大体积混凝土裂缝成因及预防

大体积混凝土裂缝成因及预防

张堃

中国建筑第二工程局有限公司辽宁省沈阳市110000

摘要:在如今发达的21世纪很多建筑企业中都有用到大体积混凝土施工,这种大体积混凝土对于整体性要求比较高,它质量好与坏会直接决定企业建筑结构是否安全,所以进行全面的系统质量监管是很有必要的。施工工程用事实证明即使是运用现代如此发达的技术来制造大体积混凝土的施工也会有不利裂缝的产生,因此制造无裂缝的大体积混凝土也是很有难度的。为了降低有关企业的财产和人力损失,就要减少和防止不利裂缝的产生,对大体积混凝土裂缝成因进行认真、仔细的分析并提出相对性的措施。

关键词:大体积混凝土;裂缝;有效措施

1.大体积混凝土产生裂缝的因素

大体积混凝土产生裂缝的主要几种类型,其中包括水化反应、塑性、干燥、表面和自身收缩裂缝、温差裂缝、安定性裂缝等。

1.1收缩裂缝

大体积混凝土在散热、变硬过程中收缩裂缝的现象会更加明显。外界微小的约束就可以影响到混凝土的收缩,相对应的收缩应力就会在混凝土中形成。每种类型的混凝土都会有一定的抗拉力的限度,当混凝土由于各种因素形成的应力超过了这个特定的限度,这时力就会在混凝土内外制造收缩裂缝。其中在制做混凝土时水泥的类型、水泥用量和搅拌时用水量的多少也会影响到收缩强弱。大体积混凝土制造过程中的水和水泥用量越多,混凝土的收缩裂缝就会越大。水泥的类型中除了一般中低热、粉煤灰水泥的收缩弧度小,其它类型的对混凝土的影响都比较大。

塑性收缩是在温度较高、水与水泥比例和活性都比较低的情况下,表面的出水量会迅速加快,混凝土体内的水分由于不能及时被提供,从而产生的裂缝。但是混凝土体内的水与水泥还处在塑性状态,受到的应力只要稍微加大一点,就会出现各式各样的收缩裂缝。在出现这种情况后需要将混凝土进行浇筑或者进行早期的覆盖养生。

混凝土收缩除了上述影响因素外还有自身收缩。自身收缩是由于水的流失而引发的,这一点上与干缩还是有所区别的。干缩是由于混凝土外部的水的含量因为蒸发散失而减少形成的收缩裂缝,而自身收缩是混凝土搅拌过程中自身内部的水含量降低,从而导致凝胶孔的液面下降,由于凝胶孔的体积变小和混凝土体内的相对湿度降低从而形成自身收缩。

混凝土混和的开始阶段会发生自身收缩现象。因此混凝土自身收缩的过程会在拆除模板之前完成大部分。自身收缩在建筑施工时会作为一项重要的性能指标进行评价,就算水与水泥的比例不高,自身收缩值也不大,但是当它和温度收缩相遇时,就会增加分子与分子之间的自然应力,加大自身收缩裂缝的数目。

1.2温差裂缝

温差裂缝顾名思义就是水泥搅拌过程中所产生的热量从而引起混凝土内部和外部的温差过大。对于大体积混凝土这种现象会更加明显。

大致分为三种,第一种情况是在制作混凝土时拆除模具前后,此时混凝土的表面会随着水分的流失速度的加快导致温度下降很快,形成的温差会产生裂缝;第二种情况是在浇筑升温阶段,就是混凝土浇筑成功后的第3天,这时由于混凝土内有较大的温差产生相对应的应力从而使混凝土产生裂缝;第三种情况是混凝土的内部温度会有一个动态平衡的过程,所谓的内部温差具体是指温度达到峰值而与最终形成动态平衡时的温度或者是最低温度的差值。上述三种情况中,第二种情况引发的内外温差也就是产生水化热的值是最大。

在制作大体积混凝土过程中,当水泥配合比很低和混凝土本身在制做过程中截面积过大,水泥所产生的热量也增大,这时也就会产生较大的温度收缩应。这种原因下产生的裂缝的主要类型分为表面裂缝、贯通裂缝两种。制作混凝土时外部的散热要比内部的散热要快,使混凝土所受到的应力超过本身具有抗拉力的限度,此时就会产生表面裂缝;贯通裂缝是由于应力产生的抗拉强度达到了一定限度,混凝土会因为温差和水分流失引起的体积收缩而变形,再加上外界条件约束下引发的拉应力,这些加在一起会超过混凝土抗拉强度的限度,这时就会产生贯通裂缝。

1.3安定性裂缝

由于制造混凝土时水泥安定性没有满足监管的标准而引发的,通常人们给它叫做龟裂。可以从挑选适宜的钢筋、选用质量好的水泥原料和模板的设计来防止裂缝的发生。同时大体积混凝土完成之后,要做好完成品的保温保湿工作,并且做好温度变化的记录。

2.大体积混凝土控制温度、收缩的有效措施

大体积混凝土裂缝主要是由温差与收缩引发,有效的改善和减少裂缝的产生

2.1降低水泥搅拌时水分流失的热量及变形

(1)在选用原材料水泥配制混凝土时尽量选用低水或者中水的,如矿渣硅酸盐水泥、火山灰质、粉煤灰和复合水泥等

(2)根据实战经验每增加或者减少10kg水泥,产生的热量会使混凝土温度相应上升或者降低1℃。

(3)使用混凝土中砂、石粒径较大、质量良好的集料;掌控砂、石里的含泥量;搅拌加入相对应的脱水剂、有机缓凝剂或加入矿渣硅酸盐等,根据混凝土各个工序施工操作技能来获得质量分布均匀、密实度高的混凝土,水和水泥配合比例降低都可以以达到目的。

(4)在大体积混凝土成型之前在内部埋下冷却水管,通过冷却且循环的水为了降低其体内的温度。

(5)在没有钢筋或者有很少筋的大体积混凝土中,加入砂石的总量小于或等于20%,这样减少砂、石的用量,从而达到降低热量、减少开销的目的。

(6)在拌合时可掺入适量的膨胀剂。加大缓凝孔的体积,减少混凝土内外所受到的应力。

(7)钢筋配制。温度钢筋在工地上大部分都会使用直径为8钢筋,两个钢筋之间15cm,两头都配有钢筋的方法。为了确保各个浇筑层均有温度钢筋就需要在浇筑下层混凝土完成之后再进行上层温度钢筋的捆绑,这时内部钢筋的分布筋做适当调整以此达到目的。

(8)混凝土浇缝。当混凝土的表面积太大时,可以用补偿收缩混凝土进行后浇缝,减小外应力、温度应力和水化热。

2.2减少内外的温度差

(1)不要在温度很高的天气进行浇筑,选择一个适宜的天气也是十分的重要。对于夏季可以用冷水进行搅拌,也可以对砂石喷冷水雾或冷气和覆盖,用于运输材料的工具也应该具备此条件以降低混凝土入模时温度。

(2)加入缓凝型减水剂,如早强型聚羧酸母液等。

(3改善和加强制作混凝土模内的通风量,加速模内水分的蒸发。

2.3进行有效的温度控制

(1)混凝土的浇筑完成后,由于应力作用会随着温度的增长而加大,所以做好保温和保湿的措施是十分重要的。夏季进行覆盖、防晒和保湿,冬期进行覆盖、防冻和保温,避免发生较大的温度差变化。

(2)混凝土体内的应力随时间的增长而减少,设置恰当的拆模时间、加长降温时间和提高降温速度是十分有必要的。

(3)提高测温与温度监测的管理的强度,实行信息化的体制,每时每刻都可以掌握混凝土内外的温度变化,以至于可以做及时调整和措施,使温度梯度和湿度不至过大。

(4)施工程序要有序的进行,在施工过程中混凝土要以均匀的速度进行浇筑,混凝土的高度也不能过大,要及时进行泥土的回填来进行保温保湿措施。

(5)加强管理、提高技术。在原材料的检验,试验的阶段要严格的进行。在施工过程中要严格按照当初制定计划进行施工,要认真仔细的观测温度的变化,并且要进行记录,然后在工作中要做到明确分工,有责任心。

结语

大体积混凝土裂缝的产生有着很多因素的影响。就以现在的施工、技术管理水平来说,要想完全消除大体积混凝土裂缝的问题是不可能。但是我们要针对性的降低混凝土裂缝的产生,并分析造成裂缝的主要原因,再结合自身的特点进行解决和改善,使企业损失可以降到最低。

参考文献:

[1]中华人民共和国住房和城乡建设部.大体积混凝土施工规范GB50496-2009.中国计划出版社,[J],2009

[2]陈辉.大体积混凝土温度裂缝的成因分析及控制措施.混凝土,[J],2006

[3]中国建筑科学研究院.混凝土外加剂应用技术规范GB50119-2003中国建筑工业出版社,[J],2003

[4]同济大学材料科学与工程学院编.大体积混凝土配合比设计、施工与温度控制全套技术.[J],同济大学出版社,2007.6

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