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基于建筑工程中大体积混凝土施工裂缝成因及控制对策研究
摘要:混凝土施工作为现代建筑工程建设的主要施工环节之一,具有施工复杂、容易产生裂缝等问题,尤其是大体积混凝土施工。本次对大体积混凝土施工裂缝成因及其控制对策进行研究,目的是了解大体积的混凝土施工中生成裂缝的问题,在了解裂缝成因之后调整施工过程,以此提高大体积混凝土施工质量。本次研究根据大体积混凝土建筑工程实际情况,分析建筑工程中大体积混凝土施工裂缝及其成因,提出有助于控制裂缝的施工方法。
关键词:建筑工程;大体积混凝土;施工裂缝;成因;控制
近些年,建筑工程内混凝土浇筑的体积规模日益增大,如何更有效地控制大体积混凝土的施工,避免产生裂缝,是应当重点思考的问题,也是本次研究探索的方向。根据建筑工程实际情况,发现本工程内的混凝土体积较大,混凝土浇筑体量大,其产生的热量较为集中,很容易出现内外温差,从而引起混凝土裂缝,影响建筑工程的整体质量。
一、大体积混凝土建筑工程
某水利枢纽装机6台套300MW水轮发电机组,属一等大(1)型工程,主要建筑物按1级建筑物设计,建设内容包括:水道系统、水库(分为上、下两个部分)、开关站、厂房、出线场等;厂房需完成7.8万m³混凝土浇筑施工,在机组发电流道-尾水管周边部位单台机组浇筑混凝土方量为4200m³,尾水管混凝土结构尺寸高8米,长25m,宽30米,分四层八仓分段浇筑,由于本工程涉及大体积混凝土浇筑作业,这一环节很容易产生裂缝,因此需要对施工裂缝与产生的原因进行分析,以此为依据提出规避裂缝、提升质量的措施。
二、建筑工程中大体积混凝土施工裂缝及其成因分析
就电站尾水管结构实际情况来说,大体积混凝土裂缝可以按照时间不同进行划分,分为早期裂缝、后期裂缝;按照结构类型划分,可以分为表面裂缝与内部裂缝;根据形成原因划分,可以分为沉降缝、温差引起的裂缝、内部收缩裂缝。实际工程施工中,很多因素都会对混凝土产生影响,引起裂缝,具体成因包括:(1)材料反应引起的裂缝。大体积混凝土浇筑环节,水泥与水相遇,会释放出一定热量,而大体积混凝土施工体积不断增加,随之而来的是混凝土混合料中水泥数量的增多,此时大体积混凝土的截面更厚,表面系数较低,混凝土内水泥散发出的热量大部分被封闭在结构内,无法及时排出,导致内部温度骤然增加,形成较大的温差,从而产生裂缝。(2)施工环境引起的施工裂缝。在建筑工程大体积混凝土施工阶段,混凝土的浇筑温度会受到环境温度的影响,若外部温度较低,而内部温度持续增加,就会产生严重的内外温差,这种情况会促使大体积混凝土产生裂口[1]。反之,若外部环境温度较高,同样会促使大体积混凝土内部温度无法及时散出,导致内外温度同时增加,造成大体积混凝土的结构性破坏。
三、建筑工程中大体积混凝土施工裂缝的控制对策
(一)关注材料,优化混凝土配置
根据电站尾水管结构实际情况,应当优化大体积混凝土施工环节的原材料控制,既要加强对原材料质量与性能的控制,也需要加强对混凝土配合比的控制,从源头入手控制裂缝,降低大体积混凝土裂缝的产生概率。(1)优选骨料。选择5-0.31mm、5-40mm规格的粗骨料;或者选择5-40mm的卵石碎石。选择细度指数超过2.6的细骨料,加入W11型缓凝剂,加入少量粉煤灰,降低骨质含量比例在1%-2%之间。这样的配比有益于提升混合料强度与极限拉伸度,增强混凝土的抗裂能力。(2)优选水泥类型。应当选择水化热较低、凝结时间较长的优质品种,比如:热坝矿硅酸盐、低温坝矿渣高热硅盐酸盐、坝矿渣水泥、粉煤灰、火山灰等品种。混凝土浇筑环节,表面水析性较大,容易产生沁水情况,应当根据沁水性合理选择矿渣水泥,适当添加减水剂。
(二)优化浇筑流程,提升大体积混凝土质量
在电站尾水管结构的大体积混凝土施工过程中,应当加强对浇筑环节的控制,严谨落实浇筑工艺,提升混凝土施工品质。根据本工程实际情况,设计混凝土浇筑流程为:准备工作→安装固定模板→绑扎钢筋→计量与拌合材料→运输混合料→泵送→分层浇筑→均匀振捣→抹面和保湿→保温养护。在大体积混凝土的浇筑施工环节,应当始终控制含砂率在39%-42%之间,控制坝落下度最小数值为12cm,控制混凝土初凝时间约为8h。施工环节,应当合理安排施工工序,尽可能减少泵车的停留时间,以此减少温差,保证施工不间断。考虑本工程内混凝土浇筑体积较大的情况,采用分层分段浇筑的方法,其中浇筑下一层混凝土时,振动棒向下插入10 cm左右,以此消除两层混凝土之间的施工缝隙;初凝之前,要保证每个点位振捣时间一致、振捣水平面相一致,避免出现泡沫、混合浆下沉等情况[2]。
(三)养护环节温度控制,强化质量控制效果
后期养护是建筑工程大体积混凝土浇筑之后的重要环节,也是进一步提升大体积混凝土施工质量,规避裂缝的主要措施。根据电站尾水管结构实际情况,完成混凝土浇筑之后,工作人员应当采取如下措施进行后期养护,控制温度。(1)检测大体积混凝土内部温度,根据大体积混凝土的体积规格、混凝土混合料的测试结果,合理布置温度测试点,准确、全面反映混凝土内部温度、环境温度的变化,以此为依据控制温差。(2)采用预埋管路降温的方法。根据实际工程环境预设冷水循环降温管,养护时通循环水,利用冷水将混凝土内部温度带出,避免内部热量无法散出。
结语:
综上所述,裂缝是建筑工程中大体积混凝土施工常见隐患之一,其主要受到混凝土混合料配合比及浇筑过程的影响。就本次研究可以看出,加强原材料及混合料配合比的控制,严谨落实施工工艺,加强养护,能够有效预防裂缝的出现,提升建筑工程大体积混凝土的整体质量。在今后的建筑工程中,要想有效提升大体积混凝土的施工质量,降低裂缝出现的概率,就要结合工程实际情况,根据施工作业的外部环境与混凝土原材料本身调整配合比参数;同时加强对混凝土浇筑之后温度变化的监督与控制,从而有效预防由于温差产生裂缝的情况。
参考文献:
[1]沈永炎.建筑工程大体积混凝土施工技术[J].江苏建材,2022(05):110-111.
[2]杜中华.浅论建筑工程中大体积混凝土施工裂缝控制[J].新疆有色金属,2022,45(05):90-91.
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