论文部分内容阅读
摘要:随着经济的发展和科学技术的进步,建筑物的高度越来越高,规模也越来越大,大体积混凝土的施工技术已在建筑、铁路、公路、水利、港口等行业的建设中广泛应用。大体积混凝土裂缝问题是工程建设中普遍存在的问题,混凝土裂缝问题的解决也是极为棘手的问题,它不仅关系到工程质量,还关系到居民的生命财产安全,因此,解决混凝土裂缝问题显得尤为重要。围绕这一课题,人们已经做了大量的研究工作,也积累了许多宝贵的经验,但是,随着新工艺,新技术的迅速发展和应用,一系列新的问题也随之产生,有待于人们作进一步研究,笔者经过多年的经验总结,对大体积混凝土产生裂缝的原因及控制措施进行简要的阐述,与大家一起商榷。
关键词:大体积;混凝土裂缝;产生原因;控制措施;
混凝土是用水泥作胶凝材料,用砂、石作集料,与水按一定比例配合,有的会加外加剂和掺合料,经过搅拌、成型、养护而形成。混凝土是一种非匀质的脆性材料,当其内部拉应力超过抗拉强度时,就会导致裂缝产生,这种有害裂缝会降低建筑物的抗冻和抗渗能力,影响建筑物的耐久性,严重者会发生垮塌事故。而导致混凝土裂缝的原因是多种多样的,根据实践,找出其裂缝的原因,并制定预防和处理的措施,成为建筑工程建设部门高度重视的问题。
一、大体积混凝土裂缝产生原因分析
1、材料方面
(1)水泥:水泥是混凝土中主要的胶凝材料,也是混凝土中强度的主要提供者,水泥的品种、细度、强度等级都会对混凝土的性能产生影响。大体积混凝土追求高强度,因此,水泥的含碱量越来越高,水泥的细度越来越细。含碱量高引起混凝土耐久性差而开裂,细度小造成混凝土施工中出现浮浆而表面龟裂。在水泥品种一定的情况下,水泥用量增多,一方面会增加水泥水化反应产生的化学收缩和因水泥水化热增加导致的温度变形,另一方面也会提高混凝土的强度的弹性模量,对混凝土的抗裂性能不利;如果水泥用量太少,则混凝土的和易性不好,导致混凝土产生离析、泌水现象,增加混凝土的干燥收缩。
(2)粗、细骨料:粗、细骨料是混凝土的重要组成部分,它在混凝土中主要起骨架的作用,并且对胶凝材料的收缩具有一定的抵抗作用。粗、细骨料中含泥量过大会造成混凝土收缩性增大,进而导致裂缝。骨料粒径过细、针片含量过大会使得混凝土在配料过程中使用更多的灰和水,这样的结果就是混凝土收缩量增大。
(3)水:水是混凝土的重要组成部分之一,在混凝土中起激化剂的作用。当用水量太大时,造成混凝土强度降低,当用水量太少时,混凝土的内部收缩增加,对混凝土的抗裂性能不利。
(4)外加剂:外加剂选择不当都会造成混凝土收缩性加大,这也就增加了裂缝出现的频率。不同的外加剂对降低混凝土的收缩作用是不同的。
2、混凝土收缩
混凝土体积在成型后会发生收缩,当这种变化受到约束时,混凝土自身没有较好抵抗变形的抗拉性能,就会产生裂缝现象。混凝土结构浇筑后,水泥的水化反应会产生很大的热量,在温度上升时会产生不同的膨胀系数,这种由于温度上升引起的膨胀对大体积的混凝土有很大危险,当混凝土的体积比较大时,其内部的热量就不容易散发,内部的温度就升高,导致混凝土内外温差大,其表面会产生拉应力,内部产生压应力,当拉应力过大时,就会使混凝土表面产生裂缝。
二、大体积混凝土裂缝控制措施
大体积混凝土工程的结构特点是体积大,构件的长、宽、高尺寸一项或多项超长;构件承受荷载大,抗压、抗弯、抗剪性能高;构件内部受力较为复杂,产生的温度应力较大,因此,大体积混凝土结构的整体性要求高,一般要求整体性浇筑。
1、大体积混凝土浇筑前的控制措施
严格控制原材料的质量,从源头上把住混凝土质量关,精心设计混凝土的配合比,以达到增加混凝土的抗拉强度减少混凝土收缩的目的。
(1)优先选用中、低水化热硅酸盐水泥,如矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥或粉煤灰水泥。拌制混凝土时适当使用外加剂,比如:为了减少水泥用量而添加减水剂,为了推迟混凝土的初凝时间而添加缓凝剂,为了补偿混凝土的收缩而添加膨胀剂。
(2)在骨料含泥量小于1%的前提下,粗骨料尽量选用粒径较大,连续级配良好的石子,细骨料选用粗砂或中砂。选用级配良好的骨料,避免混凝土配合比比例失调造成混凝土裂缝的多发现象。
(3)大体积混凝土的配合比设计是其工程质量中的关键一环,配合比设计人员要深入施工现场,科学选定混凝土的配合比,在保证混凝土强度等级的前提下,适当降低水灰比,减少水泥用量。
2、大体积混凝土浇筑及养护过程的控制措施
为防止混凝土因早期收缩和温差引起的开裂,混凝土的浇筑及养护十分重要。
(1)大体积混凝土浇筑时,浇筑方案可以选择全面分层连续浇筑方式。混凝土振捣应上下、前后同时进行,人员应现场检查混凝土振捣的均匀性,每一振点的振动持续时间应保证混凝土获得足够捣实程度(以混凝土表面呈水平出浆和不再出现气泡,不再沉落为宜),振捣时间也不宜过长,以免混凝土表面出现浮浆,严禁出现振捣不实或漏振情况。在分层浇筑中要控制好混凝土的初凝时间,上下层浇筑时间间隔不宜过长,在下层混凝土初凝前要进行上层混凝土的浇筑,避免出现冷缝和泌水层现象。
(2)在大体积混凝土的基础内设置温度配筋,在截面变形和转折处,孔洞转角及周边,增加斜向构造配筋,以改善应力集中,防止裂缝出现。
(3)为避免内外温差过大与早期收缩造成混凝土开裂,大体积混凝土浇筑时应降低混凝土的入模温度,控制混凝土的内外温差,如:夏季砂石料避免阳光直射,用低温水或冰水搅拌混凝土。也可预埋冷却水管,通入循环水,将混凝土内部热量带出,进行人工导热。
(4)改善约束条件,削减温度应力,采取分层或分块浇筑大体积混凝土,合理设置水平或垂直施工缝,或在适当的位置设置后浇带,减少每次浇筑长度的蓄热量,防止水化热的积聚,以减少外应力和温度应力,同时,也有利于散热,降低混凝土的内部温度。
(5)加强澆筑混凝土表面的保护,大体积混凝土必须进行二次抹面工作,减少表面收缩裂缝。
(6)大体积混凝土应进行保温保湿养护,缓慢降温避免混凝土内外温度、湿度过大,在混凝土浇筑完毕后12小时内加以覆盖和浇水养护,应用覆盖薄膜和草袋组合养护方法,并保持塑料薄膜内有凝结水,确保混凝土始终处于湿润状态,加强测温控温,及时调整保温养护措施,将混凝土的内外温差控制在设计要求范围内,当设计无具体要求时,内外温差不宜超过25℃,且混凝土的养护时间不少于14天。
总结:
大体积混凝土施工难度比较大,混凝土产生裂缝的机率较多,裂缝一旦形成,特别是基础贯穿裂缝出现在重要的结构部位,危害极大,它会降低结构的耐久性,削弱构件的承载力,同时可能危害到建筑物的安全使用。所以采取技术先进、经济合理、安全适用的措施来减少和控制大体积混凝土的开裂,确保工程建设的质量,是建筑工程建设者一直以来所追求的目标。
参考文献:
[1]吴天义. 建筑工程大体积混凝土结构的施工技术[J]. 科技向导2012(14)
[2]王辉.杨长清. 大体积混凝土结构施工的监理控制[J]. 建筑管理现代化,2005(05)
[3]. [6]蔡文尧.混凝土裂缝成因及控制措施.福建建筑技术研究2003(01)
关键词:大体积;混凝土裂缝;产生原因;控制措施;
混凝土是用水泥作胶凝材料,用砂、石作集料,与水按一定比例配合,有的会加外加剂和掺合料,经过搅拌、成型、养护而形成。混凝土是一种非匀质的脆性材料,当其内部拉应力超过抗拉强度时,就会导致裂缝产生,这种有害裂缝会降低建筑物的抗冻和抗渗能力,影响建筑物的耐久性,严重者会发生垮塌事故。而导致混凝土裂缝的原因是多种多样的,根据实践,找出其裂缝的原因,并制定预防和处理的措施,成为建筑工程建设部门高度重视的问题。
一、大体积混凝土裂缝产生原因分析
1、材料方面
(1)水泥:水泥是混凝土中主要的胶凝材料,也是混凝土中强度的主要提供者,水泥的品种、细度、强度等级都会对混凝土的性能产生影响。大体积混凝土追求高强度,因此,水泥的含碱量越来越高,水泥的细度越来越细。含碱量高引起混凝土耐久性差而开裂,细度小造成混凝土施工中出现浮浆而表面龟裂。在水泥品种一定的情况下,水泥用量增多,一方面会增加水泥水化反应产生的化学收缩和因水泥水化热增加导致的温度变形,另一方面也会提高混凝土的强度的弹性模量,对混凝土的抗裂性能不利;如果水泥用量太少,则混凝土的和易性不好,导致混凝土产生离析、泌水现象,增加混凝土的干燥收缩。
(2)粗、细骨料:粗、细骨料是混凝土的重要组成部分,它在混凝土中主要起骨架的作用,并且对胶凝材料的收缩具有一定的抵抗作用。粗、细骨料中含泥量过大会造成混凝土收缩性增大,进而导致裂缝。骨料粒径过细、针片含量过大会使得混凝土在配料过程中使用更多的灰和水,这样的结果就是混凝土收缩量增大。
(3)水:水是混凝土的重要组成部分之一,在混凝土中起激化剂的作用。当用水量太大时,造成混凝土强度降低,当用水量太少时,混凝土的内部收缩增加,对混凝土的抗裂性能不利。
(4)外加剂:外加剂选择不当都会造成混凝土收缩性加大,这也就增加了裂缝出现的频率。不同的外加剂对降低混凝土的收缩作用是不同的。
2、混凝土收缩
混凝土体积在成型后会发生收缩,当这种变化受到约束时,混凝土自身没有较好抵抗变形的抗拉性能,就会产生裂缝现象。混凝土结构浇筑后,水泥的水化反应会产生很大的热量,在温度上升时会产生不同的膨胀系数,这种由于温度上升引起的膨胀对大体积的混凝土有很大危险,当混凝土的体积比较大时,其内部的热量就不容易散发,内部的温度就升高,导致混凝土内外温差大,其表面会产生拉应力,内部产生压应力,当拉应力过大时,就会使混凝土表面产生裂缝。
二、大体积混凝土裂缝控制措施
大体积混凝土工程的结构特点是体积大,构件的长、宽、高尺寸一项或多项超长;构件承受荷载大,抗压、抗弯、抗剪性能高;构件内部受力较为复杂,产生的温度应力较大,因此,大体积混凝土结构的整体性要求高,一般要求整体性浇筑。
1、大体积混凝土浇筑前的控制措施
严格控制原材料的质量,从源头上把住混凝土质量关,精心设计混凝土的配合比,以达到增加混凝土的抗拉强度减少混凝土收缩的目的。
(1)优先选用中、低水化热硅酸盐水泥,如矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥或粉煤灰水泥。拌制混凝土时适当使用外加剂,比如:为了减少水泥用量而添加减水剂,为了推迟混凝土的初凝时间而添加缓凝剂,为了补偿混凝土的收缩而添加膨胀剂。
(2)在骨料含泥量小于1%的前提下,粗骨料尽量选用粒径较大,连续级配良好的石子,细骨料选用粗砂或中砂。选用级配良好的骨料,避免混凝土配合比比例失调造成混凝土裂缝的多发现象。
(3)大体积混凝土的配合比设计是其工程质量中的关键一环,配合比设计人员要深入施工现场,科学选定混凝土的配合比,在保证混凝土强度等级的前提下,适当降低水灰比,减少水泥用量。
2、大体积混凝土浇筑及养护过程的控制措施
为防止混凝土因早期收缩和温差引起的开裂,混凝土的浇筑及养护十分重要。
(1)大体积混凝土浇筑时,浇筑方案可以选择全面分层连续浇筑方式。混凝土振捣应上下、前后同时进行,人员应现场检查混凝土振捣的均匀性,每一振点的振动持续时间应保证混凝土获得足够捣实程度(以混凝土表面呈水平出浆和不再出现气泡,不再沉落为宜),振捣时间也不宜过长,以免混凝土表面出现浮浆,严禁出现振捣不实或漏振情况。在分层浇筑中要控制好混凝土的初凝时间,上下层浇筑时间间隔不宜过长,在下层混凝土初凝前要进行上层混凝土的浇筑,避免出现冷缝和泌水层现象。
(2)在大体积混凝土的基础内设置温度配筋,在截面变形和转折处,孔洞转角及周边,增加斜向构造配筋,以改善应力集中,防止裂缝出现。
(3)为避免内外温差过大与早期收缩造成混凝土开裂,大体积混凝土浇筑时应降低混凝土的入模温度,控制混凝土的内外温差,如:夏季砂石料避免阳光直射,用低温水或冰水搅拌混凝土。也可预埋冷却水管,通入循环水,将混凝土内部热量带出,进行人工导热。
(4)改善约束条件,削减温度应力,采取分层或分块浇筑大体积混凝土,合理设置水平或垂直施工缝,或在适当的位置设置后浇带,减少每次浇筑长度的蓄热量,防止水化热的积聚,以减少外应力和温度应力,同时,也有利于散热,降低混凝土的内部温度。
(5)加强澆筑混凝土表面的保护,大体积混凝土必须进行二次抹面工作,减少表面收缩裂缝。
(6)大体积混凝土应进行保温保湿养护,缓慢降温避免混凝土内外温度、湿度过大,在混凝土浇筑完毕后12小时内加以覆盖和浇水养护,应用覆盖薄膜和草袋组合养护方法,并保持塑料薄膜内有凝结水,确保混凝土始终处于湿润状态,加强测温控温,及时调整保温养护措施,将混凝土的内外温差控制在设计要求范围内,当设计无具体要求时,内外温差不宜超过25℃,且混凝土的养护时间不少于14天。
总结:
大体积混凝土施工难度比较大,混凝土产生裂缝的机率较多,裂缝一旦形成,特别是基础贯穿裂缝出现在重要的结构部位,危害极大,它会降低结构的耐久性,削弱构件的承载力,同时可能危害到建筑物的安全使用。所以采取技术先进、经济合理、安全适用的措施来减少和控制大体积混凝土的开裂,确保工程建设的质量,是建筑工程建设者一直以来所追求的目标。
参考文献:
[1]吴天义. 建筑工程大体积混凝土结构的施工技术[J]. 科技向导2012(14)
[2]王辉.杨长清. 大体积混凝土结构施工的监理控制[J]. 建筑管理现代化,2005(05)
[3]. [6]蔡文尧.混凝土裂缝成因及控制措施.福建建筑技术研究2003(01)