摘要:近年来,在我国综合国力的不断提高的时代背景下,国家经济建设各领域都取得了长足的发展,尤其是基础建设领域的发展更是让世人瞩目。近年来,随着国家“一带一路”建设的不断深入,我国基础建设正在不断走向全球,目前已经在世界大舞台上博得了一片掌声,被誉为“基建狂魔”。现代建筑工程领域的发展,大体积混凝土施工作为不可忽视的重要内容,从当前情况来看,其还存在像裂缝控制等问题,最终为工程结构埋下严重的质量隐患。因此,大体积混凝土施工中应严格控制裂缝产生和发展,以保证工程质量。
关键词:大体积混凝土;裂缝;防治措施
引言:大体积混凝土最为突出的特点是浇筑量大,从设计到施工都必须有严格的要求,包括对材质的选择、应用。大体积混凝土在浇筑中的一个技术课题就是控制裂缝的发展,对裂缝的处理解决在工程建设中相当重要。基于此,在接下来的文章中,将围绕高温环境下大体积混凝土施工裂纹防治措施方面展开详细分析。
一、大体积混凝土施工过程中遇到的一些问题
(一)裂纹和裂缝
大体积混凝土由于其温度产生的裂缝问题是十分复杂的,它涉及到的学科也很多,如岩土、结构、材料、施工工艺、技术水平、环境等。大体积混凝土的裂纹可以分为混凝土表面上的裂纹和深度较深的裂纹。表面的裂纹一般断定其危害性较小,这个在混凝土温度升高的过程中是可见到的。深裂纹的危害要比浅裂纹大很多。深裂纹本身对大体积混凝土的影响与结构的完整性和稳定性有很大关联性,甚至会直接影响建设工程的质量。据此来判断,混凝土裂缝产生的原因又可分为,由于施工工艺优劣及材料引起的裂缝;由于建筑高低、大小不同引起的裂缝;地基不均匀沉降、不合格工程质量引起的裂缝;由于温度、气候异常变化引起的裂缝等。
(二)施工过程中遇到的问题
混凝土工程的施工过程中,混凝土是要求振捣密实的。而大体积混凝土的施工过程中,首先应该考虑结构的体量大小,钢筋的铺设密度,地脚螺栓,预留孔洞口的留设,现场混凝土的供应状况以及混凝土里水泥产生的水化热等因素。在保证大体积混凝土振捣密实的基础上,切实保证做到连续不间断浇筑,绝不容许在底层混凝土振捣完毕初凝后再浇筑上面一层,宜采用封层连续浇筑施工或者推移式连续浇筑施工。同时,应当依据设计尺寸进行均匀地分段、分层浇筑,上、下两临近层的竖向施工缝应当相互错开。在大体积混凝土施工完毕后的后期阶段,要有专人密切观测,做好气温记录。尤其要注意混凝土自身的内外温度差,内容要及时、准确、真实完整,同时要落实专人负责,施工单位专职经理负责,技术人员落实到位,实验人员取样及时、真实有效。一旦发现,要严格控制裂缝的发展。大体积混凝土的养护也很重要,要落实好各项养护措施,必须满足规范要求。最主要的就是,通过各种手段来满足混凝土自身强度增长的需要。更要通过各种手段控制大体积混凝土的温度差,防止混凝土因温差过大而引起的混凝土自身的裂缝问题。
二、高温环境下大体积混凝土施工裂纹防治措施
(一)控制大体积混凝土水化热
研究大体积混凝土产生裂缝的原因有很多种,但其最根本原因还是水化热,因此控制大体积混凝土裂缝,其实就是控制水化热。水化热对冬季施工的混凝土工程较为有利,能够略微提高混凝土的早期强度。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但更多的情况下水化热的产生都会对混凝土的各项性能产生不良的影响,尤其是对于高温环境下大体积混凝土施工。因为在混凝土硬化过程中过高的水化热会使混凝土的内部温度大大超过外部,从而引起较大的温度应力,使混凝土产生裂缝,严重影响混凝土的强度及其他性能。要研究大体积混凝土裂缝的控制措施就必须研究混凝土的水化热。混凝土水化热简单的可以理解为水泥在和水在化合反应过程中所放出的热。显然,在混凝土施工中无法避免水泥和水的化合,因此水化热的产生是无法避免的。我们研究控制水化热的方法只能从降低水化热和疏散水化热这两方面着手。首先,降低水化热。第一,在保证混凝土设计强度的情况下经量减少水泥用量,降低水灰比。既然无法避免水泥与水化合产生水化热,那么在保证混泥土强度不受影响的前提下精心设计混凝土配合比,适当减少水泥用量,降低水灰比。采用“三低(低砂率、低坍落度、低水胶比)二掺(掺高效减水剂和高性能引气剂)一高(高粉煤灰掺量)”的设计准则,生产出“高强、高韧性、中弹、低热和高抗拉值”的抗裂混凝土。第二,选用低水化热的水泥。在高温地区进行大体积混凝土施工应该避免使用高水化热的普通水泥,尽量选用矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰水泥等低热或中热水泥。因为这种水泥在水化膨胀期可产生一定的预压应力,而在水化后期预压应力可部分抵消温度徐变应力,减少混凝土内的拉应力,提高混凝土的抗裂能力。第三,在混凝土浇筑工程中使用缓凝剂。缓凝剂是用来延长混凝土凝结时间的一种常用外加剂,对混凝土的主要作用是物理作用,它不参与水泥的水化反应,也不产生新的物质,只是在不同程度上减缓水泥水化反应的进程。在高温环境下的施工中,适量掺加缓凝剂能使新拌混凝土在长时间内保持较好的塑性,尤其是在大体积混凝土施工中适当加入缓凝剂可以延长混凝土硬化时间,避免因为混凝土快速硬化而产生的集中放热,从而有效降低水化热的生成速率,同时为散热争取时间。第四,降低混凝土的入模温度。浇筑大体积混凝土时应选择较适宜的气温,尽量避开炎热天气浇筑。高温地区施工可以选择晚间进行大体积混凝土的浇筑,同时可以对骨料采取遮阳、洒水降温的措施;混凝土的拌合用水也可使用经过冷却水系统降温冷却之后的水,或者在混凝土拌和水中加入冰块;在运输及浇 筑过程中也采用遮阳保护、洒水降温等措施,以降低混凝土拌和物的入模温度;在混凝土入模时还可以采取强制通风措施加速模内热量的散发。总之,通过各种可用手段尽可能的将混凝土的入模温度控制在25℃以下。
(二)尽快疏散混凝土中产生的水化热
第一,在大体积混凝土浇筑工程中同时预埋冷却水管。预埋冷却水管的方式在水利水电工程中是很常见的有效疏散水化热的处理方式,大坝在浇筑过程中都会随着坝体高程的不断升高逐层铺设冷却水管,同时预埋相应的温度传感器,在前一仓混凝土浇筑完成后通过坝体内的温度传感体及时了解混凝土内部温度情况,然后通过控制冷却水管中循环冷却水的温度和流速及时将混凝土内部的水化热疏散出来,从而调节混凝土内部温度。在其他大体积混凝土施工过程中完全可以借鉴混凝土大坝通过预埋冷却水管的疏散水化热的方式,同时根据项目的具体情况进行相应的调整和改进,从而更有效的快速疏散水化热。第二,合理预留施工缝、设计后浇带。大体积混凝土施工过程中,在无法一次性浇筑的情况下合理预留施工缝、设计后浇带也是有效疏散水化热的方式之一。但是要事先编制施工技术方案,明确必须要设置的施工缝和后浇带的留置位置及形式。施工缝和后浇带的设置应该避开混凝土结构的应力集中区。后浇带混凝土的浇筑要在第一次浇筑的混凝土龄期达到28d以后才能进行,并且所使用的混凝土强度要至少高于第一次浇筑的混凝土强度一个标号。同时最好在后浇带混凝土中加入为膨胀剂,以避免新旧混凝土接缝裂纹[1]。
结论
简而言之,控制大体积混凝土裂缝除了广大工程建设人员在设计与施工方面采取相应措施外,也需要科研人员不断研制能减少水泥收缩和水化热的高效材料,从而使得大体积混凝土的裂缝问题能够得到根本的解决。
参考文献:
[1]叶琳昌,沈义.大体积商品混凝土[M]北京:中国建筑工业出版社,2017.
论文作者:周晴,
论文发表刊物:《基层建设》2018年第29期
论文发表时间:2018/11/17
标签:混凝土论文; 水化论文; 体积论文; 裂缝论文; 裂纹论文; 水泥论文; 温度论文; 《基层建设》2018年第29期论文;