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[摘 要]随着我国城市化推进速度的不断加快,大体积混凝土施工工程在规模上呈现逐渐扩大的趋势。然而,在大体积混凝土施工工程项目中,裂缝问题的出现极大的制约了大体积混凝土工程的施工质量。因此,施工各方应对大体积混凝土裂缝的产生原因进行细致分析,并提出有效的防控手段就显得尤为重要。
[关键词]大体积混凝土;裂缝原因;防控手段
中图分类号:TU755 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)11-0158-01
引言
现代建筑行业快速发展,越来越多建筑工程项目拔地而起,极大的促进了大体积混凝土施工技术的发展。其中,尽管大体积混凝土项目工程获得了快速发展,但是在实际应用大体积混凝土施工技术时,仍然会在施工阶段出现裂缝问题,极大的影响大体积混凝土工程的施工质量。与此同时,裂缝的存在对于大体积混凝土工程而言,同样是一项巨大的安全隐患。因此,积极开展大体积混凝土施工过程中裂缝的防控工作对于推动大体积混凝土施工技术的发展有着积极的意义。
一、大体积混凝土裂缝类型及裂缝产生原因分析
1、收缩裂缝
通常来讲,混凝土的体积会在其发生硬化和散热阶段而产生一定的收缩,而相对于大体积混凝土来讲,其收缩效果将更加显著。其中,如果存在外界约束因素,则收缩应力会在混凝土内部生成,一旦混凝土抗拉强度小于收缩应力,则收缩裂缝会在混凝土中生成。水泥品种、用量以及用水量是影响混凝土收缩的主要三个因素。其中,如果混凝土中的水泥与用水量越高,则其产生的收缩现象便更加明显。另外,混凝土的收缩量与干缩量和水泥品种有着密切关系,中低热水泥与粉煤灰水泥的收缩量相对较小。
2、温差裂缝
大体积混凝土所产生的温差裂缝可以分为下列三种形式:(1)浇筑初期。水化热会在混凝土浇筑初期大量生成,导致混凝土内外温差过大而产生裂缝现象。此裂缝通常会在混凝土浇筑后的升温阶段出现。(2)拆模阶段。混凝土表面温度会在拆模前后阶段出现下降,并随之出现裂缝。上述两种温差裂缝的形成,均与内外部温差过大有关,其中,水化热所引起的内部温差过大是其中最应引起关注的因素。
3、安定性裂缝
对于大体积混凝土裂缝而言,龟裂是安定性裂缝的主要体现特征。其中,水泥安定性存在问题是导致大体积安定性裂缝产生的主要因素。
二、大体积混凝土裂缝的防控手段
1、从设计角度来进行防控
从设计的角度出发,为了更好的预防大体积混凝土裂缝的出现,需要做好以下几方面:(1)大体积混凝土的配合比应科学合理。首先以保证混凝土的使用性能为前提,将混凝土的用水量降到最低范围,并采用科学、合理的设计原则,最大化的提升大体积混凝土的抗裂性。(2)合理设置構造筋。为了提升大体积混凝土的抗裂性,建议配筋选择小直径、小间距的方式,并将全截面的配筋率保持在合理范围。(3)避免应力集中现象在结构中出现。采用合理的加强措施来确保混凝土结构当中的薄弱环节不出现应力集中现象。(4)将暗梁设置在容易出现裂缝的边缘区域,从而使得混凝土的抗拉强度与边缘区域的配筋率获得提升。(5)参照施工现场环境特征来设计混凝土结构,并完善后浇缝施工工艺方案。其中,在20m~30m之间设计后浇缝间距,并保证保留时间大于60天,并可根据施工现场条件进行科学的方案更改。
2、从原材料来进行防控
大体积混凝土原材料的防控手段主要有以下内容:(1)为了降低水化热所产生的温差,应建议选择粉煤灰或矿渣水泥等低热水泥。如果施工条件允许,为了确保温变应力可以与水化后期预压应力互相抵消,微膨胀性或收缩性小的水泥应当是首选水泥材料,从而使得混凝土内的拉应力降低,进而提升其抗裂性。(2)粉煤灰可适度掺加。大体积混凝土的耐久性、抗渗性可在掺加粉煤灰后有显著提升,从而有效提升混凝土的抗拉强度,降低裂缝出现的几率。(3)骨料的选择应科学合理。由于混凝土中的骨料占有较大比例,所以膨胀系数低,级配良好的骨料应当作为首选材料来使用。(4)可将表面无裂缝且规格在150mm~300mm之间的大块石掺加在大体积混凝土当中。其中,混凝土的水化热可在掺加大块石后显著降低,在一定程度上降低了混凝土用量,并且极大的提升了大体积混凝土的抗裂性。(5)引气剂以及减水剂可适当选用。引气剂以及高效减水剂的使用可由有效提升大体积混凝土的物理性能,从而降低裂缝出现的概率。
3、从施工方法来进行防控
在大体积混凝土施工过程时预留一些孔道,并通过通道向里边充入一定温度的冷气或冷水。其中,如对大型设备基础进行施工,则可以采用分块分层的浇筑方式,并且每层间隔时间应控制在6d左右,分块厚度为1.0m~1.5m之间,从而降低水化热过程中产生裂缝的几率。与此同时,可将大体积混凝土的拆模时间进行适当延长,确保混凝土在拆模后其内外温度≯15℃。此外,为提升大体积混凝土抗裂性以及强度,可建议采用两次振捣技术。
4、从温度来进行防控
大体积混凝土裂缝的产生主要是因为没有对温度变化进行有效控制。因此,为降低裂缝出现的概率,应对混凝土初始温度以及水化热温度进行有效控制就显得极为关键。大体积混凝土裂缝可通过人工方法来对其温度进行控制来消除,在使用表面保温材料后,混凝土内外部的温差可以显著降低,但是难免会提升混凝土内的温度,从受约束而导致贯穿裂缝的角度看,是一个潜在恶化裂缝的条件,因为体内热量迟早是要散发掉的。此外,超冷以及冷却过快是人工控制混凝土温度需要特别关注的问题,如果冷却过快,则会导致混凝土产生过大的温度梯度,从而影响水泥胶体体系的强度以及水化程度,使得早期热裂缝因此形成。而超冷则会增加混凝土温度,导致温差裂缝的形成,所以为降低混凝土的初凝温度,应尽量选择在夜间进行混凝土的浇筑作业。
三、结束语
总之,裂缝问题是大体积混凝土施工过程中亟待解决的问题,并且存在较多因素影响大体积混凝土裂缝的形成,这对建筑物的使用功能而言是极其不利的。因此,为了降低大体积混凝土裂缝出现的概率,施工单位务必遵从相关规范以及标准的要求进行施工,积极采取措施来避免大体积混凝土裂缝的形成,从而有效提升大体积混凝土的抗裂性,保障大体积混凝土工程的可靠性与安全性。
参考文献
[1] 董利辉,刘金阳.建筑大体积混凝土施工技术要点分析[J].技术与市场.2017(09).
[2] 李爽.高层建筑承台大体积混凝土施工技术研究[J].技术与市场.2017(09).
[关键词]大体积混凝土;裂缝原因;防控手段
中图分类号:TU755 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)11-0158-01
引言
现代建筑行业快速发展,越来越多建筑工程项目拔地而起,极大的促进了大体积混凝土施工技术的发展。其中,尽管大体积混凝土项目工程获得了快速发展,但是在实际应用大体积混凝土施工技术时,仍然会在施工阶段出现裂缝问题,极大的影响大体积混凝土工程的施工质量。与此同时,裂缝的存在对于大体积混凝土工程而言,同样是一项巨大的安全隐患。因此,积极开展大体积混凝土施工过程中裂缝的防控工作对于推动大体积混凝土施工技术的发展有着积极的意义。
一、大体积混凝土裂缝类型及裂缝产生原因分析
1、收缩裂缝
通常来讲,混凝土的体积会在其发生硬化和散热阶段而产生一定的收缩,而相对于大体积混凝土来讲,其收缩效果将更加显著。其中,如果存在外界约束因素,则收缩应力会在混凝土内部生成,一旦混凝土抗拉强度小于收缩应力,则收缩裂缝会在混凝土中生成。水泥品种、用量以及用水量是影响混凝土收缩的主要三个因素。其中,如果混凝土中的水泥与用水量越高,则其产生的收缩现象便更加明显。另外,混凝土的收缩量与干缩量和水泥品种有着密切关系,中低热水泥与粉煤灰水泥的收缩量相对较小。
2、温差裂缝
大体积混凝土所产生的温差裂缝可以分为下列三种形式:(1)浇筑初期。水化热会在混凝土浇筑初期大量生成,导致混凝土内外温差过大而产生裂缝现象。此裂缝通常会在混凝土浇筑后的升温阶段出现。(2)拆模阶段。混凝土表面温度会在拆模前后阶段出现下降,并随之出现裂缝。上述两种温差裂缝的形成,均与内外部温差过大有关,其中,水化热所引起的内部温差过大是其中最应引起关注的因素。
3、安定性裂缝
对于大体积混凝土裂缝而言,龟裂是安定性裂缝的主要体现特征。其中,水泥安定性存在问题是导致大体积安定性裂缝产生的主要因素。
二、大体积混凝土裂缝的防控手段
1、从设计角度来进行防控
从设计的角度出发,为了更好的预防大体积混凝土裂缝的出现,需要做好以下几方面:(1)大体积混凝土的配合比应科学合理。首先以保证混凝土的使用性能为前提,将混凝土的用水量降到最低范围,并采用科学、合理的设计原则,最大化的提升大体积混凝土的抗裂性。(2)合理设置構造筋。为了提升大体积混凝土的抗裂性,建议配筋选择小直径、小间距的方式,并将全截面的配筋率保持在合理范围。(3)避免应力集中现象在结构中出现。采用合理的加强措施来确保混凝土结构当中的薄弱环节不出现应力集中现象。(4)将暗梁设置在容易出现裂缝的边缘区域,从而使得混凝土的抗拉强度与边缘区域的配筋率获得提升。(5)参照施工现场环境特征来设计混凝土结构,并完善后浇缝施工工艺方案。其中,在20m~30m之间设计后浇缝间距,并保证保留时间大于60天,并可根据施工现场条件进行科学的方案更改。
2、从原材料来进行防控
大体积混凝土原材料的防控手段主要有以下内容:(1)为了降低水化热所产生的温差,应建议选择粉煤灰或矿渣水泥等低热水泥。如果施工条件允许,为了确保温变应力可以与水化后期预压应力互相抵消,微膨胀性或收缩性小的水泥应当是首选水泥材料,从而使得混凝土内的拉应力降低,进而提升其抗裂性。(2)粉煤灰可适度掺加。大体积混凝土的耐久性、抗渗性可在掺加粉煤灰后有显著提升,从而有效提升混凝土的抗拉强度,降低裂缝出现的几率。(3)骨料的选择应科学合理。由于混凝土中的骨料占有较大比例,所以膨胀系数低,级配良好的骨料应当作为首选材料来使用。(4)可将表面无裂缝且规格在150mm~300mm之间的大块石掺加在大体积混凝土当中。其中,混凝土的水化热可在掺加大块石后显著降低,在一定程度上降低了混凝土用量,并且极大的提升了大体积混凝土的抗裂性。(5)引气剂以及减水剂可适当选用。引气剂以及高效减水剂的使用可由有效提升大体积混凝土的物理性能,从而降低裂缝出现的概率。
3、从施工方法来进行防控
在大体积混凝土施工过程时预留一些孔道,并通过通道向里边充入一定温度的冷气或冷水。其中,如对大型设备基础进行施工,则可以采用分块分层的浇筑方式,并且每层间隔时间应控制在6d左右,分块厚度为1.0m~1.5m之间,从而降低水化热过程中产生裂缝的几率。与此同时,可将大体积混凝土的拆模时间进行适当延长,确保混凝土在拆模后其内外温度≯15℃。此外,为提升大体积混凝土抗裂性以及强度,可建议采用两次振捣技术。
4、从温度来进行防控
大体积混凝土裂缝的产生主要是因为没有对温度变化进行有效控制。因此,为降低裂缝出现的概率,应对混凝土初始温度以及水化热温度进行有效控制就显得极为关键。大体积混凝土裂缝可通过人工方法来对其温度进行控制来消除,在使用表面保温材料后,混凝土内外部的温差可以显著降低,但是难免会提升混凝土内的温度,从受约束而导致贯穿裂缝的角度看,是一个潜在恶化裂缝的条件,因为体内热量迟早是要散发掉的。此外,超冷以及冷却过快是人工控制混凝土温度需要特别关注的问题,如果冷却过快,则会导致混凝土产生过大的温度梯度,从而影响水泥胶体体系的强度以及水化程度,使得早期热裂缝因此形成。而超冷则会增加混凝土温度,导致温差裂缝的形成,所以为降低混凝土的初凝温度,应尽量选择在夜间进行混凝土的浇筑作业。
三、结束语
总之,裂缝问题是大体积混凝土施工过程中亟待解决的问题,并且存在较多因素影响大体积混凝土裂缝的形成,这对建筑物的使用功能而言是极其不利的。因此,为了降低大体积混凝土裂缝出现的概率,施工单位务必遵从相关规范以及标准的要求进行施工,积极采取措施来避免大体积混凝土裂缝的形成,从而有效提升大体积混凝土的抗裂性,保障大体积混凝土工程的可靠性与安全性。
参考文献
[1] 董利辉,刘金阳.建筑大体积混凝土施工技术要点分析[J].技术与市场.2017(09).
[2] 李爽.高层建筑承台大体积混凝土施工技术研究[J].技术与市场.2017(09).