摘要:隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展,混凝土在建筑工程中的應(yīng)用不斷的增多,混凝土裂縫成為人們關(guān)注的重點;诖,本文就建筑工程施工大體積混凝土裂縫的防治措施進行分析與研究。
關(guān)鍵詞:建造師論文,建筑工程,大體積混凝土,裂縫
一、建筑工程大體積混凝土裂縫的成因
(一)原材料的影響
首先,不同品種的水泥在干燥后的收縮幅度不同,同時不同標號的水泥抗拉強度也有較大差異,另外各種水泥的水化熱指標相差較大,因此在大體積混凝土施工中如果對水泥的選擇不當就會造成入模溫度過高以及混凝土構(gòu)件抗拉強度小,不足以抵抗混凝土內(nèi)部拉應(yīng)力的作用而出現(xiàn)裂縫。
其次,骨料的級配如果選擇不得當就會導(dǎo)致混凝土構(gòu)件的強度受到影響,降低混凝土的收縮性能。
最后,構(gòu)成混凝土材料的配合比如果設(shè)置不當,如水泥的使用量過大就會增加水泥在凝結(jié)過程中水化熱的增加,同時如果各種填料的使用不當也會降低混凝土的強度,增加裂縫出現(xiàn)的可能。
(二)混凝土收縮的影響
在大體積混凝土構(gòu)件澆筑完畢后會在自然力如風、光照等的作用下表面失水,從而引起混凝土表面的硬化收縮,這種收縮的形式一般可以細化為塑性收縮和干縮,其中塑性收縮是發(fā)生在澆筑后的四五個小時之內(nèi),這種收縮力會受到混凝土內(nèi)部的粗骨料以及鋼筋的阻抗而在內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力,當這個拉應(yīng)力大過混凝土抗拉強度就會產(chǎn)生沿著鋼筋方向的裂縫,一般這種裂縫深度較深;而干縮是由于混凝土表面失水速度過快,遠遠大于混凝土內(nèi)部失水速度,因此表面收縮量較大,當這種收縮力大于其抗拉強度時就產(chǎn)生了沿著混凝土構(gòu)件表面的不規(guī)則裂縫。
(三)混凝土內(nèi)外溫差的影響
構(gòu)成混凝土的主要材料水泥本身會產(chǎn)生大量的水化熱,在混凝土澆筑完畢后其內(nèi)部會產(chǎn)生一系列的化學(xué)反應(yīng),這些都導(dǎo)致了在混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部溫度的上升,另外一方面由于大體積混凝土厚度較大,傳熱系數(shù)低,外部與外界環(huán)境接觸,很快達到環(huán)境溫度,而大量的熱積聚在內(nèi)部無法散發(fā),這就形成了較大的內(nèi)外溫差,這種溫度梯度使混凝土內(nèi)部膨脹而外部收縮,當拉應(yīng)力的作用大于混凝土的抗拉強度就會產(chǎn)生裂縫,而且這種裂縫較為常見,并危害很大,必須采取措施盡量消除。
二、防止產(chǎn)生裂縫的措施
(一)優(yōu)選混凝土各種原材料
1.水泥的選擇
理論研究表明大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的主要原因就是水泥水化過程中釋放了大量的熱量。因此在大體積混凝土施工中應(yīng)盡量使用低熱或者中熱的礦渣硅酸鹽水泥、火山灰水泥,并盡量降低混凝土中的水泥用量,以降低混凝土的溫升,提高混凝土硬化后的體積穩(wěn)定性。為保證減少水泥用量后混凝土的強度和坍落度不受損失,可適度增加活性細摻料替代水泥。
2.骨料的選擇
在選擇粗骨料時,可根據(jù)施工條件,盡量選用粒徑較大、質(zhì)量優(yōu)良、級配良好的石子。既可以減少用水量,也可以相應(yīng)減少水泥用量,還可以減小混凝土的收縮和泌水現(xiàn)象。
在選擇細骨料時,采用平均粒徑較大的中粗砂,從而降低混凝土的干縮,減少水化熱量,對混凝土的裂縫控制有重要作用。
3.摻加適量外加劑和減水劑
摻加適量粉煤灰,可減少水泥用量,從而達到降低水化熱的目的。
但摻量不能大于30%。摻加適量的減水劑,它可有效地增加混凝土的流動性,且能提高水泥水化率,增強混凝土的強度,從而可降低水化熱,同時可明顯延緩水化熱釋放速度。
(二)設(shè)計優(yōu)化措施
1.精心設(shè)計混凝土配合比。在保證混凝土具有良好工作性能的情況下,應(yīng)盡可能地降低混凝土的單位用水量,采用“三低(低砂率、低坍落度、低水膠比)二摻(摻高效減水劑和高性能引氣劑)一高(高粉煤灰摻量)”的設(shè)計準則,生產(chǎn)出高強、高韌性、中彈、低熱和高極拉值的抗裂混凝土。
2.增配構(gòu)造筋提高抗裂性能。配筋應(yīng)采用小直徑、小間距。
3.避免結(jié)構(gòu)突變產(chǎn)生應(yīng)力集中,在易產(chǎn)生應(yīng)力集中的薄弱環(huán)節(jié)采取加強抗裂措施(如截面平緩變化加配抗裂構(gòu)造配筋等)。
(三)施工工藝
大體積混凝土在澆筑前要做好各方面的準備工作,如優(yōu)質(zhì)砂石料的防�穡凰�泥通風干燥存放;天氣較熱時使用地下涼水些;混凝土的拌制和運輸,要在攪拌混凝土時要根據(jù)要求采用二次投料法等。
1.混凝土的澆筑
在做混凝土澆筑前,要做出具體的澆筑方案,應(yīng)考慮建設(shè)架構(gòu)的大小和鋼筋部屬的疏密情況,以及預(yù)埋的管道和地腳螺栓的預(yù)留等。對應(yīng)混凝土的供應(yīng)和水化熱影響因素有多種方法。
有全面分層法:就是在澆筑過程中先把第一層表面完全澆筑完成后,在第一層還沒完全凝固的情況下,然后再開始第二層的澆筑,就這樣逐步澆筑,一般都是建筑結(jié)構(gòu)平面面積小的工程使用這類方法。在操作工程中可以從短邊開始延至長邊,根據(jù)實地情況還可以分成兩段從中間向兩端或者從兩端向中間都可以同時進行澆筑。
分段分層:由于單位時間內(nèi)要求供應(yīng)的混凝土較少,結(jié)構(gòu)物厚度不太大而面積或長度較大的工程,就適合選用此分段分層的方法,就是在澆筑的第一層開始連續(xù)不斷的延伸工作到最后一層,這時第一層末端的混凝土還未初凝,又可以從第二段依次分層澆筑。
最后常用的就是斜面分層法了,要求斜面的坡度要小于結(jié)構(gòu)的1/3,適用于結(jié)構(gòu)的長度大于厚度的3倍的情況,混凝土從澆筑第一層開始,依次往上澆筑。
2.混凝土的振搗
混凝土振搗是為了使結(jié)構(gòu)整體踏實,在振搗過程中,要全面振搗,按照規(guī)定控制振搗時間,以混凝土開始泛漿和不冒氣泡為標準。
3.混凝土的養(yǎng)護
混凝土的養(yǎng)護是為了在建筑澆筑后及時保濕,讓混凝土處于一個濕潤的狀態(tài),不讓水泥盡早的硬化,使混凝土的表面和內(nèi)部溫度差相協(xié)調(diào),以至于增強混凝土的抗裂能力,如果不及時保濕,混凝土的表面風干的較快,和內(nèi)部溫差相差很大,就容易出現(xiàn)干縮裂縫的產(chǎn)生。 (四)混凝土的溫控
從大體積混凝土建設(shè)工程來說,導(dǎo)致混凝土的裂縫先要從源頭控制,溫差的不同時導(dǎo)致裂縫的首要因素,要第一時間進行溫差控制。根據(jù)澆筑經(jīng)驗來看,在大體積澆筑后的4d內(nèi),這階段混凝土的強度最低,混凝土的抗拉強度就抗不住溫差導(dǎo)致的裂縫,在這時候就應(yīng)該及時做好結(jié)構(gòu)表面覆蓋保溫養(yǎng)護或者鋪蓋保溫膜保濕工作,對于在那個階段時間點設(shè)置保溫覆蓋層,就要根據(jù)混凝土的工程情況和規(guī)定實際操作。
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)比較發(fā)達,對于如何檢測混凝土的內(nèi)部溫度,有專門的儀器來監(jiān)測,比較方便實用,它就是傳感器,可以在混凝土內(nèi)部不同位置進行施工過程的監(jiān)測,為了方便記錄,在混凝土澆筑前就預(yù)埋傳感器。一般情況下,測溫應(yīng)在澆筑任務(wù)完成12h后開始,這樣能增加混凝土的設(shè)計養(yǎng)護強度,提高混凝土的抗裂性能,把防預(yù)裂縫的工作做到更到位。
(五)加強混凝土的養(yǎng)護和養(yǎng)護管理
混凝土養(yǎng)護主要是保溫保濕養(yǎng)護,保溫養(yǎng)護能減少混凝土表面的熱擴散,減少混凝土表面的溫差,防止產(chǎn)生表面裂縫,保溫養(yǎng)護還能控制混凝土內(nèi)外溫差過高,防止產(chǎn)生貫穿裂縫。保濕養(yǎng)護能防止混凝土表面脫水而產(chǎn)生表面干縮裂縫,再者能使水泥水化順利進行,提高混凝土的極限拉伸強度。
1.混凝土養(yǎng)護方法。地下室底板混凝土的保濕方法采用覆蓋塑料薄膜和麻布袋保溫養(yǎng)護,以防混凝土產(chǎn)生干縮裂縫,并使水泥水化順利進行。在澆筑過程中,對已澆筑的底板區(qū)域終凝后,立即進行覆蓋保溫保濕,并進行澆水養(yǎng)護。
2.混凝土最高溫升計算。根據(jù)規(guī)范要求,結(jié)構(gòu)斷面最小尺寸在80cm以上,水化熱引起混凝土內(nèi)的最高溫度與外界氣溫之差預(yù)計超過25℃的混凝土為大體積混凝土。顯然,本底板為大體積混凝土結(jié)構(gòu),容易引起結(jié)構(gòu)整體開裂,影響結(jié)構(gòu)的防滲漏性能和耐久性,造成安全隱患。大體積混凝土的開裂一般有兩種情況:一是在硬化的初期,內(nèi)外溫差形成溫度梯度,使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力,表面產(chǎn)生拉應(yīng)力,產(chǎn)生表面裂縫;二是在硬化的中后期,混凝土逐漸降溫和多余水分蒸發(fā)引起的體積收縮,受到邊界約束引起的拉應(yīng)力,使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生貫穿裂縫。表面裂縫對結(jié)構(gòu)的影響不大,一般可以忽略,而貫穿裂縫影響結(jié)構(gòu)的防滲漏性能和耐久性,施工時必須采取措施,嚴格控制大體積混凝土的開裂。
結(jié)束語
裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)中普遍存在的一種現(xiàn)象,它的出現(xiàn)不僅會降低混凝土的抗?jié)B能力,影響混凝土實體結(jié)構(gòu)的使用功能,而且會引起鋼筋的銹蝕,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影響混凝土的承載能力,因此要對混凝土裂縫進行認真研究、區(qū)別對待,采用合理的方法進行處理,并在施工中采取各種有效的預(yù)防措施來預(yù)防裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展,保證實體結(jié)構(gòu)安全、穩(wěn)定地工作。
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