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摘要:混凝土在土木工程施工中有着十分重要的作用,如果不对其质量进行有效的保护,在工程施工的时候就可能出现开裂的现象,这对工程的施工质量有着严重的影响,本文通过对混凝土裂缝形成的主要原因进行简要分析,讨论了主要的防治措施,以供相关人士参考。
关键词:土木工程;大体积混凝土;裂缝成因;防治措施
随着社会经济的不断发展,土木工程建设也成为了当前我们社会建设的主要方向之一。但是,由于混凝土裂缝的问题严重的影响了土木工程的质量,因此对其进行治理有着十分重要的作用。目前,在土木施工中大体积混凝土裂缝的形式主要有三个种,它们分别是表面裂缝,贯穿裂缝以及深层裂缝。不同的裂缝处理方法也就不同,所以我们在对其进行施工处理的时候,要对裂缝产生的实际原因和类型进行分析,从而进行有效的治理,提高土木工程的施工质量。
一、混凝土裂缝形成的主要原因
混凝土中的温度和湿度是影响混凝土质量问题的主要因素,因此我们在混凝土浇筑和养护的时候,一定就混凝土的温度和湿度控制在标准的范围内。在混凝土的硬化过程中,水泥会和水发生水化反应从而产生大量的水化热,使得混凝土内部的温度在不断的升高,从而在混凝土的表面产生一股拉应力,所以我们就要采取一定的降温产生,从而来对混凝土中的拉应力进行有效的控制。但是如果混凝土中的温度降低到到一定程度后,也会出现产生一定的拉应力。当混凝土中的拉应力达到一定程度以后,混凝土就会出现裂缝,从而影响混凝土的质量。其实混凝土是脆性材料中的一种,它的抗拉强度非常低。虽然在短期和长期荷载条件下混凝土的拉伸变形量不加速,但是由于在浇筑过程中,施工材料和施工技术存在着一定的问题,使得混凝土的抗拉强度分布不均匀,导致在裂缝容易抗拉能力低的地方。
在钢筋混凝土浇筑工程中,混凝土和钢筋的受力是不相同的,钢筋主要承受的是钢筋混凝土中存在的拉应力,而混凝土测时承受的压应力,这两种有着明显的区别。在钢筋混凝土中,混凝土结构中存在的拉应力只能有钢筋混凝土自身进行承受,这也给钢筋混凝土结构带来了一定的负担。因此,我们在进行钢筋混凝土设计的时候,我们要尽可能的减少拉应力的产生。不过,我们在进行混凝土浇筑的时候,混凝土容易受到温度的影响,从而产生较大的拉应力。所以,这就需要在钢筋混凝土施工设计的时候,对拉应力在温度下的变化规律进行控制。
二、大体积混凝土裂缝形成的主要防治措施
1 水泥的品种及用量选择水泥释放温度的大小及速度取决于水泥内矿物成分的不同。水泥矿物中发热速率最快和发热量最大的是铝酸三钙(C3A),其他成分依次为硅酸三钙(C3S)、硅酸二钙(C2S)和铁铝酸四钙 (C4AF)。另外,水泥越细发热速率越快,但是不影响最终发热量。充分利用混凝土的后期强度,以减少水泥的用量。
2 控制温度①减少混凝土中的水泥用量,改善骨料级配,优化混凝土配合比。在大体积混凝土中掺入一定量的粉煤灰,可以增加混凝土的密实度,提高抗渗能力,改善混凝土的工作度,降低最终收缩值,利用粉煤灰作混凝土的掺合料,降低大体积混凝土的水泥水化热引起的内部温升,提高混凝土的后期强度及其抗裂能力;②降低混凝土的浇筑温度,拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却;③减少浇筑厚度,利用浇筑层面散热(热天浇筑);④埋设水管,冷水降温;⑤规定合理拆模时间,气温骤降时做好混凝土表面保温措施,避免混凝土表面发生急剧温度梯度;⑥在寒冷季节,对在施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构,采取保温措施。
3 改善拉应力的约束条件,是经济大体积混凝土裂缝形成的主要城市之一,这种方法可以对其混凝土中的拉应力进行合理有效的控制,从而有效的提高混凝土的质量。因此,我们在混凝土的浇筑工程中,将其混凝土进行合理的分缝分块,从而缩短混凝土浇筑的长度,这样有效的避免了混凝土出现施工不均匀的现象,导致裂缝出现在混凝土薄弱的地方,有效的防止了因基础过大而出现的起伏现象。除此之外,我们在工程施工的时候,要对混凝土浇筑的顺利进行合理的安排设计,使得浇筑的混凝土的质量符合土木工程施工的标准
4 预防贯穿性裂缝的发生贯穿裂缝是由混凝土表面裂缝发展为深层裂缝,最终形成贯穿裂缝。它切断了结构的断面,可能会破坏结构的整体性和稳定性,其危害非常严重。贯穿裂缝出现后要恢复其结构的整体性十分困难,所以应注意防止贯穿裂缝的发生。
5 添加外加剂,改善混凝土的性能,提高抗裂能力,加强养护,防止表面干缩,防止开裂,提高混凝土的耐久性。混凝土中存在大量的毛细孔道,水蒸发后会使毛细管中产生张力,导致混凝土干缩变形。若增大毛细孔径可降低表面张力,但会影响混凝土强度,这就是表面张力理论,早在六十年代就已在国际上被认可;水灰比也是影响混凝土收缩的重要因素之一,使用减水防裂剂可使混凝土用水量减少25%;此外,水泥用量也严重影响了混凝土收缩率,掺加减水防裂剂的混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少15%的水泥用量,其体积用增加骨料用量来补充,用减水防裂剂改善水泥浆稠度,控制混凝土泌水,以减少沉缩变形。混凝土缓凝时间适当,可以控制因水泥长期不凝而带来的塑性收缩。另外,减水防裂剂可有效地提高混凝土抗拉强度,大幅提高混凝土的抗裂性能;掺加外加剂一方面可有效地提高混凝土的抗碳化性,减少混凝土的碳化收缩,另一方面在混凝土表面形成微膜,可减少水分蒸发,防止干燥收缩。
6 在土木工程施工的过程中,我们要加强对混凝土质量的控制管理,而且在浇筑过程中,要对混凝土进行捣实,从而确保混凝土内部组织的密实,从而达到工程施工的要求。这也是混凝土施工中,最应该注意的一个环节,只有这样才能全面的提高混凝土的拉伸值和钢筋拉伸力的承载力。
7 混凝土养护的核心是防止混凝土早期表面失水,同时养护可以补充混凝土早期水化需要的水分,有助于水泥水化的进行。混凝土路面、桥面或地面施工,塑性收缩裂缝是长期困扰的问题。过去混凝土泌水量大,一般采用二次收浆,然后开始养护,防止塑性收缩裂缝。现代高性能混凝土基本没有泌水,如果风大或温度高,水分蒸发量大,混凝土表面很快就会出现裂缝,必须在终凝前再次抹面闭合裂缝。在工程实践中,人们也一直在摸索如何更早地开始养护,得到很多成功经验。
总之,大体积混凝土的裂缝对施工及其构筑物危害很大,严重影响了构筑物的安全使用。在施工时一定要严格把关,做好混凝土早期养护及其预防发生的措施,把混凝土的裂缝减少到最低限度,以避免危害结构的裂缝的产生。
结束语
由此可见,在土木工程施工中,大体积混凝土裂缝对建筑结构的有着极其严重的影响,它不仅缩短了建筑结构的使用寿命,还影响土木工程设施的正常使用,严重的阻碍社会的发展。因此,我们在混凝土施工的时候,一定要严格的把好质量关,而且还要做好相关的养护和维护工作,只有这样才能有效的降低混凝土开裂情况的发生。
参考文献
[1] 斯全波. 大体积混凝土裂缝成因及防治措施[J]. 交通标准化. 2011(09)
[2] 张有强. 大体积混凝土冬季施工中温度裂缝防治措施[J]. 中小企业管理与科技(上旬刊). 2008(06)
关键词:土木工程;大体积混凝土;裂缝成因;防治措施
随着社会经济的不断发展,土木工程建设也成为了当前我们社会建设的主要方向之一。但是,由于混凝土裂缝的问题严重的影响了土木工程的质量,因此对其进行治理有着十分重要的作用。目前,在土木施工中大体积混凝土裂缝的形式主要有三个种,它们分别是表面裂缝,贯穿裂缝以及深层裂缝。不同的裂缝处理方法也就不同,所以我们在对其进行施工处理的时候,要对裂缝产生的实际原因和类型进行分析,从而进行有效的治理,提高土木工程的施工质量。
一、混凝土裂缝形成的主要原因
混凝土中的温度和湿度是影响混凝土质量问题的主要因素,因此我们在混凝土浇筑和养护的时候,一定就混凝土的温度和湿度控制在标准的范围内。在混凝土的硬化过程中,水泥会和水发生水化反应从而产生大量的水化热,使得混凝土内部的温度在不断的升高,从而在混凝土的表面产生一股拉应力,所以我们就要采取一定的降温产生,从而来对混凝土中的拉应力进行有效的控制。但是如果混凝土中的温度降低到到一定程度后,也会出现产生一定的拉应力。当混凝土中的拉应力达到一定程度以后,混凝土就会出现裂缝,从而影响混凝土的质量。其实混凝土是脆性材料中的一种,它的抗拉强度非常低。虽然在短期和长期荷载条件下混凝土的拉伸变形量不加速,但是由于在浇筑过程中,施工材料和施工技术存在着一定的问题,使得混凝土的抗拉强度分布不均匀,导致在裂缝容易抗拉能力低的地方。
在钢筋混凝土浇筑工程中,混凝土和钢筋的受力是不相同的,钢筋主要承受的是钢筋混凝土中存在的拉应力,而混凝土测时承受的压应力,这两种有着明显的区别。在钢筋混凝土中,混凝土结构中存在的拉应力只能有钢筋混凝土自身进行承受,这也给钢筋混凝土结构带来了一定的负担。因此,我们在进行钢筋混凝土设计的时候,我们要尽可能的减少拉应力的产生。不过,我们在进行混凝土浇筑的时候,混凝土容易受到温度的影响,从而产生较大的拉应力。所以,这就需要在钢筋混凝土施工设计的时候,对拉应力在温度下的变化规律进行控制。
二、大体积混凝土裂缝形成的主要防治措施
1 水泥的品种及用量选择水泥释放温度的大小及速度取决于水泥内矿物成分的不同。水泥矿物中发热速率最快和发热量最大的是铝酸三钙(C3A),其他成分依次为硅酸三钙(C3S)、硅酸二钙(C2S)和铁铝酸四钙 (C4AF)。另外,水泥越细发热速率越快,但是不影响最终发热量。充分利用混凝土的后期强度,以减少水泥的用量。
2 控制温度①减少混凝土中的水泥用量,改善骨料级配,优化混凝土配合比。在大体积混凝土中掺入一定量的粉煤灰,可以增加混凝土的密实度,提高抗渗能力,改善混凝土的工作度,降低最终收缩值,利用粉煤灰作混凝土的掺合料,降低大体积混凝土的水泥水化热引起的内部温升,提高混凝土的后期强度及其抗裂能力;②降低混凝土的浇筑温度,拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却;③减少浇筑厚度,利用浇筑层面散热(热天浇筑);④埋设水管,冷水降温;⑤规定合理拆模时间,气温骤降时做好混凝土表面保温措施,避免混凝土表面发生急剧温度梯度;⑥在寒冷季节,对在施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构,采取保温措施。
3 改善拉应力的约束条件,是经济大体积混凝土裂缝形成的主要城市之一,这种方法可以对其混凝土中的拉应力进行合理有效的控制,从而有效的提高混凝土的质量。因此,我们在混凝土的浇筑工程中,将其混凝土进行合理的分缝分块,从而缩短混凝土浇筑的长度,这样有效的避免了混凝土出现施工不均匀的现象,导致裂缝出现在混凝土薄弱的地方,有效的防止了因基础过大而出现的起伏现象。除此之外,我们在工程施工的时候,要对混凝土浇筑的顺利进行合理的安排设计,使得浇筑的混凝土的质量符合土木工程施工的标准
4 预防贯穿性裂缝的发生贯穿裂缝是由混凝土表面裂缝发展为深层裂缝,最终形成贯穿裂缝。它切断了结构的断面,可能会破坏结构的整体性和稳定性,其危害非常严重。贯穿裂缝出现后要恢复其结构的整体性十分困难,所以应注意防止贯穿裂缝的发生。
5 添加外加剂,改善混凝土的性能,提高抗裂能力,加强养护,防止表面干缩,防止开裂,提高混凝土的耐久性。混凝土中存在大量的毛细孔道,水蒸发后会使毛细管中产生张力,导致混凝土干缩变形。若增大毛细孔径可降低表面张力,但会影响混凝土强度,这就是表面张力理论,早在六十年代就已在国际上被认可;水灰比也是影响混凝土收缩的重要因素之一,使用减水防裂剂可使混凝土用水量减少25%;此外,水泥用量也严重影响了混凝土收缩率,掺加减水防裂剂的混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少15%的水泥用量,其体积用增加骨料用量来补充,用减水防裂剂改善水泥浆稠度,控制混凝土泌水,以减少沉缩变形。混凝土缓凝时间适当,可以控制因水泥长期不凝而带来的塑性收缩。另外,减水防裂剂可有效地提高混凝土抗拉强度,大幅提高混凝土的抗裂性能;掺加外加剂一方面可有效地提高混凝土的抗碳化性,减少混凝土的碳化收缩,另一方面在混凝土表面形成微膜,可减少水分蒸发,防止干燥收缩。
6 在土木工程施工的过程中,我们要加强对混凝土质量的控制管理,而且在浇筑过程中,要对混凝土进行捣实,从而确保混凝土内部组织的密实,从而达到工程施工的要求。这也是混凝土施工中,最应该注意的一个环节,只有这样才能全面的提高混凝土的拉伸值和钢筋拉伸力的承载力。
7 混凝土养护的核心是防止混凝土早期表面失水,同时养护可以补充混凝土早期水化需要的水分,有助于水泥水化的进行。混凝土路面、桥面或地面施工,塑性收缩裂缝是长期困扰的问题。过去混凝土泌水量大,一般采用二次收浆,然后开始养护,防止塑性收缩裂缝。现代高性能混凝土基本没有泌水,如果风大或温度高,水分蒸发量大,混凝土表面很快就会出现裂缝,必须在终凝前再次抹面闭合裂缝。在工程实践中,人们也一直在摸索如何更早地开始养护,得到很多成功经验。
总之,大体积混凝土的裂缝对施工及其构筑物危害很大,严重影响了构筑物的安全使用。在施工时一定要严格把关,做好混凝土早期养护及其预防发生的措施,把混凝土的裂缝减少到最低限度,以避免危害结构的裂缝的产生。
结束语
由此可见,在土木工程施工中,大体积混凝土裂缝对建筑结构的有着极其严重的影响,它不仅缩短了建筑结构的使用寿命,还影响土木工程设施的正常使用,严重的阻碍社会的发展。因此,我们在混凝土施工的时候,一定要严格的把好质量关,而且还要做好相关的养护和维护工作,只有这样才能有效的降低混凝土开裂情况的发生。
参考文献
[1] 斯全波. 大体积混凝土裂缝成因及防治措施[J]. 交通标准化. 2011(09)
[2] 张有强. 大体积混凝土冬季施工中温度裂缝防治措施[J]. 中小企业管理与科技(上旬刊). 2008(06)