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【摘 要】随着我国国民经济的快速发展,城市建设更是持续升温,城市建设的发展离不开房地产行业的支持,目前,房地产行业作为拉动我国经济的主要支柱型产业,房地产对经济发展的贡献比其他任何行业都要大,起到很强的助推城市经济发展的作用,在这种大背景下,高层、超高层建筑屡见不鲜,建筑工程施工中,大体积混凝土浇筑过程中的质量控制技术必须引起我们足够的重视,否则就会出现裂缝进而对结构耐久性以及整体性产生影响。
【关键词】大体积混凝土;开裂原因;预防措施;处理
引言
目前,我国采用的主要建筑结构是钢筋混凝土结构。钢筋混凝土以其自身不可替代的优点,受到广大建筑商的青睐。它不仅坚固、承重好,并且价格低廉。这样建筑物不但坚固不倒,还降低了投资成本.在施工中,大体积混凝土通常指一次性浇筑面积较大且最小断面尺寸在一米以上的混凝土工程。由于混凝土自身的结构特点,及其在硬化过程中复杂的水化反应,使得混凝土极为容易出现施工裂缝。
一、大体积混凝土裂缝形成的原因分析
1、混凝土本身发生形变
将水、水泥、砂石按照一定的比例搅拌好,即形成混凝土。形成的过程并不复杂,但是在这个搅拌和浇筑的过程中,这些原料还会混杂着空气。混凝土浇筑完成之后,在等待固型和风干的期间,绝大部分空气溢出,混凝土因为自身的重力还会不断的向下沉淀,试图将所有的水溢出。
固体颗粒之间相互碰撞,相互融合。在这样的情况下,混凝土的体积不断的变小,直到混凝土完全的固型。这样,混凝土本身就会发生形变,继而产生孔隙,这种形变是不可避免的。但在浇筑混凝土的时候,应当充分的考虑到这种形变,将搅拌的原料比例控制好,水分不宜过多也不宜过少,砂的比例也要特别的注意。过多的砂会导致混凝土内的沙子不能够融合与整个混凝土,发生掉渣现象。这种下沉现象可固实整个混凝土,本来是好事,但是却容易产生裂缝。
2、混凝土收缩的影响
混凝土在水泥水化、胶凝、硬化及随后的炭化过程中以及受水分蒸发的影响,会引起体积的收缩,将产生一定的收缩变形。该收缩变形会受到内部混凝土的约束,从而导致裂缝。所以,为避免大体积混凝土承台出现裂缝,应积极采取措施减弱上述各种不利影响,对承台大体积混凝土施工与养护过程中的温度进行监测和控制。
3、外界温度的变化趋势
还未完全固型和风干的大体积混凝土是非常脆弱的。这个时候,它们急需要保护。
同时,它也是比较敏感的,自身体外的温度尤为的敏感。外界气温温差过大,这是导致混凝土发生裂开的最主要原因。由于大体积混凝土内部密度较大,与外界空气接触较少,对外界温度的吸收较为缓慢。当外界温度较高时,大体积混凝土内部的温度也会慢慢的走高,当外界温度较低时,大体积混凝土内部的温度也会慢慢的降低。但是,让外界温度骤然走高或是降低,大体积混凝土内部还来不及升温或是降温,这就会导致内外温差过大,内外两种温差挤压,大体积混凝土很容易产生裂缝。
4、水泥自身发生水热化现象
混凝土中最主要的原料就是水泥。水泥是混凝土中连接水、砂石与钢筋的主要纽带,遇水之后很大的粘性。但是,水泥由于自身化学成分的原因,水泥自身的温度很高。混凝土浇筑好之后,水泥与砂石等原料混为一体。
自身被包裹着,温度无法从混凝土内部散发出来。由于大体积的混凝土体积较为庞大,散热更为缓慢。在水泥浇筑好三小时之内,水泥的水热化现象是最严重的。水泥的水热化现象发生到一定的程度之后,混凝土可能会裂开。
二、大体积混凝土裂缝防控措施分析
1、控制大体积混凝土裂缝的设计策略探究
对大体积混凝土进行控制,首先要能够了解其强度的等级,然后再进行针对性的控制。根据相关的标准可以得知,在其强度等级上处在C20~C35这一范围当中就是标准的。
在我国的建筑技术不断提升以及建筑的层数不断增加的过程中,大体积混凝土的强度也逐渐的增强,进而出现了C40~C55这一强度的混凝土,在设计的强度上如果过高,或者是对水泥的用量过高,这样就比较容易出现水化热这一现象,从而就会形成很强的拉力,最终产生裂缝。所以对大体积混凝土的应用过程中,在满足承载力和构造的基础上,要能够将承受水泥水化热所引起的温度应力以及控制裂缝开展的钢筋进行增配,这样就能够在很大程度上对裂缝的问题有效的得到控制,在对配筋使用过程中,要尽量的使用间距和直径比较小的,通常情况下用8~14毫米以及100~150毫米间距的会相对合理。
2、精选混混凝土材料
(1)材料的选择
严格控制混凝土原材料质量,采用粒径级配良好的石子及中、粗砂,以减少混凝土的用水量,使混凝土的收缩和泌水随之减少;控制水泥用量,不能超过规范的要求,水泥宜选用低水化热、低收缩、质量稳定的普通硅酸盐水泥;外加剂和掺合料必须性能可靠,利于降低混凝土凝固过程的水化热。
(2)混凝土配合比
适宜的混凝土配合比有利于减少和避免裂缝。在满足配合比规范和混凝土技术指标的前提下,适当减少水泥用量和用水量,降低水灰比,提高和易性。大体积混凝土施工中,限制温升的主要方法是控制胶凝材料(水泥)的种类和用量,采用粉煤灰或减水剂(木质磺酸钙、MF等),改善混凝土的特性。
3、浇筑与振捣措施
(1)全面分层
该种方式主要指完成第一层的浇筑后,在进行下一层的浇筑,并在上一层初凝前便需要完成下一层的浇筑,通过连续完全的浇筑方式,直至结构整体完成。该种浇筑方式主要用于浇筑平面结构相对较小的结构,并且记住过程中应当注意从短边开始,向前推进。若是平面结构尺寸过大,或者实际浇筑需要,也可以将浇筑段进行分割,采用从中间到两边或者从两边到中间的方式进行浇筑。
(2)分段分层 分段分层一般适用于单位时间内要求供应的混凝土比较少情况,结构物不是太厚而面积较大或者长度较长的工程。采用分段分层法进行大体积混凝土浇筑时,首先从底层开始进行浇筑,浇筑至一定的距离后在浇筑第二层,由此依次向前浇筑其他各层。由于总的层数比较多,所以浇筑至顶层后,第一层末端的混凝土还没有初凝,又可以从第二段依次分层浇筑。
(3)斜面分层
斜面的坡度不大于三分之一,斜面分层法对结构的长度大大超过厚度三倍的情况尤其适用,从浇筑层的下端开始浇筑,逐渐向上移动,同时,振捣工艺也要与斜面分层工艺相适应,一般在每个斜面层的上、下各布置一道振动器。上面的振捣器设置在混凝土卸料处,来保证上部混凝土的振实。下面一道设置在近坡脚部位,确保下部混凝土振实。
4、加强养护措施
大体积混凝土在浇筑的时候,一定要注意集中浇筑,及时的浇筑,避免使未完成的混凝土长时间停止浇筑,这样,混凝土的干湿,硬度,质地都完全的不同,很容易产生裂缝。在浇筑完成后,也不可以掉以轻心。刚刚浇筑完还没有固型的混凝土是极度脆弱的,一定要注意保养,密切测量温差等因素。刚刚浇筑好的混凝土在潮湿环境下,可以有效的防止产生干裂。所以,不但要注意周边温度,也要注意周边的湿度。在浇筑之后一定要及时的进行养护,不然很容易出现龟裂的状况,这样就影响了这个混凝土的质量。
大体积混凝土在完全的固型之后,也要注意养护,因为外界温差始终会影响它。如果外界有霜雪天气,一定要及时的用塑料薄膜将混凝土遮盖起来,不然,混凝土就会因为温差过大而起泡,龟裂。进而影响整个建筑物的质量,增添整个工程的难度。因为大体积混凝土的体积庞大,要返工难度极大。此外还会为整个工程建筑带来不可挽回的损失。
结束语
虽然大体积混凝土施工很容易产生裂缝,但是大量的科学试验以及成功经验的工程实例都表明,只要在施工时坚决执行规范和设计要求、遵循必要的施工工艺、按规范要求选择材料以及加强后期养护,充分考虑到各种不利因素的影响,还是可以避免大体积混凝土裂缝的产生的。
参考文献:
[1]张红亚.冻结深立井钢筋混凝土井壁温度场与温度应力研究合肥工业大学,2013(04).
[2]崔容义.高速铁路斜拉桥塔座大体积混凝土三维温度—应力场分析及施工控制[D].中南大学,2011(1).
[3]宫经伟.水工准大体积混凝土分布式光纤温度监测与智能反馈研究[D].武汉大学,2013(15).
【关键词】大体积混凝土;开裂原因;预防措施;处理
引言
目前,我国采用的主要建筑结构是钢筋混凝土结构。钢筋混凝土以其自身不可替代的优点,受到广大建筑商的青睐。它不仅坚固、承重好,并且价格低廉。这样建筑物不但坚固不倒,还降低了投资成本.在施工中,大体积混凝土通常指一次性浇筑面积较大且最小断面尺寸在一米以上的混凝土工程。由于混凝土自身的结构特点,及其在硬化过程中复杂的水化反应,使得混凝土极为容易出现施工裂缝。
一、大体积混凝土裂缝形成的原因分析
1、混凝土本身发生形变
将水、水泥、砂石按照一定的比例搅拌好,即形成混凝土。形成的过程并不复杂,但是在这个搅拌和浇筑的过程中,这些原料还会混杂着空气。混凝土浇筑完成之后,在等待固型和风干的期间,绝大部分空气溢出,混凝土因为自身的重力还会不断的向下沉淀,试图将所有的水溢出。
固体颗粒之间相互碰撞,相互融合。在这样的情况下,混凝土的体积不断的变小,直到混凝土完全的固型。这样,混凝土本身就会发生形变,继而产生孔隙,这种形变是不可避免的。但在浇筑混凝土的时候,应当充分的考虑到这种形变,将搅拌的原料比例控制好,水分不宜过多也不宜过少,砂的比例也要特别的注意。过多的砂会导致混凝土内的沙子不能够融合与整个混凝土,发生掉渣现象。这种下沉现象可固实整个混凝土,本来是好事,但是却容易产生裂缝。
2、混凝土收缩的影响
混凝土在水泥水化、胶凝、硬化及随后的炭化过程中以及受水分蒸发的影响,会引起体积的收缩,将产生一定的收缩变形。该收缩变形会受到内部混凝土的约束,从而导致裂缝。所以,为避免大体积混凝土承台出现裂缝,应积极采取措施减弱上述各种不利影响,对承台大体积混凝土施工与养护过程中的温度进行监测和控制。
3、外界温度的变化趋势
还未完全固型和风干的大体积混凝土是非常脆弱的。这个时候,它们急需要保护。
同时,它也是比较敏感的,自身体外的温度尤为的敏感。外界气温温差过大,这是导致混凝土发生裂开的最主要原因。由于大体积混凝土内部密度较大,与外界空气接触较少,对外界温度的吸收较为缓慢。当外界温度较高时,大体积混凝土内部的温度也会慢慢的走高,当外界温度较低时,大体积混凝土内部的温度也会慢慢的降低。但是,让外界温度骤然走高或是降低,大体积混凝土内部还来不及升温或是降温,这就会导致内外温差过大,内外两种温差挤压,大体积混凝土很容易产生裂缝。
4、水泥自身发生水热化现象
混凝土中最主要的原料就是水泥。水泥是混凝土中连接水、砂石与钢筋的主要纽带,遇水之后很大的粘性。但是,水泥由于自身化学成分的原因,水泥自身的温度很高。混凝土浇筑好之后,水泥与砂石等原料混为一体。
自身被包裹着,温度无法从混凝土内部散发出来。由于大体积的混凝土体积较为庞大,散热更为缓慢。在水泥浇筑好三小时之内,水泥的水热化现象是最严重的。水泥的水热化现象发生到一定的程度之后,混凝土可能会裂开。
二、大体积混凝土裂缝防控措施分析
1、控制大体积混凝土裂缝的设计策略探究
对大体积混凝土进行控制,首先要能够了解其强度的等级,然后再进行针对性的控制。根据相关的标准可以得知,在其强度等级上处在C20~C35这一范围当中就是标准的。
在我国的建筑技术不断提升以及建筑的层数不断增加的过程中,大体积混凝土的强度也逐渐的增强,进而出现了C40~C55这一强度的混凝土,在设计的强度上如果过高,或者是对水泥的用量过高,这样就比较容易出现水化热这一现象,从而就会形成很强的拉力,最终产生裂缝。所以对大体积混凝土的应用过程中,在满足承载力和构造的基础上,要能够将承受水泥水化热所引起的温度应力以及控制裂缝开展的钢筋进行增配,这样就能够在很大程度上对裂缝的问题有效的得到控制,在对配筋使用过程中,要尽量的使用间距和直径比较小的,通常情况下用8~14毫米以及100~150毫米间距的会相对合理。
2、精选混混凝土材料
(1)材料的选择
严格控制混凝土原材料质量,采用粒径级配良好的石子及中、粗砂,以减少混凝土的用水量,使混凝土的收缩和泌水随之减少;控制水泥用量,不能超过规范的要求,水泥宜选用低水化热、低收缩、质量稳定的普通硅酸盐水泥;外加剂和掺合料必须性能可靠,利于降低混凝土凝固过程的水化热。
(2)混凝土配合比
适宜的混凝土配合比有利于减少和避免裂缝。在满足配合比规范和混凝土技术指标的前提下,适当减少水泥用量和用水量,降低水灰比,提高和易性。大体积混凝土施工中,限制温升的主要方法是控制胶凝材料(水泥)的种类和用量,采用粉煤灰或减水剂(木质磺酸钙、MF等),改善混凝土的特性。
3、浇筑与振捣措施
(1)全面分层
该种方式主要指完成第一层的浇筑后,在进行下一层的浇筑,并在上一层初凝前便需要完成下一层的浇筑,通过连续完全的浇筑方式,直至结构整体完成。该种浇筑方式主要用于浇筑平面结构相对较小的结构,并且记住过程中应当注意从短边开始,向前推进。若是平面结构尺寸过大,或者实际浇筑需要,也可以将浇筑段进行分割,采用从中间到两边或者从两边到中间的方式进行浇筑。
(2)分段分层 分段分层一般适用于单位时间内要求供应的混凝土比较少情况,结构物不是太厚而面积较大或者长度较长的工程。采用分段分层法进行大体积混凝土浇筑时,首先从底层开始进行浇筑,浇筑至一定的距离后在浇筑第二层,由此依次向前浇筑其他各层。由于总的层数比较多,所以浇筑至顶层后,第一层末端的混凝土还没有初凝,又可以从第二段依次分层浇筑。
(3)斜面分层
斜面的坡度不大于三分之一,斜面分层法对结构的长度大大超过厚度三倍的情况尤其适用,从浇筑层的下端开始浇筑,逐渐向上移动,同时,振捣工艺也要与斜面分层工艺相适应,一般在每个斜面层的上、下各布置一道振动器。上面的振捣器设置在混凝土卸料处,来保证上部混凝土的振实。下面一道设置在近坡脚部位,确保下部混凝土振实。
4、加强养护措施
大体积混凝土在浇筑的时候,一定要注意集中浇筑,及时的浇筑,避免使未完成的混凝土长时间停止浇筑,这样,混凝土的干湿,硬度,质地都完全的不同,很容易产生裂缝。在浇筑完成后,也不可以掉以轻心。刚刚浇筑完还没有固型的混凝土是极度脆弱的,一定要注意保养,密切测量温差等因素。刚刚浇筑好的混凝土在潮湿环境下,可以有效的防止产生干裂。所以,不但要注意周边温度,也要注意周边的湿度。在浇筑之后一定要及时的进行养护,不然很容易出现龟裂的状况,这样就影响了这个混凝土的质量。
大体积混凝土在完全的固型之后,也要注意养护,因为外界温差始终会影响它。如果外界有霜雪天气,一定要及时的用塑料薄膜将混凝土遮盖起来,不然,混凝土就会因为温差过大而起泡,龟裂。进而影响整个建筑物的质量,增添整个工程的难度。因为大体积混凝土的体积庞大,要返工难度极大。此外还会为整个工程建筑带来不可挽回的损失。
结束语
虽然大体积混凝土施工很容易产生裂缝,但是大量的科学试验以及成功经验的工程实例都表明,只要在施工时坚决执行规范和设计要求、遵循必要的施工工艺、按规范要求选择材料以及加强后期养护,充分考虑到各种不利因素的影响,还是可以避免大体积混凝土裂缝的产生的。
参考文献:
[1]张红亚.冻结深立井钢筋混凝土井壁温度场与温度应力研究合肥工业大学,2013(04).
[2]崔容义.高速铁路斜拉桥塔座大体积混凝土三维温度—应力场分析及施工控制[D].中南大学,2011(1).
[3]宫经伟.水工准大体积混凝土分布式光纤温度监测与智能反馈研究[D].武汉大学,2013(15).