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摘要:大体积混凝土施工作业难度更高,因为应用的混凝土材料较多,在水泥集中水化放热情况下,导致结构内外温度差增大,形成较大温度应力,一旦温度应力超出结构可以承受的最大限度,就会发展成裂缝,削弱工程结构整体性能。除此之外因为工艺不规范、条件控制不当等也会造成结构裂缝,务必要在施工时做好综合分析,制定科学可行的方案,对整个施工过程进行可靠控制,及时消除存在的各类隐患。
关键词:建筑工程;大体积混凝土;裂缝控制
1大体积混凝土施工产生裂缝的主要原因
1.1温度原因
温度应力是导致大体积混凝土产生开裂的最主要原因。温度的突然变化会使混凝土的自身结构发生膨胀或者收缩,这就使混凝土的内部结构产生了一定强度的温度应力,当温度应力随着温差的增加而不断增强时,就可能使混凝土产生一定程度的裂缝。在大体积的混凝土完成浇筑工作之后,混凝土的内部水泥会发生一定的水化反应,这种反应会产生出大量不容易挥发和散出的热能,这就使混凝土内部的温度迅速升高。当混凝土的内外部温差超过25℃时,混凝土就会受到外界各种混凝土的约束,一旦这种约束超过了其所能承受的抗拉强度时,就会导致混凝土的外部产生明显的裂缝。
1.2锈蚀原因
如果混凝土的保护层厚度不符合相关质量要求,就可能会因为二氧化碳的碳化与侵蚀,从而使钢筋受到一定程度的锈蚀,导致钢筋的表面氧化膜遭到破坏。此时,混凝土中的氧气、水分就会和钢筋里的铁离子发生作用,并产生出氢氧化铁,进而引起锈蚀现象,随着锈蚀物体积的不断扩大,混凝土周围的膨胀应力也会迅速增加,这就导致混凝土出现不同程度的剥离和开裂问题。此外,混凝土在受到锈蚀以后会大大减弱钢筋的有效横断面面积,从而使整个混凝土结构的承载力降低。
1.3收缩原因
大体积混凝土会在凝结和硬化过程中不断蒸发水分。其表面的水分挥发速度比较快,因此,体积收缩就会比较大,但其内部的水分挥发缓慢,就使得体积收缩较小。当混凝土的内部和外部的变形收缩程度不一致时,其表面的变形就会受到内部的约束和限制,这就使混凝土结构出现拉应力,这种应力就可能导致混凝土裂缝的产生。此外,如果没有做好混凝土的养护工作,使水泥的水分大量流失,凝胶孔液面不断降低,混凝土就会因为干燥效应而引起自身的收缩。混凝土的内部水分不足或是养护不到位会引起结构细孔的内部出现负压,从而出现一定程度的收缩裂缝。
2大体积混凝土裂缝控制要点
2.1原材料质量控制
2.1.1水泥
作为混凝土主要原材料,施工用水泥性能和质量是否达标,在根本上决定了混凝土施工质量。并且,如果所选水泥规格和型号不合适,在施工后会产生大量的水化放热,增大混凝土内外温度差,使得裂缝产生的可能性提高。因此在前期需要提高对水泥选择的重视,选择应用水化热偏低的水泥,并科学设计水泥用量,可以适当的应用粉煤灰来代替水泥,减少整体施工中水泥用量,避免水泥水化放热过于集中难以控制而形成裂缝。
2.1.2外掺料
粉煤灰为最常见的外掺料,主要目的是来降低大体积混凝土的水化热。同时适量的掺加粉煤灰,还可以在一定程度上来提高大体积混凝土的抗渗性能,对改善施工质量具有良好的辅助功能。并且,粉煤灰的应用还可以改变混凝土和易性,促使混凝土质量能够更长时间的维持均衡状态。
2.1.3外加剂
最为常见的外加剂为高效缓凝减水剂,不仅可以通过降低水泥用量来控制水化放热总量,同时还能够延长混凝土凝固时间,减少大体积混凝土结构体积的变化,避免裂缝的产生。
2.2施工温度监测
在进入到施工后,需要安排专门的人员来对整个施工过程进行温度监测,做好详细记录,为温度控制提供准确数据支持,以免内外温度差过大而形成裂缝。整个监测流程为安排技术人员、设置测温孔、安装温度监测定时器、记录监测结果,并绘制温度变化曲线图,随时掌握混凝土施工温度变化状态。一般大体积混凝土施工温度监测分为直接测量和间接测量两种,然后将测量得到的温度数据输入到专业软件内,利用公式进行计算,并将计算结果作为温度控制的依据。其中,直接监测法的实现需要有专业仪器设备作为支持,实时采集混凝土温度信息,根据监测结果来调节入模温度,作为解决混凝土裂缝问题的重要保障。
2.3混凝土浇筑控制
大体积混凝土浇筑作业量较大,想要保证在规定工期内完成所有浇筑作业,需要保持较高的作业效率,但同时还需要重视质量控制,以免产生裂缝。因此需要基于实际条件对大体积混凝土浇筑作业进行科学规划,制定严格的浇筑流程以及施工方案,为正式施工提供依据和进行约束,确保整个浇筑过程的连续性。最为常见的工艺方法为分层、分段、分缝式区域交错浇筑,其中要保证浇筑时控制好浇筑速度,且避免对钢筋、模板造成影响。其中,在进行分层分面浇筑时,要求控制好每层浇筑时间,即要求在第一层全面浇筑完成且未初凝,并将中间热量全部释放完全后,才可进行第二层浇筑,逐层完成所有浇筑作业[3]。现场浇筑施工时,可以综合各方条件,确定浇筑方法,例如从中间相两端、从两端向中间等顺序,在保证作业效率的同时,提高浇筑质量,减少施工裂缝的产生。
2.4后期养护工艺
在完成所有施工环节后,需要对大体积混凝土进行可靠养护,科学调节温湿度,减少裂缝的产生。一般应确保混凝土内外温度差不超过20℃,在混凝土结构具有较强抗裂性能的同时,可以将温度差放宽到24℃以内。实际施工中最为常见的降温方法为内部是设置冷水管,利用冷水循环来降低混凝土内部温度。另外,保温方法则可以对大体积混凝土覆盖草垫,降低表面散热速度,提高混凝土强度。同时,还需要对混凝土表面进行洒水养护,以免短时间内水分损失过快而形成裂缝。
2.5对施工过程的温度进行合理的控制
想要避免大体积混凝土出现严重的裂缝问题,还需要在对其进行施工建设的过程中,重点控制其入模的温度,施工的最高温度以及养护温度等。首先,需要对于大体积混凝土的入模温度进行充分的控制,其温度的控制则受各种施工材料初始湿度的影响。想要实现对其进行有效控制,还要在对施工材料进行拌合时加入适当的冷水。在外界气温较低时对混凝土进行浇筑工作。其次,要对高温进行有效的控制。要能够对混凝土的内部预埋水管,并利用冷却水管中的水流通实现制冷,有效的吸收混凝土中的水泥水化热吸收,使得其水化热温度能够有效的降低,对养护温度进行控制。
结束语
大体积混凝土施工裂缝问题非常普遍,为提高施工综合效果,必须要提高对此方面的重视,分析总结裂缝产生原因,然后基于技术角度,采取可靠措施来对整个施工过程进行控制优化,保证每个环节落实的规范性,消除各项因素对施工作业带来的干扰,将混凝土内外温度差控制在允许范围内,避免因为温度应力过大而形成裂缝。
参考文献:
[1]夏玲.大体积混凝土施工的裂缝控制研究[D].湖北工业大学,2017.
[2]符禾根.高层建筑施工中大体积混凝土裂缝的防治措施[J].建材与装饰,2015(51):21-22.
[3]王前.探析大体积混凝土施工中的裂缝控制方法[J].河南建材,2015(06):75-76.