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大体积混凝土施工中的裂缝控制

李坤明
  
安家(建筑与工程)
2020年30期
中国能源建设集团江苏省电力建设第三工程有限公司 江苏 镇江 212000

摘要:大体积混凝土施工整体过程较为复杂,施工中容易出现裂缝问题。因此,施工团队必须在大体积混凝土施工中正确进行裂缝控制。在具体施工中需要结合工程性质,在大体积混凝土施工中选择更合适的施工材料和施工技术。同时,对所有影响施工质量的原因进行综合研究,制定科学有效的预防策略以及管理手段,确保建筑圣体的施工质量。在此基础上,本文分析了大体积混凝土裂缝防护设计的相关手段,以期为后续研究提供参考。

关键词:大体积混凝土;施工管理;裂缝控制;分析研究

一、大体积混凝土裂缝类型

混凝土裂缝的种类很多,根据其形成的程度和深度,分为贯穿裂缝、深层裂缝和表层裂缝。

表层裂缝:当表面拉应力超过最大强度时,混凝土中就会出现裂缝。主要成因是早期浇筑时期使混凝土产生大量水化热,内外温差引起温升迅速,表面温度高于混凝土的抗拉强度,造成表面开裂。

深层裂缝:混凝土结构中由内部劈裂形成的裂缝。主要成因是由于长时间暴露在非正常的室内和室外低温度下,整体冷却共同作用,或者密度不均,导致深层裂缝频繁出现。

贯穿裂缝:混凝土冷却时的收缩应力导致抗拉强度超过极限值,进而混凝土的整体截面区域都会出现裂缝。主要成因是混凝土的水化热从外部约束加热转为冷却,混凝土横截面中的收缩应力超过抗拉强度的拉应力,最终形成贯穿性裂缝,破坏混凝土的完整性、渗透性和耐久性。

二、大体积混凝土施工温度裂缝产生的原因

(1)干缩原因

干缩裂缝通常仅在混凝土硬化或浇筑七天后才会出现。水泥浆中水分的蒸发会在干燥时引起不可逆的收缩,而干缩裂缝是由于混凝土内外水分蒸发量不均,导致变形产生。混凝土表面失水过快,则变形较大,此时内部水分蒸发少,变形小。最终表面收缩变形大,而内部混凝土又受到抑制,产生更多的张力和裂缝。相对湿度越低,水泥浆体的收缩越强,出现干缩裂缝的概率就越高。干缩裂纹多为平行线或宽度为0.2mm的细网状裂纹,在大体积混凝土中常见于平面部位。

(2)塑性收缩原因

混凝土中的塑性裂缝可分为塑性压缩裂缝和塑性沉降裂缝两种。这两种裂缝受混凝土渗流影响,使混凝土体积减小并出现塑性裂缝。只有当水泥水合物的强度足以阻止固体的相对运动,或者当固体颗粒通过迁移达到紧密堆积的状态时,混凝土沉积才相对停止。混凝土中的塑性裂缝是在混凝土尚未硬化且仍处于塑性状态时发生的裂缝。塑性裂缝影响混凝土质量的同时还会降低混凝土抗水性,从而影响混凝土结构的使用寿命。塑料收缩裂纹通常发生在炎热或干燥的天气中,裂纹多为中等宽度,末端细长不同,裂缝间彼此不融合,裂缝经常出现在具有高比表面积的混凝土板或墙壁上。

(3)沉降原因

地基的不均匀沉降会使得墙体表面出现不同深度的裂缝。由于墙体施工中常见的裂缝(大裂缝除外)不会影响建筑的安全性和可用性,因此它们很容易不被重视,最终经过时间推移导致裂缝问题频繁发生,给建筑的使用造成隐患。斜裂缝通常出现在纵向壁的两端,大多数裂缝穿过窗口的两个相对角,倾向于更大的沉降方向并从底部向上延伸。由于墙体的侧向刚度较高,通常不会出现较大的相对变形,因为这种裂缝很少发生。墙体下部的裂缝一般向上扩展,宽度或多或少会增加,通常在建筑建成后不久,裂缝数量和宽度随着时间的推移而增加。窗间墙水平裂缝成对出现在窗户之间、墙壁的顶部和底部角落。高沉降侧的裂缝在底部,低沉降侧的裂缝在顶部。中央纵墙上部和窗台下部经常出现竖向裂缝,裂缝上宽下窄,如果顶层有钢筋混凝土环梁,则顶层纵向裂缝出现概率不大。

(4)温度原因

温度裂纹常发生在大体积混凝土表面或温差较大的混凝土中。混凝土在浇筑后,水泥用量在之间,每立方米的混凝土放出的热量,导致混凝土内部温度升高至70°C甚至更高,释放出大量的水化热[1]。混凝土体积过大时,会造成大量水化热积聚,内部温度显著升高,混凝土表面迅速发热,导致内外温差大,造成内外收缩或膨胀的程度不同,对混凝土表面产生拉应力。如果拉应力高于混凝土的断裂强度,混凝土就会开裂。如果混凝土施工中的温差产生剧烈的变化较大或施工地区遭受寒潮影响,混凝土表面温度急剧下降,表面混凝土的收缩受到内部混凝土产生较高拉力的限制,最终在混凝土表面的平坦部分出现裂痕。

(5)配合比设计因素

在利用中、低水泥水化热的基础上,加入粉煤灰和矿渣粉,可显著降低水泥用量,对裂缝控制起到重要作用。在不具备添加矿渣粉条件的地区,混凝土配比通常以单掺配制技术为基础,水泥用量高,混凝土温升速度快。我国大部分地区已经有添加粉煤灰的具体经验,即在浇筑大体积混凝土时,加入矿渣粉和粉煤灰,可以显著降低内部温度的上升。因此,最有效的方法是应用双掺技术控制松散混凝土的温度,减少水泥用量。减水剂在混凝土配合比中也扮演着重要角色,外加剂的选择直接对大体积混凝土的开裂和强度造成影响。

三、大体积混凝土裂缝控制方法

(1)合理选择材料和设计

在选择混凝土混合材料时,尽量减少水泥的应用数量,以保证水泥的质量。选择水化热较低的水泥,以混凝土的温度变化率[2]。为了保证水泥的水化热达标,必须根据水泥的不同种类计算水泥用量,以降低混凝土的拉应力。一旦选定了材料,就需要降低结构上的载荷,以增加结构的稳定性。还需要对钢筋进行适当的定位,使钢筋能够根据混凝土结构配置要求发挥作用。

(2)规范施工操作

为了进一步提高混凝土的抗裂性,需要引入先进的搅拌技术,降低水泥的水化热。根据目前的情况,可以采用合适的混合工艺。同时,为了提高混凝土质量,可以在某些情况下进行二次振捣,以增加混凝土密度。要选择合适的温度浇筑混凝土,防止温度过高。

(3)对混凝土进行保湿与保温处理

冬季施工期间,施工现场应及时在浇筑混凝土后覆盖表面,以减少内外温差。 相关工作人员需要明确掌握混凝土温度的变化,需要对混凝土进行实时跟踪和控制。如果混凝土温度发生变化,需要调整保温方式。如果室内温度持续升高,则需要调节保温温度,同时保持室内外温差在二十五摄氏度以内。拆除混凝土模板前,要适当降低混凝土的冷却时间和冷却速度。

(4)提高混凝土的拉伸性

为了减少混凝土的收缩和变形,必须提高其拉伸性能。选择性能优良的粗骨料,以增加混凝土在进行振捣时的密度和柔韧性。搅拌混凝土时,要根据振捣情况提高材料的投放频率,充分控制振捣力,避免振捣频率过大。科学进行混凝土的接缝和砌块处理环节,标准化设计特征,减少张力对混凝土质量的负面影响。

(5)混凝土养护

对于刚浇筑的混凝土需要安装围栏,避免受外界影响。如有必要,可以张贴警示牌,防止行人踩踏混凝土。下雨时,混凝土表面应及时覆盖薄膜,以免雨水冲刷混凝土表面。炎热天气时施工人员必须及时覆盖混凝土,避免混凝土的水分不断蒸发,控制混凝土结构内含水量[3]。如果需要进行二次抹光,可以在操作后立即恢复覆盖,防止水分蒸发。可在混合过程中加入粉煤灰,减少混凝土开裂概率,使混凝土性能更稳定。一般来说,浇筑混凝土后需要预留养护时间,养护时间至少应为十四天,这样可以显著降低混凝土开裂概率。

结论:综上所述,在进行大体积混凝土施工时,会出现各种因素影响施工进而使混凝土出现裂纹,这不仅破坏了工程的美观性,而且破坏了工程的质量和生产效率。为避免裂缝问题频繁出现,相关工作人员需要掌握裂缝产生的原因,从原因入手,采取适当的施工对策来解决大体积混凝土的裂缝问题,从而延长建筑物的应用周期,保障建筑物的质量与安全。

参考文献

[1]易军.大体积混凝土施工中的温度裂缝控制探讨[J].四川水泥,2020(12):29-30.

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