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[摘 要]大体积混凝土是现代建筑工程中经常采用的一种施工方式,随着建筑工艺和施工技术的不断发展,大体积混凝土在施工过程中常常会产生温度裂缝,给工程项目的建设施工造成极大的质量安全隐患。下面,本文就我国当前大体积混凝土工程在施工过程中出现温度裂缝的原因进行简单分析,并就如何预防和控制温度裂缝提出自己的建议和看法,从而更好的提高建筑工程的施工质量,确保工程建设的顺利、安全进行。
[关键词]大体积;混凝土施工;温度裂缝;原因;措施
中图分类号:TU755 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)24-0195-01
一、前言
大体积混凝土工程在施工过程中常常会因为温度、材料、湿度等方面的因素产生不同的裂缝,例如:温度裂缝、收缩裂缝、沉降裂缝、变形裂缝、结构裂缝等。其中,温度裂缝是最为常见,也是发生较为频繁的裂缝类型[1]。裂缝对混凝土工程质量的危害严重,并且极大的降低了建筑工程的整体安全性。因此,必须要加强对混凝土施工温度裂缝的预防和控制。文章简要分析我国大体积混凝土工程在施工过程出现温度裂缝的原因,并研究和探讨如何预防和控制混凝土温度裂缝的产生,以便于更好的提高建筑工程的安全性和质量性,促进我国建筑行业的高效、平稳、健康发展。
二、大体积混凝土施工温度裂缝产生的原因
温度裂缝的主要原因即为热胀冷缩。在大体积混凝土工程的施工过程中,温度裂缝的产生原因主要同以下几个方面的因素有关,具体包括有:
2.1 水泥的水热化效应造成温差增大
混凝土中最为重要的原材料就是水泥,然而水泥由于自身特性在遇水攪拌施工的过程中,会出现“水热化”反应,导致大量热量的产生。而由于混凝土工程的体积较大,使得这些热量不能快速的发散出去,从而造成混凝土的内部温度在短时间内急速上升(最高峰值一般在浇筑施工后的3d~5d)[2],也极大的增大了混凝土内外温度的差距,导致混凝土出现温度变形以及温度应力,并且随着温度
2.2 混凝土自身结构的收缩性导致裂缝产生
大体积混凝土在浇筑施工时为泥浆状,其内部存在大量的水分,在干燥固结过程中,水分的挥发会导致混凝土出现收缩,并且由于表面能够直接受热、受风,其干燥收缩的速度远快于混凝土的内部,从而造成内部同表面之间产生作用应力,当应力过大时,就会出现裂缝[3]。
2.3 混凝土约束变化导致裂缝产生
在现代建筑工程中,大体积混凝土在应用时其构筑物一般是同地基连接浇筑成为一体。而当周围环境的温度出现改变时,大体积混凝土构筑物受到下方地基约束作用的影响,会在外部产生相应的约束力。当温度降低时,下方地基会和混凝土构筑物均会随之产生拉应力,而由于混凝土的弹性模量较小,其产生的应拉力比下方地基的应拉力小[4],这时就会造成裂缝的出现。
三、大体积混凝土施工温度裂缝的防范措施
针对大体积混凝土项目在施工过程中产生温度裂缝的原因,在今后的施工过程中,施工企业可以通过采取以下几个方面的措施来预防和控制温度裂缝的发生,从而更好的确保建筑工程的质量和安全。具体措施如下:
3.1 施工准备阶段的预防控制
主要包括原材料的选择以及施工设计的优化,包括:
1)合理选择混凝土原材料。①水泥的合理选择。水泥是混凝土的主要构成成分,且它的“水热化”效应是温度裂缝的主要产生原因。因此,水泥的种类、质量等情况直接影响到混凝土的强度和韧性。施工企业在选择水泥时,要在确保施工质量和工程使用的前提下,尽量选择“水化热”效应较小的中低热水泥品种,如矿渣硅酸盐水泥等,从而有效减轻混凝土的“水热化”反应。②添加剂的合理选择。在进行混凝土的拌合时,经常会为了提高混凝土的抗裂性而使用一些添加剂,例如引气剂、减水剂、膨胀剂、缓凝剂等等[5]。这些添加剂能够有效降低混凝土因“水化热”反应引起的一系列复杂问题,从而增强混凝土的抗裂性能。
2)优化改进混凝土的施工设计。①对混凝土的配比进行改进优化。施工单位在进行混凝土配比设计时,要在确保质量和性能的前提下,尽可能的降低单位用水量,从而减少“水化热”的作用结果。例如,可以遵循“一高两掺三低”(即高粉煤灰掺量;掺高性能引水剂和减水剂;低水胶比、低塌落度、低沙率)的原则,配比出低热、高强、中弹、高抗拉以及高韧性的混凝土;②对约束条件进行合理改善。针对约束应力在温度变化下会造成裂缝的产生,施工单位在进行大体积混凝土同地基的连接浇筑时,可以在混凝土构筑物的键槽部位以及垂直面之间铺设聚苯乙烯泡沫塑料或厚沥青木丝板等缓冲层(一般在3cm~5cm),在它同垫层之间铺设沥青油毡等滑动层,从而尽量将嵌固作用消除,降低约束应力的作用。
3.2 浇筑施工阶段的预防控制
在大体积混凝土浇筑施工阶段,对温度裂缝的防控措施主要包括施工技术和施工温度两个方面,包括:
1)合理选择施工技术。施工单位在进行大体积混凝土浇筑操作时,可以选择分层浇筑的方式来预防混凝土内部温度出现较大增高。在实际操作施工中,在每次混凝土浆浇筑完成后,要待到其整体温度同外部环境温度相差不大时,方可进行再次的浇筑。同时,在每层浇筑完成后,可以采用水管对其进行冷却水降温,加速混凝土内部热量的发散,促进温度的降低,减少内部温度应力的产生。
2)加强入模温度的控制。施工单位要重点控制和降低大体积混凝土在入模时的温度,尽量避开气温异常的天气,选择气温适宜的时间进行大体积混凝土的浇筑。当外部环境气温过高时,可以采用冰水或低温水进行混凝土的搅拌,以达到快速降温的目的。混凝土浇筑完成后,可以进行冷水喷洒或覆盖遮阳装置,以便保持混凝土入模温度低于25℃,从而减少温度应力的产生。
3.3 养护阶段的预防控制
大体积混凝土养护阶段对温度裂缝的防控主要在于温度方面,具体包括:
1)加强保温。当浇筑完成后,施工单位要及时在大体积混凝土的表面铺设保温层,包括塑料薄膜、草袋、遮阳布等,以保持温度的适宜,避免表面温度过高或过低。
2)加强测温。施工单位要随时关注大体积混凝土的内外部温度情况,通过埋设测温点,掌握和监测混凝土内外温度的动态变化情况,以便在温差过大时及时采取有效措施进行处理,从而避免温度裂缝的产生。
四、结束语
裂缝是现代混凝土建筑工程中存在的较为普遍的一种质量问题。在大体积混凝土的施工过程中,及早、有效的对温度裂缝进行预防和控制,能够更好的增强混凝土工程的强度和耐久性,提高它的使用安全性,从而有效保障整个建筑工程的施工质量和使用安全。
参考文献
[1] 王海燕.大体积混凝土基础施工温度裂缝的防治[J].农业科技与信息,2015(02):92-93.
[2] 葛贝德,杨化奎.大体积混凝土施工温度控制研究[J].黑龙江科学,2014(12):19-20.
[3] 彭继华.大体积混凝土施工温度裂缝的预防措施[J].徐州建筑职业技术学院学报,2009(02):15-17.
[关键词]大体积;混凝土施工;温度裂缝;原因;措施
中图分类号:TU755 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)24-0195-01
一、前言
大体积混凝土工程在施工过程中常常会因为温度、材料、湿度等方面的因素产生不同的裂缝,例如:温度裂缝、收缩裂缝、沉降裂缝、变形裂缝、结构裂缝等。其中,温度裂缝是最为常见,也是发生较为频繁的裂缝类型[1]。裂缝对混凝土工程质量的危害严重,并且极大的降低了建筑工程的整体安全性。因此,必须要加强对混凝土施工温度裂缝的预防和控制。文章简要分析我国大体积混凝土工程在施工过程出现温度裂缝的原因,并研究和探讨如何预防和控制混凝土温度裂缝的产生,以便于更好的提高建筑工程的安全性和质量性,促进我国建筑行业的高效、平稳、健康发展。
二、大体积混凝土施工温度裂缝产生的原因
温度裂缝的主要原因即为热胀冷缩。在大体积混凝土工程的施工过程中,温度裂缝的产生原因主要同以下几个方面的因素有关,具体包括有:
2.1 水泥的水热化效应造成温差增大
混凝土中最为重要的原材料就是水泥,然而水泥由于自身特性在遇水攪拌施工的过程中,会出现“水热化”反应,导致大量热量的产生。而由于混凝土工程的体积较大,使得这些热量不能快速的发散出去,从而造成混凝土的内部温度在短时间内急速上升(最高峰值一般在浇筑施工后的3d~5d)[2],也极大的增大了混凝土内外温度的差距,导致混凝土出现温度变形以及温度应力,并且随着温度
2.2 混凝土自身结构的收缩性导致裂缝产生
大体积混凝土在浇筑施工时为泥浆状,其内部存在大量的水分,在干燥固结过程中,水分的挥发会导致混凝土出现收缩,并且由于表面能够直接受热、受风,其干燥收缩的速度远快于混凝土的内部,从而造成内部同表面之间产生作用应力,当应力过大时,就会出现裂缝[3]。
2.3 混凝土约束变化导致裂缝产生
在现代建筑工程中,大体积混凝土在应用时其构筑物一般是同地基连接浇筑成为一体。而当周围环境的温度出现改变时,大体积混凝土构筑物受到下方地基约束作用的影响,会在外部产生相应的约束力。当温度降低时,下方地基会和混凝土构筑物均会随之产生拉应力,而由于混凝土的弹性模量较小,其产生的应拉力比下方地基的应拉力小[4],这时就会造成裂缝的出现。
三、大体积混凝土施工温度裂缝的防范措施
针对大体积混凝土项目在施工过程中产生温度裂缝的原因,在今后的施工过程中,施工企业可以通过采取以下几个方面的措施来预防和控制温度裂缝的发生,从而更好的确保建筑工程的质量和安全。具体措施如下:
3.1 施工准备阶段的预防控制
主要包括原材料的选择以及施工设计的优化,包括:
1)合理选择混凝土原材料。①水泥的合理选择。水泥是混凝土的主要构成成分,且它的“水热化”效应是温度裂缝的主要产生原因。因此,水泥的种类、质量等情况直接影响到混凝土的强度和韧性。施工企业在选择水泥时,要在确保施工质量和工程使用的前提下,尽量选择“水化热”效应较小的中低热水泥品种,如矿渣硅酸盐水泥等,从而有效减轻混凝土的“水热化”反应。②添加剂的合理选择。在进行混凝土的拌合时,经常会为了提高混凝土的抗裂性而使用一些添加剂,例如引气剂、减水剂、膨胀剂、缓凝剂等等[5]。这些添加剂能够有效降低混凝土因“水化热”反应引起的一系列复杂问题,从而增强混凝土的抗裂性能。
2)优化改进混凝土的施工设计。①对混凝土的配比进行改进优化。施工单位在进行混凝土配比设计时,要在确保质量和性能的前提下,尽可能的降低单位用水量,从而减少“水化热”的作用结果。例如,可以遵循“一高两掺三低”(即高粉煤灰掺量;掺高性能引水剂和减水剂;低水胶比、低塌落度、低沙率)的原则,配比出低热、高强、中弹、高抗拉以及高韧性的混凝土;②对约束条件进行合理改善。针对约束应力在温度变化下会造成裂缝的产生,施工单位在进行大体积混凝土同地基的连接浇筑时,可以在混凝土构筑物的键槽部位以及垂直面之间铺设聚苯乙烯泡沫塑料或厚沥青木丝板等缓冲层(一般在3cm~5cm),在它同垫层之间铺设沥青油毡等滑动层,从而尽量将嵌固作用消除,降低约束应力的作用。
3.2 浇筑施工阶段的预防控制
在大体积混凝土浇筑施工阶段,对温度裂缝的防控措施主要包括施工技术和施工温度两个方面,包括:
1)合理选择施工技术。施工单位在进行大体积混凝土浇筑操作时,可以选择分层浇筑的方式来预防混凝土内部温度出现较大增高。在实际操作施工中,在每次混凝土浆浇筑完成后,要待到其整体温度同外部环境温度相差不大时,方可进行再次的浇筑。同时,在每层浇筑完成后,可以采用水管对其进行冷却水降温,加速混凝土内部热量的发散,促进温度的降低,减少内部温度应力的产生。
2)加强入模温度的控制。施工单位要重点控制和降低大体积混凝土在入模时的温度,尽量避开气温异常的天气,选择气温适宜的时间进行大体积混凝土的浇筑。当外部环境气温过高时,可以采用冰水或低温水进行混凝土的搅拌,以达到快速降温的目的。混凝土浇筑完成后,可以进行冷水喷洒或覆盖遮阳装置,以便保持混凝土入模温度低于25℃,从而减少温度应力的产生。
3.3 养护阶段的预防控制
大体积混凝土养护阶段对温度裂缝的防控主要在于温度方面,具体包括:
1)加强保温。当浇筑完成后,施工单位要及时在大体积混凝土的表面铺设保温层,包括塑料薄膜、草袋、遮阳布等,以保持温度的适宜,避免表面温度过高或过低。
2)加强测温。施工单位要随时关注大体积混凝土的内外部温度情况,通过埋设测温点,掌握和监测混凝土内外温度的动态变化情况,以便在温差过大时及时采取有效措施进行处理,从而避免温度裂缝的产生。
四、结束语
裂缝是现代混凝土建筑工程中存在的较为普遍的一种质量问题。在大体积混凝土的施工过程中,及早、有效的对温度裂缝进行预防和控制,能够更好的增强混凝土工程的强度和耐久性,提高它的使用安全性,从而有效保障整个建筑工程的施工质量和使用安全。
参考文献
[1] 王海燕.大体积混凝土基础施工温度裂缝的防治[J].农业科技与信息,2015(02):92-93.
[2] 葛贝德,杨化奎.大体积混凝土施工温度控制研究[J].黑龙江科学,2014(12):19-20.
[3] 彭继华.大体积混凝土施工温度裂缝的预防措施[J].徐州建筑职业技术学院学报,2009(02):15-17.