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摘 要:近年来我国经济发展十分迅速,大体积砼施工在土木工程建设中的应用也越来越广泛,许多高层建筑中都离不开大体积砼。在使用砼的过程中,会因为水泥释放出的水化热而引起砼内部的温度上升,而砼则会产生比较明显的拉应力,最终造成裂缝现象。文章主要对大体积砼施工的温度裂缝控制措施进行了讨论,希望能为我国工程建设提供帮助。
关键词:大体积砼;温度裂缝;产生原因;控制措施
随着我国经济的快速发展,建设工程方面也得到一定的进步。为了满足结构上的需要,大体积砼施工越来越广泛的得以应用。但是在施工中会因为温度问题导致出现裂缝,砼的裂缝不仅影响着砼的外观质量,更影响着砼的耐久性以及结构的安全,因此,清楚砼裂缝产生的原因并制定出防治措施具有十分重要意义。
一、大体积砼结构特点
大体积砼结构体积较大,其内部水泥水化热散发比较困难,在外部环境影响以及砼结构内部影响下,很容易产生温度裂缝。大体积砼结构的特点如下:
(一)脆性较强:砼结构所使用的砼材料是脆性材料,其有着较大的抗压强度,但抗拉强度较弱,能够拉伸产生的变形很小,因此一旦受到内部应力产生拉伸时,其很难通过拉伸来缓解应力,从而产生裂缝。
(二)产生的应力较大:大体积砼结构断面的尺寸一般较大,在砼结构浇筑后,其内部会产生大量的水化热,致使内部温度上升,产生的拉应力较大。
(三)受环境影响较大:大体积砼结构长期暴露在外部环境中,环境温度的变化也会导致砼结构内部产生拉应力。
二、大体积砼温度裂缝产生的原因
砼会因为温度的升高和降低而产生相应的体积变化,而当砼的收缩受到了限制和约束时,则会出现一定的拉力。这种拉力一旦超过了砼本身的承受能力,那么将会导致砼出现裂缝问题。大体积砼温度裂缝产生的主要原因包含了以下几点。
(一)水泥的水化热
大体积砼由于水泥水化时会放出大量的水化熱,而砼自身体积较厚,表面直接和空气接触,散热条件较好,热量可以向大气中散发,表面温度上升较少。砼自身导热性较差,水泥水化热积聚在砼内部不易散发,温度会上升较多这样就会形成外低内高的温差,产生温度应力,若温度应力超过砼的抗拉强度,砼就会产生裂缝。
(二)内外约束条件
基础砼一般与地基整体浇筑在一起,当温度变化时,由于外部约束和内部约束的存在,砼不能自由变形。砼浇筑之后早期温度上升时,产生的膨胀变形受到地基土约束面产生压应力,此时砼的弹性模量很小,徐变和应力松弛却较大,与基层连接也不太牢固,从而压应力较小。砼表面温度下降较快,受温差产生的温度应力和内部约束的影响,砼表面会产生很大的拉应力。因此,降低砼内外温差和改善约束条件,是防止砼产生裂缝的重要措施。
(三)外界气温引起的变化
砼在浇筑过程中产生的温度与外界气温的变化有着直接的关系,浇筑产生的温度同时也影响砼内部温度。当大体积砼遭受到温度的快速变化时,会给砼内部造成较为明显的影响。例如在冬季,过早的拆模,那么一旦遭遇到了严寒的侵袭,就会导致砼的表面温度发生快速变化,收缩十分明显。这种情况下砼会受到很大的拉应力,如果砼不能抵抗这种拉应力,就会形成裂缝。但这种裂缝的出现通常只在表面较浅的位置上,因此,不会对结构造成严重的影响。
三、大体积砼施工的温度裂缝控制措施
(一)科学选用材料,适当使用外加剂
1、科学选用水泥。优先选择中低水化热硅酸盐水泥或低水化热矿渣硅酸盐水泥,如复合水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰水泥、火山灰质硅酸盐水泥等优质水泥,有利于降低砼温度梯度。
2、骨料控制。细骨料宜采用细度模数大于2.3的中砂,含泥量不应大于3%。粗骨料宜选用连续级配,粒径5~31.5mm,含泥量不应大于1%。一方面应尽量使用高强度骨料,另一方面砂率和坍落度应尽量选用较小数值,以减小孔隙率,避免裂缝产生[2]。
3、掺合料与外加剂。第一,可适当的在砼中加入能降低水化热的粉煤灰,粉煤灰除了能改善砼性能外,还能减少水泥用量,节省成本。第二,添加UEA。在水泥硬化过程中,UEA能补偿冷缩与干缩,从而降低裂缝发生的可能性。
(二)确定砼的施工工艺
大体积砼的浇筑可以根据结构特点的不同采用不同的浇筑方法,如全断面分层浇筑、分段分层浇筑、和斜面分层浇筑。砼采用分段分层浇筑时,每段浇筑高度应根据结构特点、钢筋疏密程度决定,砼浇注层厚度应根据所选用振捣器的作用深度及砼的和易性确定。一般为振捣器作用半径的1.25倍,但厚度不宜大于500mm。在前层砼初凝之前将次层砼浇筑完毕。每浇筑一层砼都应及时均匀振捣,保证砼的密实[3]。预埋冷水管,用循环水降低大体积砼的温度,进行人工导热,降低温差。大体积砼浇筑过程中,应采取防止钢筋、埋件等的位移和变形措施,并应及时清除砼表面的泌水,在砼初凝前进行二次抹压处理,减少干缩裂缝的出现。
(三)加强养护
对大体积砼进行养护工作是工程中的一项重要内容。应保持大体积砼的温度和湿度适宜,并控制温差的产生,是一项比较复杂的工作。当大体积砼浇筑两个小时以后,应使用塑料膜来对表面进行覆盖,以便于能提升其表面的温度,减少内外温差。同时,可以进行带水养护工作,养护的时间控制在14天以上。这种方式比较适合夏季使用。冬季的时候,应在结构外露的部分进行保温材料覆盖,以便于减缓散热的过程,使砼的强度能得到提。此外,要想对大体积砼进行温度上的有效控制,还应对此进行科学方式检测。对此,应设置出相应的测温点,这样一来就能及时掌握温度变化数据,提升控制的准确性。
四、结语
大体积砼的温度裂缝通过严谨、周密、科学可行的措施是可以避免的。相信大体积砼的温度裂缝也会随着科学技术的进步、建筑施工水平的提高、建筑工人素质的改善而变得更加容易解决。
参考文献:
[1]刘志远,刘雪艳.大体积砼温度裂缝控制的施工技术研究[J].魅力中国,2013,(16):321-321.
[2]刘晓春,马成进.大体积砼温度裂缝控制的措施探讨[J].中国科技财富,2011,(4):55.
[3]陈超,耿雷.大体积砼温度裂缝控制的施工技术研究[J].黑龙江科技信息,2010,(17):302.
关键词:大体积砼;温度裂缝;产生原因;控制措施
随着我国经济的快速发展,建设工程方面也得到一定的进步。为了满足结构上的需要,大体积砼施工越来越广泛的得以应用。但是在施工中会因为温度问题导致出现裂缝,砼的裂缝不仅影响着砼的外观质量,更影响着砼的耐久性以及结构的安全,因此,清楚砼裂缝产生的原因并制定出防治措施具有十分重要意义。
一、大体积砼结构特点
大体积砼结构体积较大,其内部水泥水化热散发比较困难,在外部环境影响以及砼结构内部影响下,很容易产生温度裂缝。大体积砼结构的特点如下:
(一)脆性较强:砼结构所使用的砼材料是脆性材料,其有着较大的抗压强度,但抗拉强度较弱,能够拉伸产生的变形很小,因此一旦受到内部应力产生拉伸时,其很难通过拉伸来缓解应力,从而产生裂缝。
(二)产生的应力较大:大体积砼结构断面的尺寸一般较大,在砼结构浇筑后,其内部会产生大量的水化热,致使内部温度上升,产生的拉应力较大。
(三)受环境影响较大:大体积砼结构长期暴露在外部环境中,环境温度的变化也会导致砼结构内部产生拉应力。
二、大体积砼温度裂缝产生的原因
砼会因为温度的升高和降低而产生相应的体积变化,而当砼的收缩受到了限制和约束时,则会出现一定的拉力。这种拉力一旦超过了砼本身的承受能力,那么将会导致砼出现裂缝问题。大体积砼温度裂缝产生的主要原因包含了以下几点。
(一)水泥的水化热
大体积砼由于水泥水化时会放出大量的水化熱,而砼自身体积较厚,表面直接和空气接触,散热条件较好,热量可以向大气中散发,表面温度上升较少。砼自身导热性较差,水泥水化热积聚在砼内部不易散发,温度会上升较多这样就会形成外低内高的温差,产生温度应力,若温度应力超过砼的抗拉强度,砼就会产生裂缝。
(二)内外约束条件
基础砼一般与地基整体浇筑在一起,当温度变化时,由于外部约束和内部约束的存在,砼不能自由变形。砼浇筑之后早期温度上升时,产生的膨胀变形受到地基土约束面产生压应力,此时砼的弹性模量很小,徐变和应力松弛却较大,与基层连接也不太牢固,从而压应力较小。砼表面温度下降较快,受温差产生的温度应力和内部约束的影响,砼表面会产生很大的拉应力。因此,降低砼内外温差和改善约束条件,是防止砼产生裂缝的重要措施。
(三)外界气温引起的变化
砼在浇筑过程中产生的温度与外界气温的变化有着直接的关系,浇筑产生的温度同时也影响砼内部温度。当大体积砼遭受到温度的快速变化时,会给砼内部造成较为明显的影响。例如在冬季,过早的拆模,那么一旦遭遇到了严寒的侵袭,就会导致砼的表面温度发生快速变化,收缩十分明显。这种情况下砼会受到很大的拉应力,如果砼不能抵抗这种拉应力,就会形成裂缝。但这种裂缝的出现通常只在表面较浅的位置上,因此,不会对结构造成严重的影响。
三、大体积砼施工的温度裂缝控制措施
(一)科学选用材料,适当使用外加剂
1、科学选用水泥。优先选择中低水化热硅酸盐水泥或低水化热矿渣硅酸盐水泥,如复合水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰水泥、火山灰质硅酸盐水泥等优质水泥,有利于降低砼温度梯度。
2、骨料控制。细骨料宜采用细度模数大于2.3的中砂,含泥量不应大于3%。粗骨料宜选用连续级配,粒径5~31.5mm,含泥量不应大于1%。一方面应尽量使用高强度骨料,另一方面砂率和坍落度应尽量选用较小数值,以减小孔隙率,避免裂缝产生[2]。
3、掺合料与外加剂。第一,可适当的在砼中加入能降低水化热的粉煤灰,粉煤灰除了能改善砼性能外,还能减少水泥用量,节省成本。第二,添加UEA。在水泥硬化过程中,UEA能补偿冷缩与干缩,从而降低裂缝发生的可能性。
(二)确定砼的施工工艺
大体积砼的浇筑可以根据结构特点的不同采用不同的浇筑方法,如全断面分层浇筑、分段分层浇筑、和斜面分层浇筑。砼采用分段分层浇筑时,每段浇筑高度应根据结构特点、钢筋疏密程度决定,砼浇注层厚度应根据所选用振捣器的作用深度及砼的和易性确定。一般为振捣器作用半径的1.25倍,但厚度不宜大于500mm。在前层砼初凝之前将次层砼浇筑完毕。每浇筑一层砼都应及时均匀振捣,保证砼的密实[3]。预埋冷水管,用循环水降低大体积砼的温度,进行人工导热,降低温差。大体积砼浇筑过程中,应采取防止钢筋、埋件等的位移和变形措施,并应及时清除砼表面的泌水,在砼初凝前进行二次抹压处理,减少干缩裂缝的出现。
(三)加强养护
对大体积砼进行养护工作是工程中的一项重要内容。应保持大体积砼的温度和湿度适宜,并控制温差的产生,是一项比较复杂的工作。当大体积砼浇筑两个小时以后,应使用塑料膜来对表面进行覆盖,以便于能提升其表面的温度,减少内外温差。同时,可以进行带水养护工作,养护的时间控制在14天以上。这种方式比较适合夏季使用。冬季的时候,应在结构外露的部分进行保温材料覆盖,以便于减缓散热的过程,使砼的强度能得到提。此外,要想对大体积砼进行温度上的有效控制,还应对此进行科学方式检测。对此,应设置出相应的测温点,这样一来就能及时掌握温度变化数据,提升控制的准确性。
四、结语
大体积砼的温度裂缝通过严谨、周密、科学可行的措施是可以避免的。相信大体积砼的温度裂缝也会随着科学技术的进步、建筑施工水平的提高、建筑工人素质的改善而变得更加容易解决。
参考文献:
[1]刘志远,刘雪艳.大体积砼温度裂缝控制的施工技术研究[J].魅力中国,2013,(16):321-321.
[2]刘晓春,马成进.大体积砼温度裂缝控制的措施探讨[J].中国科技财富,2011,(4):55.
[3]陈超,耿雷.大体积砼温度裂缝控制的施工技术研究[J].黑龙江科技信息,2010,(17):302.