高层建筑基础筏板混凝土施工中的温控措施优化研究

一、引言

随着城市化进程的加速，高层建筑在城市建设中占据重要地位。基础筏板作为高层建筑的关键承重结构，其施工质量直接关系到建筑整体的稳定性与安全性。在基础筏板混凝土施工过程中，由于混凝土体积大、水泥用量多，水泥水化产生的大量热量难以快速散发，导致混凝土内部温度急剧升高，与表面形成较大温差，进而产生温度应力 。当温度应力超过混凝土的抗拉强度时，就会引发裂缝，严重影响基础筏板的耐久性和承载能力。因此，研究并优化高层建筑基础筏板混凝土施工中的温控措施，对保障工程质量、延长建筑使用寿命具有重要意义。

二、高层建筑基础筏板混凝土温度裂缝成因分析

2.1 水泥水化热影响

水泥水化是一个放热过程，基础筏板混凝土体积庞大，水泥用量众多，在水化过程中会释放出大量的热量。由于混凝土的导热性能相对较差，内部产生的热量难以迅速地散发出去，这导致混凝土内部温度持续上升，与表面形成显著的温差。这种温差会在混凝土内部产生压应力，而在表面则形成拉应力。当这种拉应力超过了混凝土本身的抗拉强度时，就会导致裂缝的产生。

2.2 温度变化与收缩作用

在混凝土硬化的过程中，除了水泥水化热引起的温度变化外，外界环境温度的波动也会对混凝土产生显著的影响。混凝土在降温过程中会发生收缩，而基础筏板由于受到地基和已经浇筑好的混凝土的约束，其收缩变形会受到限制，从而在混凝土内部产生收缩应力。除此之外，混凝土的干燥收缩和塑性收缩也会进一步加剧裂缝的发展。

2.3 混凝土原材料与配合比因素

混凝土原材料的性能以及配合比的选择对其温度特性和抗裂性能有着重要的影响。例如，如果水泥品种和强度等级选择不当，可能会导致水化热过高；骨料的级配如果不良，空隙率较大，这将导致水泥用量的增加，进而增加水化热；水胶比如果过大，不仅会降低混凝土的强度和抗裂性能，同时也会增加混凝土的收缩变形。

2.4 施工工艺与养护不当

在施工过程中，如果混凝土浇筑速度过快、振捣不密实，这会导致混凝土内部产生空洞和气泡，从而降低混凝土的密实度和均匀性，影响其抗裂性能。此外，如果养护措施不到位，比如养护时间不足、保温保湿效果差，这会导致混凝土表面水分散失过快，加速收缩变形，从而引发裂缝。

三、高层建筑基础筏板混凝土施工温控措施优化

3.1 原材料选择与配合比优化

在选择水泥时，优先考虑使用水化热较低的中热硅酸盐水泥或低热矿渣硅酸盐水泥，这样做是为了降低混凝土在水化过程中产生的热量，从而减少混凝土内部的温度升高。对于骨料的选择，推荐使用粒径较大、级配良好且含泥量低的碎石作为粗骨料，而细骨料则采用质地坚硬、颗粒级配良好的中粗砂，目的是为了减少混凝土中的空隙率，进而降低水泥的用量。此外，合理地掺加矿物掺合料，例如粉煤灰、矿渣粉等，这些掺合料不仅可以降低水泥的水化热，还能改善混凝土的工作性能，提高混凝土的后期强度和抗裂性能。在配合比设计的过程中，应确保在满足混凝土强度和工作性要求的前提下，尽量降低水胶比，减少水泥用量，同时控制混凝土的收缩变形。

3.2 施工工艺改进

在混凝土浇筑的过程中，采用分层分段的浇筑方法，合理控制浇筑的厚度和速度，以避免混凝土内部热量的过快积聚。在分层浇筑时，每层的厚度不宜过大，通常控制在 30 至 50 厘米之间，层间浇筑的时间间隔应根据混凝土的初凝时间来确定，以确保上下层混凝土在初凝前能够良好地结合。同时，加强了混凝土的振捣工作，使用插入式振捣棒，并确保快插慢拔，避免漏振和过振，以保证混凝土的密实度。此外，还采用了二次振捣和二次抹面工艺，以消除混凝土表面的早期塑性裂缝，提高混凝土表面的密实度。

3.3 温度监测与控制

在基础筏板混凝土内部埋设了温度传感器，以便对混凝土内部温度和表面温度进行实时监测。根据监测到的数据，会及时调整温控措施，例如当混凝土内外温差超过 25^∘C 时，会采取加强保温、延缓散热等措施。可以在混凝土表面覆盖保温材料，如棉被、草帘、塑料薄膜等，以减少表面热量的散失；同时，在混凝土内部埋设冷却水管，通过循环冷却水带走内部热量，从而降低混凝土内部温度。同时，也会合理控制冷却水的流量和进出水温度，以避免混凝土内部温度下降过快，从而产生较大的温度应力。

3.4 养护措施加强

混凝土浇筑完成后，会及时进行养护，确保养护时间不少于28 天。在养护初期，主要以保湿为主，可以采用覆盖塑料薄膜、洒水等方式，保持混凝土表面湿润，防止水分蒸发过快。在养护后期，会根据环境温度的变化，采取保温措施，如覆盖保温材料，以减少混凝土表面温度与环境温度的温差。对于大体积混凝土，还会采用蓄水养护方法，在混凝土表面蓄水，利用水的保温性能，减小混凝土内外温差，同时为混凝土的水化反应提供充足的水分。

四、优化温控措施的工程应用效果分析

在某高层建筑的基础筏板混凝土施工过程中，采用了经过优化的温度控制措施。在施工的各个阶段，通过实时的温度监测系统，密切跟踪混凝土内部的温度变化。监测结果显示，混凝土内部的最高温度被成功地控制在了 65^∘C 以下，同时，混凝土内外的温差始终保持在 25^∘C 以内，这一温差控制在了安全的范围内。工程完工后，对基础筏板进行了仔细的检查，结果令人满意，没有发现任何明显的温度裂缝。此外，混凝土的强度和耐久性指标均达到了设计规范的要求。这些实践结果充分证明，优化后的温度控制措施能够有效地降低混凝土内部的温度，显著减小由于温度变化引起的应力，从而极大地提高了基础筏板混凝土的施工质量。

五、结论

高层建筑基础筏板混凝土施工中的温控是保障工程质量的关键环节。通过对温度裂缝成因的分析，从原材料选择、配合比设计、施工工艺改进、温度监测与控制以及养护措施加强等方面进行温控措施优化，能够有效降低混凝土内部温度，减小温度应力，防止温度裂缝的产生 。在实际工程中，应根据具体情况，综合运用各项温控措施，并加强施工过程管理和温度监测，确保基础筏板混凝土施工质量，为高层建筑的安全稳定运行奠定坚实基础。未来，还可进一步结合新材料、新技术，不断完善高层建筑基础筏板混凝土施工的温控技术体系。

参考文献

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