关于大体积混凝土裂缝控制问题的探讨

关于大体积混凝土裂缝控制问题的探讨

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摘要:随着社会经济的飞速发展,建筑业也在快速的得到发展,由于高层建筑、大型项目越来越多,而高层建筑的基础常常采用大体积混凝土结构,与此同时,大体积混凝土的质量问题也频繁出现,尤其以大积混凝土施工时生产的有害裂缝最为突出。如何控制大体积混凝土的施工裂缝,保证施工质量和结构安全也就成了重要问题。本文就关于大体积混凝土裂缝控制问题进行分析探讨。

关键词:大体积混凝土;裂缝问题;控制措施

凝土结构是现代建筑比较常用的建筑结构方式,混凝土结构建筑的显著优点是建筑结构整体稳定性强、工程施工材料来源范围广、工程建设完工后维护费用低等。但混凝土结构建筑施工工艺比较复杂,施工技术要求高,混凝土施工任何一个环节出现问题都有可能造成混凝土出现裂缝病害,轻者会影响建筑的美观性,严重者会影响建筑结构的稳定性和安全性,甚至会因混凝土结构裂缝过于严重造成建筑物坍塌事故,危机人们的生命财产安全。因此,加强对混凝土裂缝产生的原因进行分析和探讨,提出有效的裂缝控制措施具有积极的现实意义。

1大体积混凝土裂缝的主要分类及成因

1.1温度裂缝

温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。混凝土浇筑后,在硬化过程中,水泥水化热量大,而且聚集在内部不易散发,浇筑初期混凝土内部温度显著提高,而表面散热较快,这形成较大的内外温差,混凝土内部产生压应力,而表面产生拉应力,如内外温差超过25℃,则混凝土表面会产生裂缝。在浇筑后期,当混凝土内部逐渐散热冷却产生收缩时,由受到基底或已浇筑混凝土的约束,接触处将产生很大的拉应力,当拉应力超过混凝土当时龄期的极限抗拉强度时,便会产生裂缝,甚至贯穿整个混凝土断面,危害严重。

1.2干缩裂缝

混凝土干缩主要和混凝土的水灰比、水泥的成分和用量、粗细集料的性质和用量等有关。是混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果。一般说来掌握好混凝土的配比,做好养护即可防止此类裂缝的发生。

1.3收缩裂缝

混凝土在空气中凝结时体积减小的现象称为混凝土收缩。混凝土的收缩引起收缩裂缝。收缩的主要影响因素是混凝土中的用水量和水泥用量,用水量和水泥用量越高,混凝土的收缩就越大。引起混凝土的裂缝主要有塑性收缩、干燥收缩、自身收缩和碳化收缩等。在大体积混凝土里,即使水灰比偏高,自身收缩量值也不大,但是它与干燥收缩叠加到一起,就会使应力增大,在混凝土中产生拉应力,使得混凝土开裂。

1.4沉陷裂缝

沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软,或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致。地质的原因多由勘察设计部门工作疏漏,施工单位又未引起重视而造成。

2大体积混凝土裂缝问题的控制措施

2.1精心设计混凝土配合比

设计大体积混凝土强度等级时,可以利用混凝土60d或者90d的强度作为混凝土配合比设计、强度评定及工程验收的依据。因此既要保证设计强度,又要大幅度降低水化热;既要使混凝土具有良好的和易性,又要降低水泥和水的用量。所以,在综合考虑各种影响因素下,应尽量选择普通硅酸盐水泥或者中低热硅酸盐水泥,通过试验选择合适外加剂,控制水灰比,在满足混凝土强度和施工基础上减少水泥用量。严格控制骨料质量,使用连续级配碎石,加大骨料粒径,增加骨料用量。采用优质活性掺合料。

2.2从设计构造方面采取技术措施

在进行施工设计时,大体积混凝土的设计构造要符合工程及施工的要求。在遇有约束作用较大的岩石类地基或较厚的混凝土垫层时,可在地基或垫层与基础的接触面上或于两端四分之一基础全长的区段内,铺设滑动层用来减少滑动应力。同时还可以混凝土上涂刷一层3~5mm厚的沥青胶,或干铺两层沥青油毡或铺设厚50左右的黄砂或石屑作为隔离层,以缓和地基对基础收缩时的侧向压力。在大体积混凝土结构的孔洞或截面突变处,由于温度和收缩作用,会产生应力集中而导致开裂,应采取增配钢筋或设置过渡段的技术措施避免应力集中。

2.3混凝土浇筑与振捣

浇筑大体积混凝土宜选择较适宜的温度,尽量避开炎热天气。夏季可采用低温水或冰水搅拌混凝土,对骨料用冷水雾、冷气进行预冷,骨料、运输工具设置遮阳设施,以降低混凝土入模温度。混凝土入模时,要采取措施加强模内通风,加速模内热量散失。也可以在模内予埋冷却水管,用循环水降低混凝土内部温度,进行人工导热。

混凝土浇筑宜采用往返覆盖薄层推移、斜坡自流的浇筑工艺,覆盖时间控制在4h以内,尽量采用一次性连续浇筑,不留施工缝。每层浇筑厚度不宜超过300mm,以加快热量散发,并使温度分布较均匀,同时也便于振捣密实。上层混凝土覆盖要在下层混凝土初凝之前进行。混凝土振捣采用二次振捣工艺,以提高混凝土的密实度和抗拉强度,以减少收缩,并有利于散热。严格控制振捣时间和插入深度,保证前后振捣能塑性闭合,振捣搭接范围50~100mm,混凝土浇筑到设计标高后,对表面进行拍打密实。之后适量撒铺碎石,用铁辊碾压数遍,使碎石与混凝土表面层结合紧密,用刮杠刮平,待终凝前进行二次抹面,以减少表面收缩裂缝。

在岩石地基或厚大混凝土面层上浇筑大体积混凝土时,可在岩石或老混凝土面层上浇沥青并撒铺5mm厚砂子或铺两层沥青油毡,以消除或减少约束作用。

2.4加强施工温度控制

施工温度是造成大体积混凝土产生裂缝的主要原因之一,所以在施工过程中要严格控制施工温度,一般混凝土施工时温度差应控制在20-25℃范围内;在保证混凝土强度的基础上尽可能地降低混凝土的入模温度;高温下施工应在施工点上方搭设遮阳棚等装置;在大体积混凝土内部设置降温水管,避免混凝土内部水泥发生水化热热量大量集聚,收缩变大而产生裂缝。

2.5加强混凝土的保湿保温养护

从养护方面着手,在尽量减少混凝土内部温升的前提下,提高混凝土的表面温度,应加强对大体积混凝土的养护,以保持适宜的温度和湿度条件,减少混凝土表面的热扩散,减少内外温差。由于混凝土中形成的膨胀结晶钙矾石需要大量的水,否则就影响膨胀效能,因此在每一块混凝土浇注、抹面完成后,为防止混凝土在硬化工程中出现表面龟裂现象,要及时进行二次抹面处理。在混凝土初凝以后,终凝之前,先人工用木抹拍打,使混凝土的浆液渗出;然后再用力进行抹压,直至抹压平整:混凝土浇筑完毕后不宜立即浇水,以免降低混凝土表面温度而加大混凝土内外温差,引起早期收缩裂缝,当混凝土浇筑完后的3—5d内,可用一至二层塑料薄膜覆盖,按计算的厚度覆盖保温材料,水化热高峰期过后即应浇水保温保湿养护,时间不少于两周,养护工作要派专人负责。

结束语

由于大体积混凝土在建筑物或者构筑物中,多作为基础、承台或者梁柱等重要结构部分,因此其控制大体积混凝土施工裂缝的产生对于确保建筑物或者构筑物施工质量,提高其可靠性具有重要的作用。合理的选择混凝土生产原材料,科学的选择设计方法进行配比设计,并提高大体积混凝土的施工工艺水平,完善养护检测手段是预防大体积混凝土裂缝的有效途径,对于提高建筑物或者构筑物整体施工质量也具有非常重要的作用。

参考文献

[1]浅析大体积混凝土裂缝的控制[J].沙志国.门窗.2014(08)

[2]浅谈大体积混凝土施工中的裂缝控制[J].曾晓虹.四川水泥.2014(07)

[2]大体积混凝土底板的裂缝控制研究[J].曾亮.四川水泥.2017(10)

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