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摘要:混凝土是以胶凝材料、水、细骨料、粗骨料、需要时掺入外加剂和矿物掺合料,按适当比例配合,经过均匀拌制、密实成型及养护硬化而成的人工石材。在施工过程中,经常发现混凝土结构在成型后,出现各种裂缝。笔者在文中针对大体积混凝土施工裂缝的成因进行了分析,提出了一些预防与控制大体积混凝土施工裂缝的措施,旨在为我国的建筑行业贡献自己的绵薄之力。
关键词:建筑工程;大体积混凝土;裂缝成因
前言:
现阶段大体积混凝土施工技术在建筑行业的应用越来越广泛。而针对这些大体积混凝土来看,因为其体积通常都非常巨大,引发了结构与尺寸方面的问题。不管是出于安全方面来进行考虑,或是从受力角度方面来考虑,抑或是针对整个建筑项目的质量来分析,其都是不容有错的。因此强化建筑工程大体积混凝土裂缝成因及控制对策分析研究十分重要。
混凝土裂缝的危害
1建筑工程大体积混凝土施工特点及裂缝危害
建筑中,超高层以及高层的建筑都需要应用大体积混凝土,所以,在进行基础工程时,基本上都是浇筑大型的混凝土工程。例如,在建筑高层建筑时,其筏式基础、箱形基础以及厚重的承台都是大体积混凝土工程。这些大型的混凝土工程在结构上具有体形大、结构厚、钢筋密,技术要求高、施工条件相对比较复杂的特点,除了要达到刚度、强度、耐久性和整体性的要求外,还要注意控制和防止其变形、温度应力、裂缝等问题的出现[1]。而若是建筑工程大体积混凝土施工出现裂缝,则会产生多种危害,①给建筑物的某些功能带来损害,例如会使贮水的建筑物出现漏水的情况。②会带来破坏的因子,所以会减少使用寿命,例如钢筋被碳化或者锈蚀。③影响混凝土的相关性能,例如密实度以及强度等。④减弱结构刚度。⑤损坏表面性能。⑥引发安全事故。
2建筑工程大体积混凝土裂缝成因分析
首先温度和湿度的变化是引起混凝土裂缝的主要原因。混凝土在硬化期间,水泥会放出大量水化热,内部温度不断上升,在表面引起拉应力;在后期降温过程中,由于受到基础或老混凝土的约束叉会在混凝土内部出现拉应力;同时气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时,便会出现裂缝,即混凝土裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢,但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。表面干缩形变受到内部混凝土的约束,往往也会导致裂缝。其次,混凝土是一种脆性材料,抗拉强度是抗压强度的1/10左右,短期加荷时的极限拉伸变形只有(0.6~1.0)×104,长期加荷时的极限位伸变形也只有(1.2~2.0)×104.由于原材料不均匀,水灰比不稳定及运输和浇筑过程中的离析现象,在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的,存在着许多抗拉能力很低,易于出现裂缝的薄弱部位。在钢筋混凝土中,拉应力主要是由钢筋承担,混凝土只是承受压应力[2]。在素混凝土内或钢筋混凝土的边缘部位,如果结构内出现了拉应力,则须依靠混凝土自身承担。一般设计中均要求不出现拉应力或者只出现很小的拉应力。但是在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度,往往在混凝土内部引起相当大的拉应力。有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力,因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。
3建筑工程大体积混凝土裂缝控制措施
3.1控制温度
在建筑工程施工的进程中,必须要明确外界的环境对于大体积混凝土裂缝产生的影响,混凝土在浇筑的时候必须要选择外界温度适当的时候实施,倘若外界温度过高,则会提升混凝土的入模温度,从而提升混凝土的温度应力。如施工时外界环境温度剧烈变化(如温度骤降等),应采取相应的保护措施(如覆盖养护等)对混凝土结构实施保护,避免因为巨大的温差变化导致混凝土结构出现裂缝。①减少混凝土中的水泥用量,改善骨料级配,优化混凝土配合比。在大体积混凝土中掺入一定量的粉煤灰,可以增加混凝土的密实度,提高抗渗能力,改善混凝土的工作度,降低最终收缩值,利用粉煤灰作混凝土的掺合料,降低大体积混凝土的水泥水化热引起的内部温升,提高混凝土的后期强度及其抗裂能力;②降低混凝土的浇筑温度,拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却;③减少浇筑厚度,利用浇筑层面散热(热天浇筑);④埋设水管,冷水降温;⑤规定合理拆模时间,气温骤降时做好混凝土表面保温措施,避免混凝土表面发生急剧温度梯度;⑥在寒冷季节,对在施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构,采取保温措施。
3.2原材料的控制
建筑工程中的大体积混凝土结构中,做好原材料控制也是避免大体积混凝土裂缝产生的有效措施,对比笔者提出以下几个方面的建议。①水泥,由于大体积混凝土结构截面大,水泥用量多,水泥水化所释放的水化热会产生较大的温度变化和收缩作用,由此形成的温度收缩应力是导致钢筋混凝土产生裂缝的主要原因。因此在施工当中应运用前期水化放热量非常低的水泥。水泥的水化放热量属于水泥颗粒细度和矿物成分之间的函数,所以必须要降低水泥自身的水化热[3]。②粗骨料,施工进程中应当尽量选择粒径适量的粗集料(碎石)。粗集料属于混凝土当中的支撑骨架,必须要通过水泥产生的胶结作用才可以形成一个有机的整体。所以,混凝土当中最为薄弱的地方就是水泥浆体与粗集料所形成的界面过度部分。针对低强度等级的混凝土来说,粗集料自身的颗粒程度越大,需求的粘结的水泥浆体也就越低,需要用到的水泥也就越少。③细骨料,必须要严格控制建筑施工用砂的具体含泥量。细集料当中的含泥量越高,会导致混凝土自身结构发生收缩变形的几率就越高,混凝土结构出现裂缝的几率也就高得多。所以,细骨料中应当采用较为干净的中粗沙。
3.3采用切实可行的施工工艺
要设计一套科学合理的施工工艺,同时要注意改善下面的施工工艺。①要依照大体积混凝土结构物自身的尺寸来选择对应的建筑工艺,同时选择适合的浇筑时间。并且尽可能降低外界温度等外界条件对于混凝土建筑产生的影响,从而保障大体积混凝土结构可以一次性浇筑成功,不会发生断层的情况。②选择适合的振捣器械与振捣时间,从而保障施工进程中不发生漏振与过振的情况。③在混凝土振捣结束的初凝前,针对混凝土实施二次压实与抹面,尽可能降低大体积混凝土裂缝的出现率。④依照具体建筑工程结构的实际温度的检测状况,将混凝土自身与外界温度的差距、混凝土自身的内标温差作为考察的对象,从而选择适合的拆模时间。⑤针对大体积混凝土的结构实施科学合理的养护,混凝土养护的核心是防止混凝土早期表面失水,同时养护可以补充混凝土早期水化需要的水分,有助于水泥水化的进行。混凝土路面、桥面或地面施工,塑性收缩裂缝是长期困扰的问题。过去混凝土泌水量大,一般采用二次收浆,然后开始养护,防止塑性收缩裂缝。
总结:
大体积混凝土施工之前的各个工序对大体积混凝土的施工也是非常重要的,前期材料的选择、混凝土施工过程中的混凝土振捣、测温和施工裂缝的预防都对大体积混凝土工程的质量有很重要的影响。只有在施工过程中要对每一个环节严格把关,才能够建造出优质的工程。
参考文献:
[1]朱艳男.高铁桥梁工程大体积混凝土裂缝成因及控制措施[J].价值工程,2016,33(28):133-134.
[2]李世杰.建筑工程大体积混凝土裂缝的成因与防治措施探析[J].科技创新与应用,2016(22):230.
[3]李建平.建筑工程大体积混凝土裂缝的成因与防治措施探析[J].中华民居(下旬刊),2016(02):441.