钱志洪
四川盛达兴工程项目管理有限公司 四川省攀枝花市 617100
摘要:目前,我国建筑业发展速度不断加快,大体积混凝土施工技术在工程建设中得到了合理的应用,对工程质量和施工技术水平有着积极的促进作用。然而,在大体积混凝土检测中,由于受多种因素的影响,经常出现裂缝,阻碍了检测工作的顺利进行。因此,为了有效解决这一问题,在今后的施工过程中,有必要深入分析大体积混凝土施工裂缝产生的原因,找出问题的症结所在,然后采取科学的方法制定有针对性的解决方案,以降低出现裂缝问题的概率,全面提升建设质量。
关键词:大体积混凝土;施工裂缝;成因;控制技术
1大体积混凝土施工裂缝的分类和危害
大体积混凝土的施工裂缝是常见的技术问题,分类方法很多,根据裂缝的程度可分为表面裂缝和贯通裂缝,稳定裂缝和不稳定裂缝、荷载裂缝和变形裂缝。裂缝的存在对施工有着非常重要的影响。随着建筑技术的发展,混凝土技术在各种基础设施中得到了广泛的应用,各种建筑中使用的混凝土体积越来越大,大体积混凝土经常作为建筑物的基础存在,一旦出现问题,就会对建筑物产生巨大的影响,尤其是桥梁、高速公路等基础设施问题,会对人们的日常生活产生巨大影响。
2大体积混凝土施工裂缝成因分析
2.1温度原因
一般来说,混凝土在实际施工阶段会出现裂缝,针对这个问题,主要原因是内外温差大。当所有的混凝土都浇注好后,温度会发生变化。大体积混凝土浇筑前,由于混凝土本身缺乏导热性,混凝土内部会产生大量的热量,从而产生裂缝问题,对工程质量的提高有很大的影响。当这种情况发生时,混凝土内部的温度会继续升高。一旦内外温差达到最大值,在温度的干扰下,混凝土内部会出现膨胀力,内部变形值也相应增大,出现裂缝情况。
2.2大体积混凝土收缩变形
由于大体积混凝土的收缩变形,构成大体积混凝土的材料很多,每种材料都有自己的特点,这些组成材料的组合会产生一定的化学反应,如果不小心,很容易形成混凝土收缩变形,由于混凝土体积较小,塑性收缩和干缩是收缩和变形裂缝中两种非常常见的类型。在混凝土浇筑施工过程中,如果施工方法不当,混凝土外部水分损失过快过多,由于混凝土外部水分不足导致干燥,自然形成干燥收缩。而引起大体积混凝土塑性收缩变形的原理是由于混凝土内部和外部的温差过大,未能及时补充混凝土中的失水,加之恶劣的天气,混凝土内部和外部的温差过大,从而形成塑性变形。
2.3湿度
根据科学试验,如果大体积混凝土浇筑后不能及时有效地进行养护计划,如浇筑后不能覆盖一层保温膜,将导致混凝土表面水分迅速蒸发,这样就会出现大体积混凝土内外出现不同程度的收缩现象,进而出现裂缝。
3大体积混凝土施工裂缝的控制方法
3.1合理选择材料
采用二次搅拌技术,并使用碱水剂和粉煤灰,粉煤灰可以代替部分水泥,从而降低混凝土水化反应中的热量,避免温度裂缝。粉煤灰可以提高混凝土的密实度,从而提高混凝土的抗渗性。当混凝土中粉煤灰含量不超过30%时,混凝土收缩值在前7天翻一番。除30%以上的时间外,还能抑制混凝土的收缩。西沙群岛混凝土在使用的前三天,其龄期收缩率并没有太大提高,28天收缩率也比普通混凝土小。这主要是由于粉煤灰水化所需水量较少,因此,混凝土结构在120天内收缩可降低5%-10%。使用过量的粉煤灰来控制混凝土的体积裂缝,后期收缩会有一定的抑制作用,在120天内收缩值会降低到10%-20%,这种做法要采用严格的计算,使混凝土强度达到要求才能达到。
3.2控制大体积混凝土浇筑过程质量
(1)降低混凝土入模温度。
例如,避免在炎热天气浇筑大体量混凝土。或者可以在温度相对较低的地下搅拌混凝土,也可以在混凝土中适当加冰以降低混凝土的温度。(2) 加强振捣,充分处理混凝土表面。成品混凝土在初凝阶段需进行2-3次终凝,否则混凝土会因泌水作用而出现孔隙,严重影响混凝土的抗裂力,使混凝土内部或多或少出现微裂缝现象,而适当增加表面做面次数可以提高混凝土的密实度,提高混凝土的抗裂性能。(3) 大体积混凝土可酌情采用连续浇筑或分步浇筑。采用这些方法浇筑混凝土的目的是保证上下层混凝土能更好地结合在一起,有效地减轻混凝土冷缝的出现。(4) 充分保护表面热量及水分,水泥会因水化热释放大量热量,导致混凝土内外温差增大,此时若混凝土温度急剧下降,则会增加开裂速率,因此,混凝土脱模后,特别是在低温季节,应立即采取合理的表面保护措施,避免混凝土表面温差过快减小。
3.3温湿度控制
(1)外部自然环境。由于大体积混凝土的特性,在极端天气下大体积混凝土的表面冷却速率容易发生剧烈变化,导致大体积混凝土发生裂变,因此大体积混凝土技术的使用需要注意外界自然条件。温度过高时要注意防晒,温度低时要保暖,不要过早拆模,长时间观察温度变化,用仪器监测内外温度变化,将温差控制在25℃以内,应用应力松弛效应避免混凝土裂缝的发生。(2) 在混泥土拌和过程中,可采用低温水、冰水等材料降低水化热温度,并可加入缓凝剂来抑制和延缓水化热峰值。大体积混泥土中事先埋设钢管通入冷却水管可将大体积混凝土内部温度降低,以减小内外温差。
3.4约束条件的改善
3.4.1减少外部约束
外约束是指随着温度的降低,混凝土边缘趋于收缩,外约束产生拉应力,混凝土韧性差,被外拉应力撕裂而开裂。在实践中,大体积混凝土具有体积大、厚度大、重量大、抗拉能力弱的特点,而基础对大体积混凝土有很强的粘结作用。为了减轻这种约束,在基础上放置滑移垫,以减小混凝土底板和下侧之间的摩擦。当水化反应产生水化热时,混凝土底板可在滑动垫层上伸长,受力较小,从而避免大体积混凝土开裂。如某大桥主墩大体积承台冬期施工时,在承台顶四周设置CRB550 D 6级抗裂钢筋网片,钢筋网混凝土保护层厚度为2.5cm,提高了混凝土的抗外约束能力,防止了混凝土开裂。块体铸造是减少外部约束的有效方法。目前分块铸造的方法有很多种,如错缝分块铸造和纵缝分块铸造。
3.4.2内部约束
降低内部约束主要是由于内外温差过大造成的。一般情况下,当温差达到25℃时,大体积混凝土容易出现施工裂缝,且温差最好控制在15℃以内,温降不应超过10℃,这就需要实时监测,特别是在特殊天气条件下。通过控制温差可以降低内部约束。为了控制温度,可以使用相对隔热的保护层,或者等待混凝土完成并储存水。另外,在面材中加入膨胀剂可以补偿大体积混凝土的变形,从而增加粘结力。通过减少内部约束的具体措施,可以看出,在研究大体积混凝土施工裂缝控制问题时,各种控制大体积混凝土施工裂缝的措施不是相互独立的,而是相互关联的,它们之间也存在着相互制约的关系,研究者必须有整体的思想,把这些条件联系起来,综合考虑,才能建立比较完善的大体积混凝土施工裂缝防治体系,合理设计混泥土施工方案,避免大体积混凝土施工裂缝的危害。
4结论
综上所述,引起大体积混凝土裂缝的原因很多,如温差、沉降、收缩、原材料质量、养护不当等。因此,在实际操作过程中,一旦出现裂缝问题,施工人员应及时、认真分析,采取合理有效的措施,做到“有法可依”。同时,应采取预防措施,尽量避免大体积混凝土出现裂缝问题。
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