大体积混凝土裂缝控制措施研究论文_易俊宇,周波

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摘要:当前,大体积混凝土施工技术在建筑工程中得到了较为广泛的应用,混凝土是建筑工程生产的重要的一环,如果出现裂缝,影响使用功能,必须要加以重视,严格控制裂缝。本文首先分析了大体积混凝土裂缝的形成原因和危害,并就此提出了对大体积混凝土裂缝的预防和控制措施,旨在为建筑工程中大体积混凝土温度裂缝的预防和控制提供理论参考。

关键词:大体积;混凝土;施工;裂缝;控制措施;

引言:在建筑工程中,大体积混凝土目前是较为常见的一项施工技术,其最大特点就是体积较大,同时其还具有结构厚实、钢筋较密集、整体性要求更高和养护条件要求严格等特点。也决定了大体积混凝土对于其施工技术有着更加严格的要求,对于混凝土的结构强度和质量以及裂缝的控制是大体积混凝土施工的重点。大体积混凝土由于体积较大,内、外部的温差、收缩应力更加难以控制,容易形成裂缝,混凝土结构的耐久性和使用功能会大大折扣。

一、工程概况

中南大学湘雅五医院项目位于长沙市天心区环保西路与果子园路。工期分两期建设,一期建筑面积约34万平方米(其中:地上10层,建筑面积16万平方米;地下2层,建筑面积18万平方米),投资估算约26亿元,建设内容为普通医院(南院区)和整体地下室,建成以区域性的急诊和生命急救中心为主的三级甲等综合性医院。南院区在标高18.0米处采用带托柱转换的钢筋混凝土框架-剪力墙结构,转换层板厚1000mm,梁截面尺寸达到800*1600mm,核医学中心楼板尺寸到达3000mm。

湘雅五医院项目效果图 大体积混凝土(钢筋)图

二、大体积混凝土裂缝成因及其危害

(一)大体积混凝土裂缝的成因

大体积混凝土裂缝问题在施工现场中较为常见,其一旦出现,对工程的施工质量及最终建筑物的验收都会造成不良影响。大体积混凝土裂缝的产生主要是基于混凝土材料属性的制约。具体而言,大体积混凝土裂缝产生的原因有以下几个方面:

1、大体积混凝土材料质量瑕疵。这一环节主要是在混凝土的制备上,如施工技术人员未严格参照大体积混凝土各类组成材料的配比比例进行操作及材料自身的质量等,会增大混凝土使用环节出现强度下降、内外荷载力不均、材料容脆的概率,最终会导致混凝土裂缝的出现。

2、大体积混凝土温度控制不力。大体积混凝土在配制完成后,需要考虑到配制搅拌时的温度,同步做好混凝土的运输温度控制,让其在运输车和运输罐里能够保持在合理的温度区间内。但随着混凝土浇筑入模板内,混凝土本身产生水化热,极易由于内外温差的差异,致使裂缝产生。

3、大体积混凝土施工设计不科学。将大体积混凝土应用到建筑施工环节时,需要考虑到混凝土的等级标号及其能够承担的荷载应力最大值,以此设计建筑物的整体受力结构。但在这一环节中如没有充分兼顾并计算混凝土的最大荷载应力,也会导致混凝土因上下结构压力而造成混凝土裂缝。

(二)大体积混凝土裂缝危害

随着城市建设项目数量及规模的增多,作为其中的主要施工原料,大体积混凝土有了更大的用武之地。在此背景下,由于大体积混凝土应用范围的扩大,如在施工前后出现大体积混凝土的裂缝及结构开裂问题,如裂缝较小,会影响建筑物的美观程度;如裂缝较大,会导致建筑物及路桥的寿命周期直线下降。大体积混凝土在建筑物施工中起到稳定及坚固框架结构的基础作用,混凝土性能表现越好,建筑物结构更具稳定性和安全性。此外,大体积混凝土凭借整体性,还能够在轻度地质灾害,如地震等自然活动产生时,发挥其稳固建筑物主体,减少人财物损失的作用。

三、大体积混凝土裂缝产生的关键因素分析

大体积混凝土裂缝产生的关键在于混凝土温度应力没有得到有效控制。混凝土受制于温差等因素,会在混凝土内部形成较大的温度应力,当内外部应力大小不一并超出混凝土承受限值时,温度裂缝随之产生。具体到混凝土温度裂缝,其又可分为三个反应阶段:在温度裂缝产生早期,混凝土主要对外部温度环境产生轻微反应;在温度裂缝产生中期,混凝土内外温度开始产生交叉叠加作用;在温度裂缝晚期阶段,内外温差已经达到较大值,混凝土的弹性表现逐渐衰弱,在荷载应力作用下,混凝土裂缝不可避免。

大体积混凝土温度裂缝产生是一个由慢而快的过程,表现出一定的线性发展特点。由于混凝土,特别是大体积混凝土,混凝土内部结构更加容易受到外部温度因素的影响而增大内外温度差异比值。混凝土结构一旦发生变化,混凝土内部温度就趋于复杂,由此,混凝土内部结构就会有所受损。

四、大体积混凝土温度裂缝控制措施探究

(一)提高大体积混凝土配制质量,调控混凝土温度

大体积混凝土在原材料的选择及配比上,要着眼于混凝土性能表现,在水泥、水、粗细集料用量及质量上进行严格管控。根据大体积混凝土的 使用对象及建造标准,确定混凝土的强度等级及标号大小,根据实验室数据设定水灰比,在配制时全面考虑并控制配制和搅拌温度。对混凝土的温度表现进行实时监测,如温度升高或降低过快,需要采取相应的手段对其进行抑制,可以结合大体积混凝土浇筑现场的自然地理条件确定方法。通过对混凝土温度进行调控和适当的减缓,能够使混凝土内部结构处于一个稳定的状态,以此保持混凝土的强度和弹性,降低大体积混凝土体积极收缩的概率。

(二)合理添加外加剂,降低水泥导热性

大体积混凝材料占比中,水泥作为重要构成原料之一,占比最大,相应地,混凝土质量表现很大程度上取决于水泥材料的性能。在大体积混凝土水泥材料的选取上,要优选水化热较低的水泥品种,并将水泥占比用量严格控制在配制搅拌施工技术标准范围内,将大体积混凝土与外部温度感应接触的敏感程度降低。为降低水泥导热性,提高水泥质量表现,在进行大体积混凝土温度裂缝控制时,可以合理适量地通过增加外加剂的方式,减小混凝土裂缝发生几率。例如,在水泥浆稠度的调控上,通过增添防裂纤维,可以起到显著的效果,可提高混凝土的抗裂等级,有效防止大体积混凝土出现裂缝。

(三)做好大体积混凝土浇筑后续环节温度管控

大体积混凝土浇筑完成后,要根据施工现场的温度情况,及时做好混凝土浇筑后的温度管控。通过铺设塑料薄膜、土工布、旧麻袋等措施使混凝土处于保温保湿状态,减轻温度应力反应。在夏季要避免混凝土受阳光暴晒,避免发生温度的变化。加强大体积混凝土温度的检测,对信息进行有效的控制,时刻掌握混凝土温度的变化,减小混凝土温湿度。

结语:建筑工程的施工当中,做好大体积混凝土施工裂缝的控制,就要从多方面进行考虑分析,从整体上提高裂缝控制的质量。上文中对大体积混凝土施工裂缝以及原因和相应控制措施的探究,从一定程度上能为实践操作起到一定启示作用,为保障建筑工程施工中大体积混凝土施工质量打下坚实理论基础。大体积混凝土施工中温度裂缝是常见的危害,不仅会降低建筑物的抗渗能力,同时也会严重影响着建筑物的承载能力和使用寿命,直接关系着建筑工程的整体质量。对混凝土温度裂缝的控制需要在施工中的混凝土配比设计、施工工艺和切缝、养护等多个环节进行有效的控制,尽量控制混凝土的内部温度,避免温度裂缝的产生。不断加强混凝土质量控制,是提高建筑抗压能力和承载能力的关键,对于建筑工程施工质量的提升至关重要。

参考文献:

[1]田斌,杜彬,张磊,等.大体积混凝土温度智能补偿试验研究[J].三峡大学学报(自然科学版),2018,(3):34-38.

[2]张文博,赵双权,毛明杰,等.大体积粉煤灰混凝土水化热分析研究[J].混凝土,2018,(9):157-160.

[3]李凌旭,马明昌,李水茜.大体积混凝土温度裂缝控制技术应用进展[J].价值工程,2018,(4):113-115.

论文作者:易俊宇,周波

论文发表刊物:《建筑细部》2018年第21期

论文发表时间:2019/5/10

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