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摘要:随着我国建筑业的发展,大体积混凝土在建筑工程中的应用越来越普遍。在大体积混凝土施工中,需要采取适当的温控措施,来缩小混凝土的内外温差,以减少裂缝现象的发生。本文分析了大体积混凝土裂缝产生的原因,提出了防控措施,并例举了大体积混凝土施工的实例,以供参考。
关键词:大体积;混凝土;裂缝;防控;建筑
建筑工程大体积混凝土的裂缝,不但影响建筑外观,而且对建筑物的使用功能和耐久性会产生一定的影响。因此,如何防控大体积混凝土的裂缝,是每一个工程管理者都应探究的课题。需要工程管理者从根本上重视对大体积混凝土的施工管理。
一、建筑工程大体积混凝土裂缝的分类
1塑性收缩裂缝
刚浇筑的混凝土,在水化热的作用下,其温度都较高。加上夏季气温高与热风的影响,比较容易产生裂缝,因为在风的吹拂下,加快了混凝土表面热量的蒸发速度,使混凝土内外温差加大,从而产生裂缝。这种裂缝一般只发生在混凝土的表面,在混凝土表面5公分以下即不存在。裂缝会降低混凝土的耐久性能,削弱混凝土的强度,并且会锈蚀钢筋。
2干缩裂缝
混凝土硬化凝结的过程中,水泥水化生成物的体积与原来体积相比要小,加上胶凝体失水紧缩与游离水蒸发而使体积变小,当体积变小的收缩受到约束时,就会产生裂缝。干缩裂缝虽然存在与混凝土表面,但是处理不及时,会在其他因素的影响下,演变为严重的裂缝。
3温度裂缝
大体积混凝土在硬化的早期过程中,内外的温度差因水化热的作用而加大,混凝土内部温度要远远高于外部,由于内外温差过大,在混凝土内部产生内应力,由于混凝土内有钢筋,在钢筋的作用下,部分混凝土会对变形产生抵抗,当混凝土的极限抗拉强度小于内应力时,结构就产生开裂。
大体积混凝土浇筑完毕后,表面大面积范围在日光的照射下,温度升高很快,但是内部温度升高缓慢,使内外温度差距加大,产生温度应力,在温度应力的作用下,混凝土表面出现裂缝。还有当天气突然发生变化,致使气温降低,也会使混凝土表面的温度下降,在内部温度变化缓慢的情况下,加大了混凝土的内外温差,也会产生温度应力,出现裂缝。
二、建筑工程大体积混凝土裂缝防控措施
1、做好混凝土面层处理
在大体积混凝土施工中,经常可以看到表面收缩裂缝,应当在混凝土施工中,采取适当的措施加以防控。做好大体积混凝土初凝、终凝之前的抹面,对避免混凝土表面产生收缩裂缝很关键。大体积混凝土的抹面遍数应当根据现场情况适当增加。排除大体积混凝土表面的浮浆后,还须认真处理表面的水泥浆,先用长刮杆刮平,再用木抹子搓压,最后在终凝前,用木抹子压光,使收缩裂缝闭合。
2、做好混凝土养护工作
大体积混凝土抹面完成后,应及时对混凝土进行养护。气温较低时,可采取覆盖草袋子养护,根据大体积混凝土表面的温度情况,来确定覆盖草袋子的层数。夏季气温高时,可进行洒水养护,然后上铺塑料薄膜,要保证塑料薄膜与混凝土之间水分充足。一般每5个小时检查塑料薄膜下的水分一次。
3、设混凝土温度监测点
按照混凝土温度的控制要求,要用保温材料覆盖混凝土的裸露表面,或掌握好模板的拆除时间。在大体积混凝土养护的前期,混凝土的抗压和抗拉强度较低,为了避免由于温度引起的内应力产生裂缝,要及时对混凝土表面进行覆盖,应根据大体积混凝土的温度场分布情况来布控温度监测点,在沿混凝土浇筑块体厚度方向,设置不宜少于5点,以进行混凝土表面温度的控制。测温元件的测量精度要符合要求,测温元件在安装时,位置须准确,并与建筑金属之间做到绝热。一般测温的间隔时间为四小时左右,测量温度的时间不应该小于15天。在测温时,如果发现温度变化较大,应该立即进行调整。
在大体积混凝土养护的后期,混凝土内部水泥的水化已经十分充分,混凝土的强度也有了很大的增长。一般通常情况下混凝土养护20天后强度可达设计强度等级的85%以上,有的甚至更高,此时由于混凝土强度的增加,其内部抵抗裂缝的应力也增加,对裂缝起到很好的抑制作用。
4、降低混凝土的出模温度
为了降低混凝土的出模温度,在施工中,将已经破碎好的冰块加入到混凝土的用水池中,与水混合在一起,来进行混凝土的降温。由于将冰块破碎成颗粒状工作量较大,为减轻工作量,通常将冰块稍加破碎后,就放进混凝土的用水池,经验证,可有效的降低混凝土的出模温度。另外,根据夜间比白天温度低的特点,可采用夜间浇筑混凝土,以降低混凝土的温度,尤其在后半夜,温度更低,这时浇筑混凝土的降温效果要比较好。因此,白天尽量安排别的施工工序,而将混凝土浇筑安排在夜间。
5、设计措施
由于水泥的使用量大,产生的水化热容易引起裂缝,因此,在大体积混凝土配合比设计上,可考虑加入适当的外加剂,在不改变混凝土强度的前提下,减少混凝土中水泥的用量。另外,在大体积混凝土浇筑时,通过合理地设置后浇带将其分割,或者将混凝土结构设计成利于散热的形状,以减少应力集中,达到降温的目的。
6、材料措施
首先,水化热比较低的水泥应优先在大体积混凝土中采用。其次,我们可以增加外加剂粉使用,例如粉煤灰等。为减少混凝土的收缩变形,粗骨料的粒径要大、强度要高,含泥量要符合要求,细骨料的空隙率与表面积要小。
7、混凝土施工控制
浇筑大体积混凝土时,如遇上高温天气,为便于散热,浇筑厚度须适当减少,一般控制在50公分以下。在上层混凝土初凝之前要浇筑下层混凝土,在浇筑过程中,要定时记录与测量混凝土的温度,如果混凝土的内外温差超过25℃,就要采取技术措施调整。
三、工程实例
1、工程概况
某小区A栋楼为框剪结构,地下l层,地上19层,预应力管桩的混凝土基础,承台为C35强度的混凝土,承台混凝土体积3050m3,是大体积混凝土浇筑。
2、混凝土材料控制
为减少承台混凝土的裂缝,降低水化热。经仔细考虑,在本项目中,采用普通硅酸盐水泥,按试验室配比单的要求,每立方米混凝土中水泥用量定为315千克。 水灰比为0.52,加入3%的复合外加剂,以使混凝土的和易性增加。粗骨料选用级配良好的碎石,细骨料选用砂率为37%左右的中砂。混凝土泵送浇筑,坍落度为160 士 20mm ,在混凝土浇筑时,要有专人负责做抗压试块与抗渗试块,试块的取样要由监理与施工单位取样员一同进行,同一组试块的样品,须在同一罐车内取。
3、温度监控
承台混凝土浇筑分为三个施工段,依顺序施工,分层浇筑。为更好地监测承台大体积混凝土的温度情况,本工程在承台平面设了九个测位,每个测位在竖直方向有三个测点,测点数量是27个。通过温度监控,测得混凝土的入模温度是26 ℃,在第4天,混凝土内部温度最高值是62℃,表面温度 49℃。温度到达最高值1天后开始降温。在承台边部区域,受环境影响最大,降温也最迅速。承台中部是混凝土温度最高的地方。混凝土浇筑完毕后,时刻注意温度的变化,在内外温差较大的地方浇水。
四、结束语
综上所述,大体积混凝土裂缝产生的原因比较复杂。在进行大体积混凝土裂缝防控时,需要工程技术人员仔细分析裂缝产生的原因,有针对性地采取适当的防控措施,来防止大体积混凝土裂缝的出现。相信在工程技术人员的不断努力下,大体积混凝土裂缝一定会得到有效的控制。
参考文献:
[1] 邓磊.大体积混凝土裂缝控制技术的探讨[J].建筑施工,2011(07)
[2] 李柏地,赵燕.浅谈泵送混凝土施工裂缝的成因和防治[J].黑龙江科技信息,2010(05)
[3] 林一,王凯,高荣雄.大体积混凝土裂缝控制研究[J].土木工程与管理学报,2011(23)
关键词:大体积;混凝土;裂缝;防控;建筑
建筑工程大体积混凝土的裂缝,不但影响建筑外观,而且对建筑物的使用功能和耐久性会产生一定的影响。因此,如何防控大体积混凝土的裂缝,是每一个工程管理者都应探究的课题。需要工程管理者从根本上重视对大体积混凝土的施工管理。
一、建筑工程大体积混凝土裂缝的分类
1塑性收缩裂缝
刚浇筑的混凝土,在水化热的作用下,其温度都较高。加上夏季气温高与热风的影响,比较容易产生裂缝,因为在风的吹拂下,加快了混凝土表面热量的蒸发速度,使混凝土内外温差加大,从而产生裂缝。这种裂缝一般只发生在混凝土的表面,在混凝土表面5公分以下即不存在。裂缝会降低混凝土的耐久性能,削弱混凝土的强度,并且会锈蚀钢筋。
2干缩裂缝
混凝土硬化凝结的过程中,水泥水化生成物的体积与原来体积相比要小,加上胶凝体失水紧缩与游离水蒸发而使体积变小,当体积变小的收缩受到约束时,就会产生裂缝。干缩裂缝虽然存在与混凝土表面,但是处理不及时,会在其他因素的影响下,演变为严重的裂缝。
3温度裂缝
大体积混凝土在硬化的早期过程中,内外的温度差因水化热的作用而加大,混凝土内部温度要远远高于外部,由于内外温差过大,在混凝土内部产生内应力,由于混凝土内有钢筋,在钢筋的作用下,部分混凝土会对变形产生抵抗,当混凝土的极限抗拉强度小于内应力时,结构就产生开裂。
大体积混凝土浇筑完毕后,表面大面积范围在日光的照射下,温度升高很快,但是内部温度升高缓慢,使内外温度差距加大,产生温度应力,在温度应力的作用下,混凝土表面出现裂缝。还有当天气突然发生变化,致使气温降低,也会使混凝土表面的温度下降,在内部温度变化缓慢的情况下,加大了混凝土的内外温差,也会产生温度应力,出现裂缝。
二、建筑工程大体积混凝土裂缝防控措施
1、做好混凝土面层处理
在大体积混凝土施工中,经常可以看到表面收缩裂缝,应当在混凝土施工中,采取适当的措施加以防控。做好大体积混凝土初凝、终凝之前的抹面,对避免混凝土表面产生收缩裂缝很关键。大体积混凝土的抹面遍数应当根据现场情况适当增加。排除大体积混凝土表面的浮浆后,还须认真处理表面的水泥浆,先用长刮杆刮平,再用木抹子搓压,最后在终凝前,用木抹子压光,使收缩裂缝闭合。
2、做好混凝土养护工作
大体积混凝土抹面完成后,应及时对混凝土进行养护。气温较低时,可采取覆盖草袋子养护,根据大体积混凝土表面的温度情况,来确定覆盖草袋子的层数。夏季气温高时,可进行洒水养护,然后上铺塑料薄膜,要保证塑料薄膜与混凝土之间水分充足。一般每5个小时检查塑料薄膜下的水分一次。
3、设混凝土温度监测点
按照混凝土温度的控制要求,要用保温材料覆盖混凝土的裸露表面,或掌握好模板的拆除时间。在大体积混凝土养护的前期,混凝土的抗压和抗拉强度较低,为了避免由于温度引起的内应力产生裂缝,要及时对混凝土表面进行覆盖,应根据大体积混凝土的温度场分布情况来布控温度监测点,在沿混凝土浇筑块体厚度方向,设置不宜少于5点,以进行混凝土表面温度的控制。测温元件的测量精度要符合要求,测温元件在安装时,位置须准确,并与建筑金属之间做到绝热。一般测温的间隔时间为四小时左右,测量温度的时间不应该小于15天。在测温时,如果发现温度变化较大,应该立即进行调整。
在大体积混凝土养护的后期,混凝土内部水泥的水化已经十分充分,混凝土的强度也有了很大的增长。一般通常情况下混凝土养护20天后强度可达设计强度等级的85%以上,有的甚至更高,此时由于混凝土强度的增加,其内部抵抗裂缝的应力也增加,对裂缝起到很好的抑制作用。
4、降低混凝土的出模温度
为了降低混凝土的出模温度,在施工中,将已经破碎好的冰块加入到混凝土的用水池中,与水混合在一起,来进行混凝土的降温。由于将冰块破碎成颗粒状工作量较大,为减轻工作量,通常将冰块稍加破碎后,就放进混凝土的用水池,经验证,可有效的降低混凝土的出模温度。另外,根据夜间比白天温度低的特点,可采用夜间浇筑混凝土,以降低混凝土的温度,尤其在后半夜,温度更低,这时浇筑混凝土的降温效果要比较好。因此,白天尽量安排别的施工工序,而将混凝土浇筑安排在夜间。
5、设计措施
由于水泥的使用量大,产生的水化热容易引起裂缝,因此,在大体积混凝土配合比设计上,可考虑加入适当的外加剂,在不改变混凝土强度的前提下,减少混凝土中水泥的用量。另外,在大体积混凝土浇筑时,通过合理地设置后浇带将其分割,或者将混凝土结构设计成利于散热的形状,以减少应力集中,达到降温的目的。
6、材料措施
首先,水化热比较低的水泥应优先在大体积混凝土中采用。其次,我们可以增加外加剂粉使用,例如粉煤灰等。为减少混凝土的收缩变形,粗骨料的粒径要大、强度要高,含泥量要符合要求,细骨料的空隙率与表面积要小。
7、混凝土施工控制
浇筑大体积混凝土时,如遇上高温天气,为便于散热,浇筑厚度须适当减少,一般控制在50公分以下。在上层混凝土初凝之前要浇筑下层混凝土,在浇筑过程中,要定时记录与测量混凝土的温度,如果混凝土的内外温差超过25℃,就要采取技术措施调整。
三、工程实例
1、工程概况
某小区A栋楼为框剪结构,地下l层,地上19层,预应力管桩的混凝土基础,承台为C35强度的混凝土,承台混凝土体积3050m3,是大体积混凝土浇筑。
2、混凝土材料控制
为减少承台混凝土的裂缝,降低水化热。经仔细考虑,在本项目中,采用普通硅酸盐水泥,按试验室配比单的要求,每立方米混凝土中水泥用量定为315千克。 水灰比为0.52,加入3%的复合外加剂,以使混凝土的和易性增加。粗骨料选用级配良好的碎石,细骨料选用砂率为37%左右的中砂。混凝土泵送浇筑,坍落度为160 士 20mm ,在混凝土浇筑时,要有专人负责做抗压试块与抗渗试块,试块的取样要由监理与施工单位取样员一同进行,同一组试块的样品,须在同一罐车内取。
3、温度监控
承台混凝土浇筑分为三个施工段,依顺序施工,分层浇筑。为更好地监测承台大体积混凝土的温度情况,本工程在承台平面设了九个测位,每个测位在竖直方向有三个测点,测点数量是27个。通过温度监控,测得混凝土的入模温度是26 ℃,在第4天,混凝土内部温度最高值是62℃,表面温度 49℃。温度到达最高值1天后开始降温。在承台边部区域,受环境影响最大,降温也最迅速。承台中部是混凝土温度最高的地方。混凝土浇筑完毕后,时刻注意温度的变化,在内外温差较大的地方浇水。
四、结束语
综上所述,大体积混凝土裂缝产生的原因比较复杂。在进行大体积混凝土裂缝防控时,需要工程技术人员仔细分析裂缝产生的原因,有针对性地采取适当的防控措施,来防止大体积混凝土裂缝的出现。相信在工程技术人员的不断努力下,大体积混凝土裂缝一定会得到有效的控制。
参考文献:
[1] 邓磊.大体积混凝土裂缝控制技术的探讨[J].建筑施工,2011(07)
[2] 李柏地,赵燕.浅谈泵送混凝土施工裂缝的成因和防治[J].黑龙江科技信息,2010(05)
[3] 林一,王凯,高荣雄.大体积混凝土裂缝控制研究[J].土木工程与管理学报,2011(23)