摘要:伴随着我国城市建设的不断扩张,建筑行业也步入了全新的发展历程。在土木工程施工中,大体积混凝土结构施工技术是应用非常普遍的一项技术,但是,由于其在现实应用中会受土木工程所在地区的地质环境、气候及工程建设标准等因素的影响而出现一些问题,其中最值得关注的就是大体积混凝土结构施工中的裂缝问题。鉴于此,笔者针对大体积混凝土结构施工技术及施工中出现裂缝的原因和优化措施进行了深入的分析,以期为我国土木工程事业长久稳定发展做贡献。
关键词:土木工程;大体积混凝土结构;施工技术
引言
在土木工程施工过程中大体积混凝土结构,是指质量高度超过一米的构架结构,因此对此类结构需要进行特殊处理,非常容易遭到水化反应,其温度与湿度都会受到影响,影响的结果会出现裂缝等情况的产生,面对大体积混凝土在当前土木工程施工项目中具有十分复杂的流程,为了提升整个施工技术与施工效果,需要发挥技术支持,因此结构质量的优劣在一定程度上影响其安全与质量,因此在施工期间需要对大体积混凝土施工技术进行分析,结合实际情况进行技术总结与完善。
1大体积混凝土结构的主要特点
大体积混凝土本身外在结构上具有体积大、截面积大的特点,是由水泥、沙料、石料等混合而成,大体积混凝土结构的拉伸强度以及张力相对较弱,因此受外界因素影响而发生形变的问题时有发生。比如大体积混凝土因为其传热性能较差,在一定环境中会导致大体积混凝土结构内部的温度要相对于外界环境的温度高,因此会导致大体积混凝土发生温度形变。另外大体积混凝土结构对于施工规范要求也非常高,必须要严格按照标准的操作流程进行混凝土的浇筑。大体积混凝土结构对于原材料的配比要求也相对较高,必须根据实际工程需要以及施工环境的要求等进行科学的配比,对于混凝土结构的后期养护要求也很高,需要采取合适的养护措施来有效保障大体积混凝土结构的稳定性,保证施工的质量。
2大体积混凝土结构出现裂缝的原因
2.1水泥水化热引起的裂缝
混凝土在浇筑后的8d左右,水泥会因水化热过程会释放大量的热量,通过实践发现,平均每克水泥释放的热量大约在600J左右,如果混凝土需380kg/m3的水泥,那么混凝土释放的热量高达18500kJ作用,对于大体积混凝土而言,由于结构厚、截面尺寸大,热量就会不易扩散,致使混凝土内部和外部产生温度梯度,在混凝土的内部产生压应力,外部产生拉应力,当混凝土的抗拉强度小于外部拉应力时,就会引发混凝土裂缝问题。
2.2温差变化引起的裂缝
土木工程中大体积混凝土结构在进行浇筑施工时,浇筑温度容易受外部环境的影响,如果外界温度波动值较大,就会使混凝土内部和外部产生温差阶梯,形成温度应力,导致混凝土出现裂缝。可以说,温差是造成混凝土出现裂缝问题主要因素。
2.3混凝土自缩引起的裂缝
水泥硬化是大体积混凝土结构施工的重要环节,水泥在硬化过程中需要大约30%的水分,正常情况下,剩余的水分就会被蒸发掉,如果水分蒸发过程出现异常情况,就会产生自缩值,引起混凝土收缩,混凝土的收缩程度与自缩值存在很大的联系。而导致混凝土产生自缩值的主要原因是材料,如在使用后期,由废渣制成的混凝土自缩值会增大,在使用早期,由细材料制成的混凝土的自缩值较大。此外,还有大体积混凝土材料中矿物掺和比例、外加剂,如减水剂和膨胀剂,水灰的比例、骨料的类型及含量都会对混凝土的自缩产生影响。
2.4约束力引起的裂缝
在进行大体积混凝土结构施工时,由于其面积大、结构重,而浇筑又需要连续整体浇筑,此时,地基会对混凝土形成一股外部约束力,进而引发混凝土裂缝问题。同样,约束力还有来自混凝土内部,即温度应力产生的约束力,使混凝土出现裂缝。
3优化土木工程中大体积混凝土结构施工技术的措施
3.1优化土木工程设计
在初期阶段,对于设计人员而言,要对项目所在的气候进行全面的调查,并且要对特殊的气候做出相应的应对措施,与此同时,应该制定出混凝土配比方案,如:加大钢筋配比的方法,来对容易出现裂缝问题的位置,进行填补,进而确保其达到一种平衡的状态。再者,在进行具体的设计中,工作人员要对一些事项进行及时的优化,必须深化、优化后浇带及伸缩缝的具体设计事项。与此同时,要根据混凝土结构,以及其具体的施工要求,科学合理地建议施工单位,施工过程中具体的疏导水泥水化散热的方法,进而减小结构内外部的温度差,尽可能地减小结构拉应力,这样一来,就会防止不必要的问题出现,防止出现裂缝问题,以确保施工的稳定性、合理性。
3.2合理使用建筑材料
鉴于水泥的水化热现象对大体积混凝土施工出现裂缝有着直接影响,现实施工所用的水泥材料必须在条件允许的情况下尽量选用水化热系数小的。并且也要注意对水泥用量施以严格管控,降低材料成本,或者根据需要合理增添粉煤灰等,以提高混凝土结构的稳定性。同时,混凝土配制所用的粗骨料应优选那些质量好、强度高且粒径大的,并加强粗骨料中毒害物质的检测工作,改善混凝土的收缩情况,保障混凝土结构不出现裂缝问题。而就所用的细骨料而言,则应在满足泵送施工要求的基础上,优选细砂或中砂,并对水泥用量严格把控,降低材料成本投入,提高工程最终的经济效益。另外,也必须注意提高混凝土同龄阶段的抗拉性能,为此,可以适度的增添外加剂,增强混凝土的和易性,确保水灰配比的科学性,提高土木工程最终的施工质量。
3.3混凝土的温控技术
混凝土的温控技术对于提升混凝土结构的稳定性也具有重要的作用,在实际进行混凝土温控过程中可以从以下几方面进行:1.合理的控制好混凝土浇筑过程中的温度。混凝土浇筑过程中受外界温度影响情况相对严重,为了减少外界温度对于混凝土结构的影响,在进行浇筑的过程中应该根据实际温度需求选择合适的时间进行浇筑;2.合理的控制混凝土中水泥的使用量。水泥的使用对于混凝土结构的强度具有重要的作用,但是水泥水化产生的热量又会对混凝土结构造成严重的影响,因此在满足混凝土结构强度需求下应该尽量减少水泥的使用量,或者可以选择一些其他性能相近的材料代替,从而解决水泥水化产生的热能对于混凝土结构的影响。
3.4混凝土的养护技术
在进行大体积混凝土结构订单养护过程中特别要注意混凝土温度以及湿度订单控制,这两方面是造成大体积混凝土结构产生裂缝的关键因素。在温度控制方面需要根据当地的气候环境进行针对性的控制,对于高温地区应该采取避光存放,并结合有效的降温措施进行相关的养护;在湿度控制方面根据需求可以采用浸湿的麻袋将其覆盖,以确保大体积混凝土保持在一个湿润的环境中。
结语
通过上述的分析可知,在实际的施工中,对于大体积混凝土而言,其质量的好坏会影响整体工程质量。所以,为确保施工效率,相关的工作人员应该从配制、浇筑等方面加以有效的把控和管理,同时还应该对结构所产生的裂缝进行及时处理。施工单位相关培训部门要定期对施工管理人员进行大体积混凝土浇筑技术培训,从而给他们普及大体积混凝土相关专业知识与技能,确保整个工程的安全、顺利运行。
参考文献
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