋的方法保温，养护时间不少于14d。

　　4大体积混凝土产生裂缝的原因

　　引起混凝土裂缝的原因很多，尤其在转换层大体积混凝上裂缝控制方面如果不采取有力的措施，后果不堪设想，由于转换层大体积混凝土多是高标号混凝土，加有多种外加剂(早强剂、防冻剂、减水剂等)，材料来源广泛，成分多样，施工工序繁多，硬化又需要较长的时间，其中的某一个环节出现问题均可能引起混凝土开裂。目前常见转换层混凝土开裂原因来看主要有以下几种：①荷载;②施工不当;③材料不良;④温差;⑤混凝土的收缩。

　　在国内外混凝土规范只对荷载引起的裂缝建议了计算公式，对其他原因产生的裂缝，主要规定构造措施。由于转换层大体积混凝土温度是影响转换构件的主要因素，本文将重点对由于温度引起的裂缝问题进行探讨。

　　5大体积混凝土的温度控制

　　混凝土采取保温养护，有两种做法。一种是在冬季寒冷气温下，为使混凝土不被冻坏，而保持正常硬化，或在寒潮作用下，不出现温度陡降，使混凝土急剧冷却 (或受冻)，因此对混凝土表面要采取措施。另一种是在春秋气温情况下，为了减少混凝土内外温差，延缓收缩和散热时间(即使后期缓慢地降温)，使混凝土在缓慢的散热过程中获得必要的强度来抵抗温度应力，同时降低变形变化的速度，充分发挥材料的徐变松驰特性，有效的消减约束应力，使之小于该龄期抗拉强度，防止内外温差过大并超过允许的界限(一般为20～25℃)，导致出现温度裂缝，而采取在混凝土裸露表面适当覆盖保温材料。保温法温控计算包括选定保温材料、计算保温材料需要的厚度。其计算根据热交换原理，假定混凝土的中心向混凝土表面散失热量，等于混凝土表面保温材料应补充的发热量，因而，混凝土表面保温材料所需厚度可按下式计算：

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