关键词:建筑工程;大体积混凝土;裂缝;预防措施
1建筑工程大体积混凝土施工中的特点
1.1温度变化特点
水泥在凝结硬化过程中,会放出大量的水化热。水泥在开始凝结时放热较快,以后逐渐变慢,普通水泥最初3d放出的总热量占总水化热的50%以上。大体积混凝土温度变化一般经历升温期、冷却期和稳定期三个时期。混凝土硬化过程中,导热性差,升温较快,降温较慢,温度梯度最大。最可能出现裂缝的部位是在3个临边处,即上表面、下表面和四周侧表面,是混凝土温度裂缝控制的关键。
1.2工作环境特点
建筑地下室施工期间较少受到或完全不受日晒、雨淋等危害,同时深基坑中构筑物周围空间狭窄,通风条件差,就连昼夜温差变化大的气温影响也比地面小。拆模后及时回填,此后混凝土内部残余温度(余热)将通过回填缓慢外泄,直至与地面温度平衡。土壤导热性差,残余温度的消失将在长时间内缓慢地完成,这过程中温度应力不会影响混凝土质量,以致产生温度裂缝。所以大体积钢筋混凝土应重视施工期间即早期温度影响,而不考虑中、后期温度影响。
2大体积混凝土施工裂缝产生的原因分析
大体积混凝土是指最小断面尺寸大于1m以上的混凝土结构。与普通钢筋混凝土相比,具有结构厚,体形大、混凝土数量多、工程条件复杂和施工技术要求高的特点。大体积混凝土在硬化期间,一方面由于在水泥水化过程中释放出大量的水化热,使结构件具有“热涨”的特性;另一方面混凝土硬化时又具有“收缩”的特性,两者相互作用的结果将直接破坏混凝土结构,从而产生混凝土裂缝。
2.1水泥水化热的影响
水泥水化热出现开裂是工程施工中较为常见的现象,尤其是大体积混凝土施工环节,具有较大的危害性,不利于提高工程的质量。如在浇筑大体积混凝土之后,由于水泥水化作用会产生大量热量,使混凝土内外鼻癌面产生温差,继而限制混凝土自身的变性,使其出现开裂现象,降低工程质量。同时环境对温度也会产生较大的影响,在夏季施工环节,阳光会使混凝土释放出一定的热量,从而增加混凝土内外表面的温差,出现施工裂缝。
2.2温差的影响
在建筑工程施工过程中,往往会加入混凝土来保证工程的韧性和稳定性,但是在浇筑混凝土或浇灌完之后,混凝土会出现化学反映,继而导致工程内部结构的温度上升。外界温度和工程内部的温度差异过大时,多会使混凝土出现力的作用,导致其内部无法形成统一的整体。此外,建筑工程施工中若短缺混凝土钢筋重量,使其难以满足设计要求,也会使工程内部产生拉应力,继而由混凝土结构加以承担,降低砼的质量。
2.3干缩的影响
浇筑完混凝土之后多会处于塑料状态,如果表面水分蒸发较快,在浇筑后的3~4h内表面尚未被完全覆盖,往往会产生裂缝,这类裂缝的长短和外形规则不一致。通常混凝土表面在炎热的天气下会较快蒸发,基础地面和模块会吸收水分,并且混凝土自身具有较高的水化热作用,这会急速收缩混凝土,降低混凝土的强度,从而出现开裂现象。同时预拌混凝土企业可以为了满足施工现场的流动性和可泵性,出机混凝土存在较大的砂率和坍落度,并会将缓凝剂掺合到大体积混凝土之后,早期强度较低,因此会导致水分散失,使表面板产生裂缝。
3加强大体积混凝土施工裂缝控制的有效措施
3.1科学控制混凝土的配比与温度
通常在混凝土结构施工过程中,需要严格控制混凝土表面温度,使其保持在25℃的范围内;在浇筑混凝土时,需要使室外温度和建筑表面温度只差超过20℃;如果混凝土结构达到一定的抗裂强度后,这一温度应保持在25℃~30℃之间;模板拆模之后的温度应低于20℃。由于温度极易使大体积混凝土发生开裂问题,这就需要科学选择水泥品种,如选用水化热销的矿渣硅酸盐水泥,尽可能减少水泥的使用量,继而使混凝土内部温度变动有所降低。同时在骨料选择环节,应该以设计为基础进行选择,使用优质、高配级、大粒径的材料,从而降低混凝土的干缩性,避免出现水化热问题,达到良好的看裂缝效果。另外,在大体积混凝土施工中应该科学选用缓凝剂和减水剂等外加剂,如加入适量的减水剂可以提高混凝土的和易性与流动性,防止混凝土施工裂缝的出现。
3.2加强混凝土浇筑
在大体积混凝土浇筑的过程中,如何释放水热化是必须要解决的问题,内部设置循环冷水水管是一项十分有效的技术。在浇筑施工前,我们必须按照设计要求,提前安装好冷水水管,且必须在浇筑前测试水管是否有漏水的现象,以防漏水对浇筑质量产生影响。在混凝土浇筑过程中应时时监测混凝土的温度,并根据温度调节通水循环的速度,以减少混凝土的内外温差。
在夏季施工时,应采取遮阳或者喷洒水雾以降低环境温度。在大体积混凝土施工中,必须制定合理的施工方案,在浇筑前应详细计算安排分块、分层浇筑次序、流向,严格控制混凝土入模的温度,在振捣过程中,必须严格控制振捣的时间、插入深度及移动距离,严防漏振或者过振,保证振捣密实;在混凝土振捣完成后,还应进行收面处理,以防止混凝土表面出现裂缝。收面处理必须把握时机,收面不能太早,太早的话混凝土尚未凝固,此时并不会取得良好的效果。当然收面也不能太晚,收面的同时应对混凝土表面进行拉毛处理。在整个混凝土浇筑过程中,必须保证充足的人力、物力,保证混凝土的准时供应,确保不留冷缝。
3.3加强混凝土的养护
大体积混凝土的施工是一项具有很大难度的工程,其中需要注意每个环节的操作才能有效减少裂纹的产生。在大体积混凝土开始施工之前,要将施工的方案与实际情况相结合,实地考察一下施工的环境,检测温点布设情况,同时还需要提前做好相关的保护措施为避免施工环节中问题的出现。并且测温点的初始值要做好设置。在混凝土施工中,混凝土初凝前需要对其进行二次泌水处理,这样做的目的是为了避免混凝土出现提前脱水而出现裂纹。浇筑完成之后,在混凝土表面覆盖一层薄膜同时还要对其进行加温处理。在这个整个过程中,需要严格监测温度的变化情况,不能使温度差出现过大,在温差出现超过二十五度时就应该对保温措施进行进一步的加强。
结束语:
裂缝问题是大体积混凝土结构中一种十分普遍的现象,它的出现会使钢筋出现锈蚀、混凝土碳化,使材料的耐久性降低,进而影响到建筑的承载能力,影响建筑物的使用。所以工程技术人员对此应该采取各种措施来预防它的出现,有效的保护建筑物能够安全稳定的发挥作用。
参考文献:
[1]李志忠.浅谈大体积混凝土温度检测及裂缝控制[J].山西建筑,2011,37(19):79-80.
[2]苏捷,方志.普通混凝土与高强混凝土抗压强度的尺寸效应[J].建筑材料学报,2013,16(6):1078-1081.
[3]朱万成,林天革,唐春安等.混凝土拉伸断裂过程及尺寸效应的数值模拟[J].岩土力学,2012,23(2):147-151.
[4]张银泽.大体积混凝土施工中的裂缝控制及温度监测[J].山西建筑,2014,23:128-129.