关键词:建筑工程;大体积混凝土;裂缝;预防措施
1 大体积混凝土
(1)在建筑工程构造过程中尤其是高层建筑、大型建筑物构造过程中大体积混凝土具备非常突出的技术使用优势,通常来说运用在体积较大的基础底板桩基承台上构建上。但我国有关于建筑行业规范内对质量混凝土做出规定,体积在一平方米以上或者是由水化所引起温度收缩的有害裂纹混凝土。
(2)大体积混凝土的特点:大体积混凝土是一种大型的混凝土结构体,在应用过程中耗费混凝土量多、整体结构厚实、容易受温度影响产生变形、整体工程是条件非常复杂、对施工具要求较高、受到环境影响的因素较多等。总的来说就是施工量大、技术难度高、体积大。
(3)一般来说控制裂缝的方法就是保温保湿,使得大体积的混凝土内部的温度维持在一定的范围之内,避免出现过大的温度温差。但为了通过保温和保湿来控制大体积混凝土的裂缝,有必要加强大体积混凝土的设计工作。从混凝土整体强度、温度、施工工序、施工设备以及原材料选择还有后期浇筑维护工作、温度变化控制等都是从保温保湿入手控制裂缝产生的一个重要举措,整体上来说非常复杂。
2 建筑工程大体积混凝土施工裂缝形成原因
2.1 水化过程中水泥释放大量热量
大体积混凝土施工中的裂缝问题通常都是水泥的水化热现象所导致的。在大体积混凝土施工中会应用到大量的水泥材料,同时其结构截面积也相对较大,浇筑完混凝土后,水泥会产生大量热量,导致混凝土温度上升。混凝土的导热性能较差、相对散热小以及导热性能较差,其内部的水化热散发不出来,而外部的热量散发速度较快。在温度不断上升的过程中,混凝土外层的温度一直小于其内部温度。按照热胀冷缩的相关原理来分析,混凝土中心部分的膨胀速度和其表层的速度相比要快,而表层和中心质点之间会形成一种约束性,中心是约束膨胀,不会出现开裂现象,而外层是约束收缩,在混凝土表层的拉应力大于混凝土抗拉强度时,便会导致混凝土表层出现裂缝。
2.2 内外约束条件影响
水泥在进行水化热的过程中,会导致混凝土内部温度整体偏高,特别是混凝土核心区域的温度会呈现出一种大幅度上涨趋势,其热膨胀效应也会相继变大,从而在中心区域出现一种压应力。该拉应力超过混凝土整体的抗拉强度和钢筋约束作用时,便会出现裂缝问题。混凝土在早期温度上升环节中,混凝土弹性模量较低,导致混凝土抗拉应力整体松弛度扩大。混凝土在徐变过程中,其内部构件和结构的受力性能也会产生一定影响,从而导致预应力构件出现应力损失的问题。在混凝土温度降低后,还会产生一定拉应力,而接应力超出抗拉强度时,便会使混凝土出现垂直裂缝。
2.3 混凝土收缩变形
在结束混凝土的浇筑工作后,在凝结期间内,因为水泥浆和骨料的内部收缩而产生沉陷裂缝和干缩裂缝的问题。同时随着混凝土不断硬化,其中的水分大部分开始蒸发,在失水后,混凝土表层会快速收缩,至于中心区域的收缩速度却比较慢,从而出现裂缝问题。养护条件、施工技术、外加剂、混凝土配合比、水泥数量和水泥品种等因素均会导致混凝土出现干燥收缩的问题。
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3 大体积混凝土裂缝的预防控制措施
大体积混凝土裂缝的防控措施主要有以下几方面:
(1)在选定大体积混凝土施工配合比过程中有几项措施:
①配合比宜选用低水胶比,减少混凝土中结晶水的留存;②采用低碱低热水泥,降低水化热;③适当增加矿物掺合料(粉煤灰、粒化高炉矿渣粉等)的掺量,减少水泥用量,降低水化热,延缓混凝土放热峰值的到来,减少各种应力的产生;④骨料应选用非碱活性骨料,含泥量要严格控制,必须符合规范要求;⑤可掺加优质膨胀抗裂剂,增强混凝土的抗裂能力,⑥在保证施工的前提下,采用低坍落度的配合比,降低泌水率和浮浆厚度;⑦掺加高性能减水剂,减少用水量,以降低混凝土的收缩值。
(2)施工技术方面的措施:①在大体积混凝土浇筑施工前,要方案先行,根据施工现场的实际情况(包括当地的气候、季节及天气情况),做好预判,制定大体积混凝土施工专项方案,设计规划好施工缝和后浇带,布置好混凝土表面、中心和底面的温度监控点,正式浇筑施工前要做好技术交底,严格按照方案施工;②在大体积混凝土浇筑施工过程中,应采用整体分层连续浇筑或推移式连续浇筑,层间最长间歇时间不应超过混凝土的初凝时间,浇筑时应采用“由低到高、由远及近”的原则,混凝土供应量有保证时,也可以多点同时浇筑,混凝土振捣采用二次振捣工艺;③大体积混凝土收面工艺,由于混凝土本身体量大,厚度也大,胶凝材料水化反应释放的水化热无法及时释放,造成混凝土自身温度很高,表面水分蒸发很快,再加上环境因素(高温、大风等),混凝土表面会产生很大的收缩应力,由于混凝土板面在终凝前强度极低,抗裂能力无法抵挡自身的收缩,很容易使混凝土产生大面积的表面收缩裂缝,因此,大体积混凝土收面时间要提前并加快,面层先用抹子初步收面整平,第一时间覆盖塑料薄膜,防止混凝土表面水分散失,在混凝土终凝前揭开塑料薄膜,用磨光机快速二次收面,收完面混凝土表面拉毛,最后覆盖保温棉并蓄水养护。
(3)大体积混凝土浇筑结束后的养护措施:混凝土的养护方法有很多种,大体积混凝土比较特殊,常规的养护方法对于大体积混凝土不太适用,根据我的施工经验,建议采用蓄水法养护,混凝土收面完成后,先覆盖保温棉并用水湿润,同时沿混凝土边缘用砖砌筑砖胎膜,高度不低于10cm即可,内侧要进行砂浆抹面,确保不会漏水。混凝土终凝后,在砖胎膜内注入温水(不用冷水是防止混凝土表面温度突然出现巨大变化对混凝土产生有害影响),因为水的比热容大,混凝土表面又不直接与大气接触,大气温度即使出现急剧变化,混凝土表面温度也不会受到太明显的影响,这样就保证了混凝土的内外温差不会急剧增大,也就有效减少了温度应力的产生,降低了温度裂缝产生的概率。
(4)大体积混凝土浇筑结束后的温度监控措施:大体积混凝土浇筑开始前,要按照规范要求,在浇筑范围内不知道温度监控点,每个监控点至少要在厚度方向布置表层、中心和底层三处测点位置,测点间距不宜大于500mm,表层温度宜为混凝土浇筑体表面以内50mm处的温度,底层温度宜为混凝土浇筑体地面以上50mm处的温度。在大体积混凝土浇筑结束后,对大体积混凝土浇筑体里表温差、降温速率及环境温度的测试,每昼夜不应少于4次,根据大体积混凝土浇筑体里表温差和降温速率的变化,可以调整蓄水的厚度(里表温差和降温速率增大时应增大蓄水厚度,反之减小蓄水厚度),当混凝土表面温度与环境最大温差小于20℃时,就可以把水放掉,结束蓄水养护。
结束语
本文分析了大体积混凝土裂缝控制的具体情况,并从整个施工过程中提出了相应的措施,以确保有针对性和有针对性的措施,以避免资源浪费。提高混凝土质量,争取混凝土各方面的预期效果。
参考文献
[1]邱冰.大体积混凝土施工与裂缝控制探讨[J].四川水泥,2018(4).
[2]王小龙.大体积混凝土施工技术与裂缝控制[J].山西建筑,2018(12).
[3]杨清,苗现华.建筑工程大体积混凝土施工裂缝控制措施研究[J].绿色环保建材,2017(12):188.
论文作者:侯延滕
论文发表刊物:《建筑实践》2019年38卷第19期
论文发表时间:2020/1/2
标签:混凝土论文; 体积论文; 裂缝论文; 温度论文; 水化论文; 应力论文; 表层论文; 《建筑实践》2019年38卷第19期论文;