一、前言
在混凝土结构建筑当中,温度裂缝是经常出现的问题类型,该问题的出现,不仅会对建筑的抗渗能力以及使用功能产生影响,且将在使钢筋出现锈蚀的情况下对材料的耐久性进行降低,进而影响到建筑的承载能力。对此,即需要能够做好日常施工技术的把握,更好的做好该类裂缝处理。
二、混凝土温度裂缝产生的原因
1.混凝土温度裂缝产生的机理
只有了解了混凝土温度裂缝产生的机理,才能采取相应的措施,从而从其根源上对其进行有效的防治,也只有这样才能起到较为明显的立竿见影的效果,这也就是所谓的“知己知彼,百战百胜”,由此可见,了解混凝土温度裂缝产生机理的重要性不容小觑。顾名思义,温度裂缝肯定是与温度有着千丝万缕的关系,事实也是如此,在混凝土浇筑后的硬化过程中,水泥水化产生大量的水化热,这些汽化热就是产生温度裂缝的直接原因,为什么这么说呢?因为由于混凝土的体积较大,大量的水化热聚积在混凝土内部不易散发,导致内部温度急剧上升。可是混凝土表面由于能够接触到外部流动的空气,因而散热相对来说较快,混凝土内外的结构散热速度不一致,这就导致内部与外部热胀冷缩的程度不同,使混凝土表面产生一定的拉应力,而当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时,混凝土表面就会产生裂缝。换言之,也就是说混凝土汽化热造成的其内外结构的温差是温度裂缝的直接的原因。而在实际的施工过程中,由于施工的环境更为复杂和不可预料,所以这种温度裂缝出现的可能性就进一步提高了,尤其是在混凝土施工中后期遇到温差变化较大或者是混凝土受到寒流的袭击的情况时,低温会导致混凝土表面温度急剧下降并且产生收缩,表面收缩的混凝土与内部热量还未释放的混凝土形成了鲜明的对照,将会产生很大的拉应力而出现裂缝,这种裂缝虽然往往只在混凝土表面较浅的范围内产生,但是其一旦出现就不会是一小部分,常常是在一定的范围内密集出现。而裂缝一旦出现,不仅会降低混凝土的相关性能参数,引起混凝土的碳化,降低混凝土的抗冻融、抗疲劳和抗渗透的能力,而且由于裂缝为混凝土中的钢筋接触氧气提供了良好的环境,因而会混凝土中钢筋的锈蚀,二钢筋都被锈蚀了,也就为相关的建筑埋下了安全隐患。
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2、混凝土温度裂缝的影响因素
了解了混凝土施工中温度裂缝产生的机理后,再让我们了解一下影响混凝土温度裂缝的相关因素,这样有助于我们进一步加深对于混凝土温度裂缝的认识,从而采取有效的措施,对混凝土温度裂缝进行相关的防治。结合混凝土温度裂缝的成因我们不难推测,影响其的重要因素就是温差,温差越大,在混凝土中产生的张力和拉力也就越大,相关的裂缝也就越多越密集。那么什么因素会影响到温差呢?通过多年的观察总结和查阅相关的文献著作,笔者发现混凝土内部的温度与混凝土厚度及水泥品种、用量有关。混凝土越厚,水泥用量越大,在浇筑时可能产生的内外的温差也就越大。而对于大体积混凝土,其形成的温度应力与其结构尺寸相关,并且总体上呈现一种正相关的趋势。也就是说,在一定尺寸范围内,混凝土结构尺寸越大,其外部冷却的速度越快,其内部散热的速度越慢,因而其产生的温差也就越大,所以引起裂缝的危险性也越大,这就是大体积混凝土易产生温度裂缝的主要原因。
三、高层建筑基础大体积混凝土裂缝控制研究
1、控制温度
控制温度是保证大体积混凝土不出现裂缝的重要措施。对于温度的控制包括混凝土的配合比、材料的选择、浇筑时的温度方法和厚度;对于原材聊得冷却以及后期所采取的养护手段等等。这几个因素相互影响,其中尤其以混凝土的后期养护方法最为重要。做好大体积混凝土的养护工作,最主要的方式就是人工来控制温度,以减少干缩的需要和增长强度,防止由于温度引起的变形而导致结构裂缝。在进行温度控制时,一定要严格遵守科学的温度控制措施,采用温度应力和温度控制双重方法,以最大限度地避免混凝土裂缝。
2、改善约束条件
大体积混凝土产生裂缝的主要因素就是受到了内外两种约束。对于外部约束来讲,减少约束的主要方法就是合理地进行分块,设置施工缝、伸缩缝和后浇带,减少可缩小约束范围,从而减轻约束作用,;同时设置滑动层,在此层面上允许块体自由变形,避免其开裂。对于内部因素来讲,解决约束的主要方法就是加强温度保护,减少内外温差、降温速率以及保证湿度。常用的暖棚法、覆盖法和蓄水法是最主要的保温法。
2选用中低热的水泥品种
混凝土升温的热源是水泥水化热,在施工中应选用水化热较低的水泥以及尽量降低单位水泥用量。为此,施工大体积混凝土结构多用325#、425#矿渣硅酸盐水泥。如425#矿渣硅酸盐水泥其3天的水化热为180KJ/Kg,而普通425#硅酸盐水泥则为250KJ/Kg,水化热量减少28%。
3、添加粉煤灰
对于粉煤灰来说,其自身具有一定的活性,不仅能够对部分水泥材料起到替代作用,且其自身为球形颗粒,通过滚珠效应的发挥,则能够在起到较好润滑效果的基础上对材料的粘塑性进行改善,在使泵送混凝土材料细粒含量增加的基础上对材料的可泵性进行提升,进而实现其水化热的降低。对于大体积混凝土材料来说,其在使用初期将处于高温条件之下,具有着较快的水化作用,而在混凝土龄期增长的情况下,该作用逐渐停止。通过此时对粉煤灰材料的掺加,则能够对混凝土的后其强度进行改善,但也将降低其早期极限拉伸至以及降低。对此,对于在早期抗裂方面具有较高要求的工程,则需要做好粉煤灰使用量的控制,避免因用量过多而在表面位置出现细微裂缝。
四、结语
在现今建筑建设当中,混凝土温度裂缝是经常出现的问题。对此,即需要能够在施工中做好把握,以科学技术措施的应用做好该问题的规避,保障工程的高质建设。
论文作者:刘颖
论文发表刊物:《防护工程》2019年第2期
论文发表时间:2019/5/8
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