摘要:随着社会和经济的发展,人们对建筑的使用功能要求越来越高,同时由于人口的增加与有限的土地资源之间存在尖锐的矛盾使得当代的建筑工程中高层建筑越来越多,设计、施工过程中对大体积混凝土的应用越来越多,而同时在实际应用中管理人员与施工人员对大体积混凝土的构造的知识还较为匮乏,导致施工过程中混凝土构件经常出现各种形式的裂缝,对建筑物整体的质量造成严重的影响,因此必须找到裂缝形成的原因并施以相应对策,从而提升建筑工程的质量。文章分别介绍了建筑工程大体积混凝土裂缝的成因以及相应防治措施。
关键词:建筑工程;大体积混凝土;裂缝成因;防治措施
在建筑工程大体积混凝土的施工过程中由于施工工艺控制等方面的原因使得混凝土构件会出现各种类型的裂缝,这些裂缝的存在会不同程度地影响建筑物的质量和功能,例如表面浅裂缝影响建筑物的外观,而较深的裂缝则会造成混凝土内部钢筋被锈蚀以及混凝土的碳化,并随着裂缝的深入这种影响越来越大,从而给质量事故埋下隐患。作为建筑工程混凝土施工的设计、技术管理和操作人员一定要不断学习大体积混凝土方面的知识并总结经验,以最大程度低避免混凝土产生裂缝,保证建筑物的质量。
1建筑工程大体积混凝土裂缝的成因
1.1原材料的影响
首先,不同品种的水泥在干燥后的收缩幅度不同,同时不同标号的水泥抗拉强度也有较大差异,另外各种水泥的水化热指标相差较大,因此在大体积混凝土施工中如果对水泥的选择不当就会造成人模温度过高以及混凝土构件抗拉强度小,不足以抵抗混凝土内部拉应力的作用而出现裂缝。其次,骨料的级配如果选择不得当就会导致混凝土构件的强度受到影响,降低混凝土的收缩性能。最后,构成混凝土材料的配合比如果设置不当,如水泥的使用量过大就会增加水泥在凝结过程中水化热的增加,同时如果各种填料的使用不当也会降低混凝土的强度,增加裂缝出现的可能。
1.2混凝土收缩的影响
在大体积混凝土构件浇筑完毕后会在自然力如风、光照等的作用下表面失水,从而引起混凝土表面的硬化收缩,这种收缩的形式一般可以细化为塑性收缩和干缩,其中塑性收缩是发生在浇筑后的四五个小时之内,这种收缩力会受到混凝土内部的粗骨料以及钢筋的阻抗而在内部产生拉应力,当这个拉应力大过混凝土抗拉强度就会产生沿着钢筋方向的裂缝,一般这种裂缝深度较深;而干缩是由于混凝土表面失水速度过快,远远大于混凝土内部失水速度,因此表面收缩量较大,当这种收缩力大于其抗拉强度时就产生了沿着混凝土构件表面的不规则裂缝。
1.3混凝土内外温差的影响
构成混凝土的主要材料水泥本身会产生大量的水化热,在混凝土浇筑完毕后其内部会产生一系列的化学反应,这些都导致了在混凝土结构的内部温度的上升,另外一方面由于大体积混凝土厚度较大,传热系数低,外部与外界环境接触,很快达到环境温度,而大量的热积聚在内部无法散发,这就形成了较大的内外温差,这种温度梯度使混凝土内部膨胀而外部收缩,当拉应力的作用大于混凝土的抗拉强度就会产生裂缝,而且这种裂缝较为常见,并危害很大,必须采取措施尽量消除。
2大体积混凝土裂缝的防治策略
2.1充分考虑大体积混凝土裂缝的可能性,进行科学设计
通过上述分析我们可以看出,裂缝的出现除了和自身组织材料相关之外,和设计的不合理及疏忽也有关系。因此,在混凝土结构设计时,必须要考虑到产生裂缝的诸多因素,对于能从设计环节进行改善控制的裂缝,要进行有针对性的设计。比如针对混凝土结构在约束作用下会产生裂缝的现象,可以在满足结构要求的基础上,在适当的间距预留胀缩缝或者施工缝。同时为了避免混凝土结构构件对其收缩的约束作用,要充分考虑其截面形状。特别是对尺寸变化较大的洞口,要特别注意采取措施防止应力集中。此外,大体积混凝土基层配筋的设计也要充分满足其承载力和构造要求,要配置能够承受水泥化热过程中温度应力的钢筋,能够有效控制温度裂缝开展的钢筋,从构造钢筋的选用和设计人手控制裂缝。
2.2采用合理的水灰比,控制水泥用量,预防裂缝
实践证明,大体积混凝土结构的水灰比与其收缩率之间关系密切,水灰比越大,收缩率也会随之增大,会增加开裂的可能性。这是因为,当水灰比过大时,水泥浆就会变稀,当其硬化之后,混凝土结构所含的凝胶体就会增多,在凝胶体干燥收缩时就会产生收缩裂缝。因此,要合理的控制水灰比,要减少用水量,这样一来就可以有效地预防收缩裂缝。同时,干缩裂缝的产生还与混凝土结构的水泥用量有直接的关系。如果水灰比合理,但是所使用水泥含量过高,混凝土结构的干缩率也会变大,也会产生干收缩裂缝。通过这两点分析,我们可以得出这样一个结论,即建筑混凝土结构施工时的用水量和水泥量都与其收缩裂缝有直接的关系,要想有效控制收缩裂缝,就要坚持双管齐下,同时减少用水量和水泥用量,这样可以改善混凝土结构的干缩率,达到降低干缩率的效果,能够显著提高它的抗裂性。
2.3合理降低水化热,降低外界温度影响,防止裂缝
首先,要降低水泥的水化热。可以选择水化热较低的水泥,比如矿渣水泥等。可以在混凝土材料中掺入适量的粉煤灰,其具有活性,可以起到对部分水泥的代替作用,而且可以有效的改善混凝土的粘塑性,能够达到降低水泥水化热的目的。还可以使用一些减水剂、引气剂等。减水剂具有减水增塑作用,可以减少混凝土施工中的用水量,降低其绝热升温。而掺加弓}气剂,则可以提高混凝土的耐久性。其次,考虑温度因素的影响,采取相应对策。针对混凝土结构温差裂缝的产生,可以针对不同的气候和温度因素,采取预防措施。比如在夏季高温天气施工时,为防止温度过高,可以采取对混凝土结构所用砂石料进行遮阳降温或者淋水的方法,这样以来就可以降低砂石料进入搅拌机的温度,可以达到降温目的。而在冬季施工时,可以对混凝土结构进行覆盖保护,当其强度达到一定程度时,再取走覆盖物,以此来达到保温目的,避免温度急剧下降产生裂缝。
2.4改善施工工艺,预防混凝土裂缝
首先,可以改善大体积混凝土的搅拌工艺。在搅拌时,可以更改投料顺序,在对水、水泥和砂进行充分的拌合后,再和石子一起进行搅拌。其优点在于不会产生泌水作用,使得混凝土构件硬化后的界面过渡层更加紧密。其次,适当二次振捣。采用二次振捣可以对大体积混凝土构件在泌水作用下产生的水分和空隙进行排除,可以提高混凝土的握裹力,防治混凝土沉落产生裂缝。
2.5加强对大体积混凝土构件的后期养护
科学的养护也能起到预防混凝土结构裂缝的目的。在建筑施工中,当大体积混凝土结构施工完成后,一般会进行拆模,此时,要在混凝土结构上覆盖上草帘,并浇水,以此来达到保湿目的。也可以用湿砂层、湿锯末进行保湿。这样就可以预防初期凝固时收缩裂缝的出现,就可以保障整体结构的承载力。此外,建筑施工中,钢筋混凝土结构裂缝还与所使用钢筋的腐蚀有关。因此,必须要充分保证混凝土结构的密实度,避免空气进入让钢筋在氧化作用下发生腐蚀。也可以在后期养护中,在混凝土结构表面喷涂一些防腐层,比如沥青和环氧树脂等。
3结语
大体积混凝土构件作为建筑工程的重要组成部分,如果出现结构裂缝,危害极大,除了会影响水工建筑物的承载力和耐久性之外,还会缩短其使用寿命,严重时会引发坍塌事故,会给人民群众的生命财产安全构成严重威胁。因此,必须要加大裂缝的防治,提高建筑物的安全性。
参考文献:
[1]周继锋,张国良.大体积混凝土裂缝的预防[J].科技信息,2012(26).
[2]董德奎.大体积混凝土施工裂缝控制措施[J].山西电力,2010,(4)
[3]悸潘武,曾宪哲,李博渊,等.浇筑温度对大体积混凝土温度应力的影响[J].长安大学学报(自然科学版),2011,(10).