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摘要:随着我国建筑领域的迅猛发展,各类新型技术已广泛应用于现代建筑的施工环节。以大体积混凝土施工技术为例,能够充分满足高层建筑的施工需求,但其浇铸环节中的温度控制及防裂工作仍存在一定的缺陷。本文意在,以当前我国建筑行业的大体积混凝土浇筑工作为例,对其温度控制及裂缝预防情况进行系统化分析,并提出具体的整改措施以供参考。
关键词:大体积混凝土;浇筑;温度控制;裂缝预防
新时期,社会主义市场经济高速运转,推动了我国建筑行业的技术革新,新型大体积混凝土施工技术已逐步应用于现代建筑施工环节。但值得注意的是,其浇筑环节的温度控制难度较大且墙体开裂现象频发,严重威胁了建筑居住者的生命财产安全,应引起建筑领域的高度重视。
一、大体积混凝土温度裂缝的成因
大体积混凝土在施工过程中产生裂缝的原因有很多,包括表面收缩、内外温差、外部荷载、钢筋锈蚀等,其中,温度裂缝是大体积混凝土裂缝控制的重点,下面主要阐述温度裂缝产生的原因。
(一)内外约束条件
基础混凝土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,混凝土不能自由变形。混凝土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,此时混凝土的弹性模量很小,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。混凝土表面温度下降较快,受温差产生的温度应力和内部约束的影响,混凝土表面会产生很大的拉应力。因此,混凝土内部热量积聚产生热膨胀,靠近中心产生压应力,远离中心产生拉应力,若产生的拉应力超过混凝土的抗拉强度,会出现垂直裂缝。当内外温差小于25℃,产生的裂缝几率较低。因此,降低混凝土内外温差和改善约束条件,是防止混凝土产生裂缝的重要措施。
(二)浇筑过程中水分蒸发
一般情况下,造成裂缝的主要原因通常是混凝土在浇筑工作完成与开始混凝土养护工作的时间间隔较长,混凝土内部原有的水分大规模蒸发,从而引发大规模的混凝土裂缝现象,就像土地如果干旱缺水也同样会造成大地干裂。混凝土表面水分蒸发速度较快,而其内部的水分却消耗较少,表面与内部就会形成一种拉力,从而导致裂缝的产生。裂缝如果进一步扩大通常会对整体建筑造成深渊的影响,如当混凝土材设施表面发生大规模裂缝后再进行后期维修保养,期表面开裂现象虽然能够得到妥善解决,但混凝土的渗透性有所提升,外部的水分会更容易渗透进混凝土中,对混凝土的抗压能力与水平承重性能造成严重的损害。引发大体积混凝土干开裂外界因素较多,但其主要成因在于其自身构造与成分。如果立面的水泥、石灰、外加剂等成分混合配比失衡,也会导致混凝土的大规模裂缝。
(三)混凝土内外温差失衡
一般而言,大体积的混凝土内部温度的挥发性较强,当水泥水化过程内部温度骤增,与外部环境的温差较大。对于小体积的混凝土而言,其内部分度挥发较慢,内部与外部的温差能够相对平衡,产生裂缝现象的概率较低;而大体积混凝土的表层面积较大,内部热量散发较快当表面散热过快,短时间内热量迅速挥发,致使其内外温差较大,混凝土的表面与内部会发生撕扯,此时混凝土的表面极易产生大规模裂缝现象。除此以外,当混凝土的存放环境温度较低时,施工人员并未进行加热处理而直接投入浇筑工作,由于热胀冷缩,冰冷的混凝土表面与内部的高温形成巨大的温差,也会造成混凝土开裂现象。
二、整改措施
(一)选取合理的建材
(1)如果想有效降低混凝土裂缝发生的概率,首先,应在材料选择环节进行系统化分析。选取质量达标的建材,并按照行业施工标准进行各类材料的调和;以上述混凝土混合物作为建材,其优越性在于,避免了传统混凝土施工中将中低热水泥与粉煤灰水泥的混合使用而引发的质量不达标问题。其次,对混凝土干缩影响大的就是水灰比。一般而言,若选取的混凝土水灰比越大,那么混凝土的干缩程度也就会越严重,其二者之间呈正比例关系。为了避免此类情况的发生,应降低水灰比比值并适当增加减水剂用量。然后,在混凝土加水搅拌的环节,水量不能超过前期规划的标准数值,这需要施工人员在混凝土搅拌过程中仔细观察要注入的水量。最后,加强混凝土施工后的养护工作,混凝土设施在前期施工环节极易出现开裂,此时应酌情进行加水处理,保持混凝土的湿润性,从根源处杜绝混凝土开裂现象。
(2)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。
(二)降温处理
在混凝土内部预埋水管,当大体积混凝土浇筑后,通过冷水进出,可有效降低混凝土内部温度。冷却水管通常采用钢管、铝管、聚乙烯塑料管等比较耐热耐腐蚀的材料。施工单位应结合实际条件,选择合适的降温水管。在混凝土浇筑之前,为了防止出现意外情况,先进行通水试压,管道显示密闭良好,通水顺畅,再进行下一步工序。大体积混凝土对温度很敏感,混凝土浇筑之后要密切关注混凝土温度变化情况,将混凝土实际温度控制在合理范围之内。冷却水在混凝土浇筑至水管高程后立即循环,混凝土内外温差控制在25℃内,水温3~4h监测一次,测量进、出水口温度,一般出水口温度较进水口温度高5~6℃,应持续到浇筑完7d以后。指派专业技术人员,设置温度检测点,做好标记方便以后使用,收集混凝土温度变化数据,将检测的数据绘制成温度变化曲线进行对比,以便采取有效措施,降低或保护混凝土温度。冷却完毕后,冷却管压入同强度的水泥浆,水泥浆中加入微膨胀剂。
(三)加强养护
混凝土二次抹平之后,应及时养护并覆盖毛毯及塑料薄膜保温,防止水分过分蒸发,造成表面裂缝。将混凝土每天降温速率控制在2.0℃/d范围内,混凝土浇筑体表面与大气温差不宜大于20℃,保湿养护的持续时间不得少于14d。墙、电梯基坑等位置,安装竖向模板保持混凝土形状,成形7天以后拆模,注意检查整个混凝土成形的情况,查看是否有裂缝和歪斜情况出现。
三、結语
综上所述,造成大体积混凝土建筑开裂的现象的主要原因在于其内外温差较大,表面水分情况严重且养护工作缺乏专业性。因此,建筑行业在实际施工环节应着重加强混凝土浇筑的温度控制工作;根据前期规划的施工图纸进行材料选取,并对多种材料进行有机配比,充分发挥混凝土的最优性能,完善混凝土施工后的保养工作;逐步提升大体积混凝土技术的施工水平,以保障建筑整体安全性与稳定性作为首要前提,增强建筑行业的综合技术水平。
参考文献:
[1]蓝增高. 大体积混凝土施工工艺及裂缝控制要点分析[J]. 广东建材,2017,33(2):73-74.
[2]谢庆梅. 大体积混凝土温度裂缝控制技术研究[J]. 住宅与房地产,2017(3).
[3]徐华平. 大体积混凝土温度控制和裂缝防治技术[J]. 装饰装修天地,2017(3).
关键词:大体积混凝土;浇筑;温度控制;裂缝预防
新时期,社会主义市场经济高速运转,推动了我国建筑行业的技术革新,新型大体积混凝土施工技术已逐步应用于现代建筑施工环节。但值得注意的是,其浇筑环节的温度控制难度较大且墙体开裂现象频发,严重威胁了建筑居住者的生命财产安全,应引起建筑领域的高度重视。
一、大体积混凝土温度裂缝的成因
大体积混凝土在施工过程中产生裂缝的原因有很多,包括表面收缩、内外温差、外部荷载、钢筋锈蚀等,其中,温度裂缝是大体积混凝土裂缝控制的重点,下面主要阐述温度裂缝产生的原因。
(一)内外约束条件
基础混凝土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,混凝土不能自由变形。混凝土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,此时混凝土的弹性模量很小,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。混凝土表面温度下降较快,受温差产生的温度应力和内部约束的影响,混凝土表面会产生很大的拉应力。因此,混凝土内部热量积聚产生热膨胀,靠近中心产生压应力,远离中心产生拉应力,若产生的拉应力超过混凝土的抗拉强度,会出现垂直裂缝。当内外温差小于25℃,产生的裂缝几率较低。因此,降低混凝土内外温差和改善约束条件,是防止混凝土产生裂缝的重要措施。
(二)浇筑过程中水分蒸发
一般情况下,造成裂缝的主要原因通常是混凝土在浇筑工作完成与开始混凝土养护工作的时间间隔较长,混凝土内部原有的水分大规模蒸发,从而引发大规模的混凝土裂缝现象,就像土地如果干旱缺水也同样会造成大地干裂。混凝土表面水分蒸发速度较快,而其内部的水分却消耗较少,表面与内部就会形成一种拉力,从而导致裂缝的产生。裂缝如果进一步扩大通常会对整体建筑造成深渊的影响,如当混凝土材设施表面发生大规模裂缝后再进行后期维修保养,期表面开裂现象虽然能够得到妥善解决,但混凝土的渗透性有所提升,外部的水分会更容易渗透进混凝土中,对混凝土的抗压能力与水平承重性能造成严重的损害。引发大体积混凝土干开裂外界因素较多,但其主要成因在于其自身构造与成分。如果立面的水泥、石灰、外加剂等成分混合配比失衡,也会导致混凝土的大规模裂缝。
(三)混凝土内外温差失衡
一般而言,大体积的混凝土内部温度的挥发性较强,当水泥水化过程内部温度骤增,与外部环境的温差较大。对于小体积的混凝土而言,其内部分度挥发较慢,内部与外部的温差能够相对平衡,产生裂缝现象的概率较低;而大体积混凝土的表层面积较大,内部热量散发较快当表面散热过快,短时间内热量迅速挥发,致使其内外温差较大,混凝土的表面与内部会发生撕扯,此时混凝土的表面极易产生大规模裂缝现象。除此以外,当混凝土的存放环境温度较低时,施工人员并未进行加热处理而直接投入浇筑工作,由于热胀冷缩,冰冷的混凝土表面与内部的高温形成巨大的温差,也会造成混凝土开裂现象。
二、整改措施
(一)选取合理的建材
(1)如果想有效降低混凝土裂缝发生的概率,首先,应在材料选择环节进行系统化分析。选取质量达标的建材,并按照行业施工标准进行各类材料的调和;以上述混凝土混合物作为建材,其优越性在于,避免了传统混凝土施工中将中低热水泥与粉煤灰水泥的混合使用而引发的质量不达标问题。其次,对混凝土干缩影响大的就是水灰比。一般而言,若选取的混凝土水灰比越大,那么混凝土的干缩程度也就会越严重,其二者之间呈正比例关系。为了避免此类情况的发生,应降低水灰比比值并适当增加减水剂用量。然后,在混凝土加水搅拌的环节,水量不能超过前期规划的标准数值,这需要施工人员在混凝土搅拌过程中仔细观察要注入的水量。最后,加强混凝土施工后的养护工作,混凝土设施在前期施工环节极易出现开裂,此时应酌情进行加水处理,保持混凝土的湿润性,从根源处杜绝混凝土开裂现象。
(2)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。
(二)降温处理
在混凝土内部预埋水管,当大体积混凝土浇筑后,通过冷水进出,可有效降低混凝土内部温度。冷却水管通常采用钢管、铝管、聚乙烯塑料管等比较耐热耐腐蚀的材料。施工单位应结合实际条件,选择合适的降温水管。在混凝土浇筑之前,为了防止出现意外情况,先进行通水试压,管道显示密闭良好,通水顺畅,再进行下一步工序。大体积混凝土对温度很敏感,混凝土浇筑之后要密切关注混凝土温度变化情况,将混凝土实际温度控制在合理范围之内。冷却水在混凝土浇筑至水管高程后立即循环,混凝土内外温差控制在25℃内,水温3~4h监测一次,测量进、出水口温度,一般出水口温度较进水口温度高5~6℃,应持续到浇筑完7d以后。指派专业技术人员,设置温度检测点,做好标记方便以后使用,收集混凝土温度变化数据,将检测的数据绘制成温度变化曲线进行对比,以便采取有效措施,降低或保护混凝土温度。冷却完毕后,冷却管压入同强度的水泥浆,水泥浆中加入微膨胀剂。
(三)加强养护
混凝土二次抹平之后,应及时养护并覆盖毛毯及塑料薄膜保温,防止水分过分蒸发,造成表面裂缝。将混凝土每天降温速率控制在2.0℃/d范围内,混凝土浇筑体表面与大气温差不宜大于20℃,保湿养护的持续时间不得少于14d。墙、电梯基坑等位置,安装竖向模板保持混凝土形状,成形7天以后拆模,注意检查整个混凝土成形的情况,查看是否有裂缝和歪斜情况出现。
三、結语
综上所述,造成大体积混凝土建筑开裂的现象的主要原因在于其内外温差较大,表面水分情况严重且养护工作缺乏专业性。因此,建筑行业在实际施工环节应着重加强混凝土浇筑的温度控制工作;根据前期规划的施工图纸进行材料选取,并对多种材料进行有机配比,充分发挥混凝土的最优性能,完善混凝土施工后的保养工作;逐步提升大体积混凝土技术的施工水平,以保障建筑整体安全性与稳定性作为首要前提,增强建筑行业的综合技术水平。
参考文献:
[1]蓝增高. 大体积混凝土施工工艺及裂缝控制要点分析[J]. 广东建材,2017,33(2):73-74.
[2]谢庆梅. 大体积混凝土温度裂缝控制技术研究[J]. 住宅与房地产,2017(3).
[3]徐华平. 大体积混凝土温度控制和裂缝防治技术[J]. 装饰装修天地,2017(3).