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【摘 要】 随着城市进程的加快,高层建筑越来越多,同时对建筑物的基础要求也越来越高。大体积混凝土施工技作为高层建筑结构体系中重要的组成部分,一直以来都是高层建筑工程施工的重点内容。在实际工程中,往往是各种因素多重作用引起混凝土开裂。结构物的有害裂缝不仅会降低力学性能和承载力,还会直接影响结构耐久性,缩短使用寿命。基于此,本文就建筑工程施工大体积混凝土裂缝的防治措施进行分析与研究,保证整个建筑工程的施工质量。
【关键词】 建筑工程;大体积混凝土;裂缝;防治措施
引言
随着建筑业的迅速发展,混凝土的广泛运用,而大体积混凝土最大的缺点就是容易出现裂缝,裂缝产生的原因复杂且多样化,所以针对出现裂缝的质量问题应认真的分析原因,然后及时的采取控制措施,为了最大程度上减少混凝土裂缝的出现,应从施工材料、施工工艺、施工技术等方面严格控制,针对不用的裂缝区别对待,并采用科学合理的方法进行处理,使混凝土裂缝出现率达到最小化。
一、大体积混凝土旳概述及特点
(一)大体积混凝土主要是指那些断面尺寸最小要大于1m以上,在施工过程中采取相应技术措施用以合理解决温度应力和水化热所引起的混凝土内外温度差异,并能够控制裂缝开展的混凝土结构。
(二)高层建筑结构中大体积混凝土的特点:
较普通体积混凝土结构而言,大体积混凝土具有如下方面的特点:首先是体积相对较大,且块体相对较厚。其次是混凝土结构所需连续浇筑量相对较大,且其结构对于整体性方面的要求也相对较高。较普通混凝土来说,大体积混凝土水化热会导致混凝土的内部温度更高。再次是若混凝土的厚度大于1.5m,则必须对水平分层施工的设置进行考虑,以更好地降低水化热对大体积混凝土结构所带来的不良影响。
二、大体积混凝土裂缝的原因
(一)塑性收缩裂缝
塑性收缩裂缝是指大体积混凝土在初凝后产生的裂缝。混凝土在初凝后失去流动性,这时候混凝土的初步结构已经初步形成,但是强度较低,在这个阶段如果混凝土失水过多,就会产生较大的塑性收缩力,但是由于混凝土的结构是刚刚形成,自身强度小不能抵挡这种收缩应力,从而形成了塑性收缩裂缝。如果施工环境中存在风速较大、温度高、湿度低等条件,都会造成混凝土失去大量的水分,从而产生塑性收缩裂缝。大体积混凝土塑性收缩裂缝不仅影响混凝土构件的外观,也会使混凝土抗渗性能降低,严重影响工程的质量安全。
(二)干燥收缩裂缝
干燥收缩裂缝是指大体积混凝土因干燥变形引起的裂缝。干燥收缩裂缝主要受混凝土单位用水量和水泥石的干燥收缩这两个因素的影响。大体积混凝土在施工过程中很容易控制单位用水量,而很难控制水泥石的干燥收缩,大部分大体积混凝土干燥收缩裂缝的产生主要是由水泥石的干燥收缩引起的。水泥石的干燥收缩主要受自身原料的影响,水泥矿物中SO3含量较多时干燥收缩性小,C3A含量较多时干燥收缩大,同时如果水泥的比表面积越大,其干燥收缩性也越大。所以大体积混凝土应该优先选用低热矿渣硅酸盐水泥或中、低热硅酸盐水泥,这样可以有效预防干燥收缩裂缝的产生。
(三)水泥水化热引起的开裂
由于混凝土在凝结时会放出大量的热量,水泥水化产生大量的水化热,会使混凝土内部的温度升高,而大体积的混凝土由于截面厚度大,大量的水热化集中于混凝土内部,不容易散化开,导致混凝土内部的温度急剧的升高,而由于混凝土表面的温度散热速度比较快,造成内部和外部的温度存在一定的温差值,由于受热胀冷缩的影响,会使混凝土表面产生一定的温度应力,当这个温度应力大于混凝土的抗拉强度极限时,就使混凝土表面产生了裂缝,因温度造成的裂缝问题在大体积混凝土结构中尤其严重。
(四)沉降收缩裂缝
由于建筑工程的地质不均匀,或遇软土地基,会产生不同程度的沉降,而产生裂缝。或者因为模板的刚度、模板之间的间距过大等问题,造成不均匀的沉降,致使混凝土结构产生裂缝。
三、控制大体积混凝土裂缝的主要措施
大体积混凝土,尤其是重要的、大型工程的大体积混凝土在施工前,应组织专家,对本工程大体积混凝土浇筑过程中可能产生裂缝的原因仔细地分析和研究,并拟定相对应的预防措施,以备无患。在施工过程中,应本着“抗防结合”的防止裂缝原则,从以下几个方面考虑,对大体积混凝土裂缝进行控制。
(一)加强设计工作
在施工图设计时,宜选用中、低强度的混凝土,减少或避免采用高强度混凝土。由于大体积混凝土体积较大,为了预防混凝土的表面收缩裂缝,在设计时应适当在承台表面适当增加分布钢筋,这样有利于增强整个结构的整体性。有可能的情况下,尽量设置水平施工缝,将混凝土按照温度缝的要求进行分割成块,减少整体浇筑混凝土量。
由于大体积混凝土中很大一部分热量来自于水泥的水化热,因而应尽量选用低热水泥,在进行混凝土配合比时进行合理计算,有效控制水灰比,尽量减少水泥的用量,有效地降低水泥的水化热。
(二)大体积混凝土中水泥的品种及用量
温度裂缝是大体积混凝土常出现的裂缝之一,它主要是由于水泥在水化过程中产生大量的热量,使混凝土内外产生温度差,从而出现裂缝。研究表明,水泥释放热量的大小和速度不仅和水泥的组成成分有关,与水泥的粒度大小也有一定的关系。水泥的粒度越小,其发热速度越快,但是并不影响最终的发热量。因此我们在大体积混凝土的施工过程中应选择火山灰水泥、矿渣硅酸盐水泥等产热量较少的水泥,同时尽量选择比表面大的水泥,减少水泥在水化过程中的放热率。由于大体积混凝土施工工期较长,不可能在28d时向混凝土施加设计荷载,一般将混凝土标准强度的龄期向后推迟至56~90d,这样既可以充分利用水泥的后期强度,也可以减少水泥的用量。
(三)外加剂的选择
外加剂的选择包括减水剂、缓凝剂、膨胀剂三种,第一减水剂,在混凝土中是运用比較广泛的一种外加剂,它能提高砂浆的强度,能减少拌合用水量,节约水泥用量,并且能降低水泥早期的水化热,经济效益好,绿色环保。第二缓凝剂,它能够延长混凝土拌合物凝结硬化的时间,从而使水泥水化放热速度变慢,有利于热量扩散,混凝土内部温升降低,提高其强度。第三膨胀剂,它主要是修补混凝土在硬化过程中产生的干缩和冷缩,从而提高混凝土的密实性和抗渗性能,减少混凝土的温度应力,提高强度。 (四)大体积混凝土的施工
混凝土表面应该覆盖编织物进行保温、保湿养护,这样仅可以降低混凝土内外温差,防止表面产生裂缝,还可以防止混凝土骤然降温产生贯穿裂缝。为了及时掌握混凝土内部温度与表面温度的变化,可以在混凝土内埋设適量的测温点,可以实时掌握混凝土的温度变化情况,当混凝土内外温差超过25℃时,及时采取相应的处理措施。大体积混凝土浇筑应尽量安排在夜晚,同时最大限度的降低混凝土的初凝温度。如果在白天施工,要在沙、石堆场搭设简易遮阳装置,必要时向骨料喷冷水。在混凝土泵送时,在水平和垂直泵管上加盖草袋,并喷冷水,进行降温处理。
(五)加强混凝土的养护
混凝土浇筑后,如遇气候炎热、空气干燥的情况,而不进行及时养护的话容易造成开裂现象。
1.保湿养护
混凝土浇筑后,尽量减少表面混凝土暴露在外面的时间,对暴露在外面的混凝土用篷布或者塑料薄膜覆盖,防止表面水分的蒸发,在混凝土没有彻底终凝前,应避免覆盖物直接接触混凝土的表面,以免造成不均匀现象,还需要经常性的洒水,使其保持潮湿的状态。
2.薄膜养生液养护
是将氯乙烯树脂料溶液喷洒到混凝土的表面,溶液挥发形成一种不透水的塑料薄膜,这种薄膜将混凝土表面与空气隔离起来,防治水分蒸发,能很好的保护混凝土不被开裂,因此在大体积的混凝土施工中被广泛运用。
3.蒸汽养护法
通过输入蒸汽控制周围的湿度和温度,气温较低时,在混凝土内输入蒸汽,保持混凝土的湿度,进行蒸汽养护需要注意的就是不定时的对温度进行测试,并对测试结果做好记录,以分配好蒸汽时间,防治裂缝的产生。
4.通过设置埋置养护
在混凝土下面埋置水管或者其他的制冷设施,从而达到混凝土保湿和降温的目的。
结束语
大体积混凝土在筑造过程中受到材料、湿度、温度等因素的影响极易产生裂缝,大体积混凝土裂缝的产生,不仅影响工程的外观,而且为工程埋藏了巨大的隐患。大体积混凝土随着外界温度的变化发生膨胀和收缩,导致裂缝不断扩大,而且裂缝中的钢筋等材料受空气中氧气和水分不断的锈蚀,严重影响大体积混凝土的质量,破坏了其结构的整体性,降低结构构件的耐久性、持久强度和承载力,影响整个工程的安全。所以,只有严格的按照施工工序进行施工,严格的控制混凝土的材料,才能保证工程的施工质量。
参考文献:
[1]臧伶.论建筑工程大体积混凝土的裂缝防治[J].科技风,2012,10:184.
[2]严晓辉.某大体积混凝土结构工程施工中的裂缝防治[J].科技资讯,2008,08:69.
[3]李建平.建筑工程大体积混凝土裂缝的成因与防治措施探析[J].中华民居(下旬刊),2014,02:441.
[4]单世静,赵春龙.大体积混凝土裂缝成因及防治措施之我见[J].四川建材,2009,02:46-47.
【关键词】 建筑工程;大体积混凝土;裂缝;防治措施
引言
随着建筑业的迅速发展,混凝土的广泛运用,而大体积混凝土最大的缺点就是容易出现裂缝,裂缝产生的原因复杂且多样化,所以针对出现裂缝的质量问题应认真的分析原因,然后及时的采取控制措施,为了最大程度上减少混凝土裂缝的出现,应从施工材料、施工工艺、施工技术等方面严格控制,针对不用的裂缝区别对待,并采用科学合理的方法进行处理,使混凝土裂缝出现率达到最小化。
一、大体积混凝土旳概述及特点
(一)大体积混凝土主要是指那些断面尺寸最小要大于1m以上,在施工过程中采取相应技术措施用以合理解决温度应力和水化热所引起的混凝土内外温度差异,并能够控制裂缝开展的混凝土结构。
(二)高层建筑结构中大体积混凝土的特点:
较普通体积混凝土结构而言,大体积混凝土具有如下方面的特点:首先是体积相对较大,且块体相对较厚。其次是混凝土结构所需连续浇筑量相对较大,且其结构对于整体性方面的要求也相对较高。较普通混凝土来说,大体积混凝土水化热会导致混凝土的内部温度更高。再次是若混凝土的厚度大于1.5m,则必须对水平分层施工的设置进行考虑,以更好地降低水化热对大体积混凝土结构所带来的不良影响。
二、大体积混凝土裂缝的原因
(一)塑性收缩裂缝
塑性收缩裂缝是指大体积混凝土在初凝后产生的裂缝。混凝土在初凝后失去流动性,这时候混凝土的初步结构已经初步形成,但是强度较低,在这个阶段如果混凝土失水过多,就会产生较大的塑性收缩力,但是由于混凝土的结构是刚刚形成,自身强度小不能抵挡这种收缩应力,从而形成了塑性收缩裂缝。如果施工环境中存在风速较大、温度高、湿度低等条件,都会造成混凝土失去大量的水分,从而产生塑性收缩裂缝。大体积混凝土塑性收缩裂缝不仅影响混凝土构件的外观,也会使混凝土抗渗性能降低,严重影响工程的质量安全。
(二)干燥收缩裂缝
干燥收缩裂缝是指大体积混凝土因干燥变形引起的裂缝。干燥收缩裂缝主要受混凝土单位用水量和水泥石的干燥收缩这两个因素的影响。大体积混凝土在施工过程中很容易控制单位用水量,而很难控制水泥石的干燥收缩,大部分大体积混凝土干燥收缩裂缝的产生主要是由水泥石的干燥收缩引起的。水泥石的干燥收缩主要受自身原料的影响,水泥矿物中SO3含量较多时干燥收缩性小,C3A含量较多时干燥收缩大,同时如果水泥的比表面积越大,其干燥收缩性也越大。所以大体积混凝土应该优先选用低热矿渣硅酸盐水泥或中、低热硅酸盐水泥,这样可以有效预防干燥收缩裂缝的产生。
(三)水泥水化热引起的开裂
由于混凝土在凝结时会放出大量的热量,水泥水化产生大量的水化热,会使混凝土内部的温度升高,而大体积的混凝土由于截面厚度大,大量的水热化集中于混凝土内部,不容易散化开,导致混凝土内部的温度急剧的升高,而由于混凝土表面的温度散热速度比较快,造成内部和外部的温度存在一定的温差值,由于受热胀冷缩的影响,会使混凝土表面产生一定的温度应力,当这个温度应力大于混凝土的抗拉强度极限时,就使混凝土表面产生了裂缝,因温度造成的裂缝问题在大体积混凝土结构中尤其严重。
(四)沉降收缩裂缝
由于建筑工程的地质不均匀,或遇软土地基,会产生不同程度的沉降,而产生裂缝。或者因为模板的刚度、模板之间的间距过大等问题,造成不均匀的沉降,致使混凝土结构产生裂缝。
三、控制大体积混凝土裂缝的主要措施
大体积混凝土,尤其是重要的、大型工程的大体积混凝土在施工前,应组织专家,对本工程大体积混凝土浇筑过程中可能产生裂缝的原因仔细地分析和研究,并拟定相对应的预防措施,以备无患。在施工过程中,应本着“抗防结合”的防止裂缝原则,从以下几个方面考虑,对大体积混凝土裂缝进行控制。
(一)加强设计工作
在施工图设计时,宜选用中、低强度的混凝土,减少或避免采用高强度混凝土。由于大体积混凝土体积较大,为了预防混凝土的表面收缩裂缝,在设计时应适当在承台表面适当增加分布钢筋,这样有利于增强整个结构的整体性。有可能的情况下,尽量设置水平施工缝,将混凝土按照温度缝的要求进行分割成块,减少整体浇筑混凝土量。
由于大体积混凝土中很大一部分热量来自于水泥的水化热,因而应尽量选用低热水泥,在进行混凝土配合比时进行合理计算,有效控制水灰比,尽量减少水泥的用量,有效地降低水泥的水化热。
(二)大体积混凝土中水泥的品种及用量
温度裂缝是大体积混凝土常出现的裂缝之一,它主要是由于水泥在水化过程中产生大量的热量,使混凝土内外产生温度差,从而出现裂缝。研究表明,水泥释放热量的大小和速度不仅和水泥的组成成分有关,与水泥的粒度大小也有一定的关系。水泥的粒度越小,其发热速度越快,但是并不影响最终的发热量。因此我们在大体积混凝土的施工过程中应选择火山灰水泥、矿渣硅酸盐水泥等产热量较少的水泥,同时尽量选择比表面大的水泥,减少水泥在水化过程中的放热率。由于大体积混凝土施工工期较长,不可能在28d时向混凝土施加设计荷载,一般将混凝土标准强度的龄期向后推迟至56~90d,这样既可以充分利用水泥的后期强度,也可以减少水泥的用量。
(三)外加剂的选择
外加剂的选择包括减水剂、缓凝剂、膨胀剂三种,第一减水剂,在混凝土中是运用比較广泛的一种外加剂,它能提高砂浆的强度,能减少拌合用水量,节约水泥用量,并且能降低水泥早期的水化热,经济效益好,绿色环保。第二缓凝剂,它能够延长混凝土拌合物凝结硬化的时间,从而使水泥水化放热速度变慢,有利于热量扩散,混凝土内部温升降低,提高其强度。第三膨胀剂,它主要是修补混凝土在硬化过程中产生的干缩和冷缩,从而提高混凝土的密实性和抗渗性能,减少混凝土的温度应力,提高强度。 (四)大体积混凝土的施工
混凝土表面应该覆盖编织物进行保温、保湿养护,这样仅可以降低混凝土内外温差,防止表面产生裂缝,还可以防止混凝土骤然降温产生贯穿裂缝。为了及时掌握混凝土内部温度与表面温度的变化,可以在混凝土内埋设適量的测温点,可以实时掌握混凝土的温度变化情况,当混凝土内外温差超过25℃时,及时采取相应的处理措施。大体积混凝土浇筑应尽量安排在夜晚,同时最大限度的降低混凝土的初凝温度。如果在白天施工,要在沙、石堆场搭设简易遮阳装置,必要时向骨料喷冷水。在混凝土泵送时,在水平和垂直泵管上加盖草袋,并喷冷水,进行降温处理。
(五)加强混凝土的养护
混凝土浇筑后,如遇气候炎热、空气干燥的情况,而不进行及时养护的话容易造成开裂现象。
1.保湿养护
混凝土浇筑后,尽量减少表面混凝土暴露在外面的时间,对暴露在外面的混凝土用篷布或者塑料薄膜覆盖,防止表面水分的蒸发,在混凝土没有彻底终凝前,应避免覆盖物直接接触混凝土的表面,以免造成不均匀现象,还需要经常性的洒水,使其保持潮湿的状态。
2.薄膜养生液养护
是将氯乙烯树脂料溶液喷洒到混凝土的表面,溶液挥发形成一种不透水的塑料薄膜,这种薄膜将混凝土表面与空气隔离起来,防治水分蒸发,能很好的保护混凝土不被开裂,因此在大体积的混凝土施工中被广泛运用。
3.蒸汽养护法
通过输入蒸汽控制周围的湿度和温度,气温较低时,在混凝土内输入蒸汽,保持混凝土的湿度,进行蒸汽养护需要注意的就是不定时的对温度进行测试,并对测试结果做好记录,以分配好蒸汽时间,防治裂缝的产生。
4.通过设置埋置养护
在混凝土下面埋置水管或者其他的制冷设施,从而达到混凝土保湿和降温的目的。
结束语
大体积混凝土在筑造过程中受到材料、湿度、温度等因素的影响极易产生裂缝,大体积混凝土裂缝的产生,不仅影响工程的外观,而且为工程埋藏了巨大的隐患。大体积混凝土随着外界温度的变化发生膨胀和收缩,导致裂缝不断扩大,而且裂缝中的钢筋等材料受空气中氧气和水分不断的锈蚀,严重影响大体积混凝土的质量,破坏了其结构的整体性,降低结构构件的耐久性、持久强度和承载力,影响整个工程的安全。所以,只有严格的按照施工工序进行施工,严格的控制混凝土的材料,才能保证工程的施工质量。
参考文献:
[1]臧伶.论建筑工程大体积混凝土的裂缝防治[J].科技风,2012,10:184.
[2]严晓辉.某大体积混凝土结构工程施工中的裂缝防治[J].科技资讯,2008,08:69.
[3]李建平.建筑工程大体积混凝土裂缝的成因与防治措施探析[J].中华民居(下旬刊),2014,02:441.
[4]单世静,赵春龙.大体积混凝土裂缝成因及防治措施之我见[J].四川建材,2009,02:46-47.