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摘要:混凝土作为一种脆性材料,其抗拉强度明显小于抗压强度,因此抗裂抗拉性能较差。在工程应用中一般不考虑混凝土抗拉作用,而是把由钢筋承载受弯和受拉荷载。在目前的施工技术中,混凝土梁、板、剪力墙等浇筑硬化后产生裂缝是难以完全避免的,合理的做法是尽量控制裂缝的宽度,将混凝土裂缝控制在避免影响钢筋锈蚀的范围内。基于此,以下对房建施工中大体积混凝土无缝技术进行了探讨,以供参考。
关键词:房建施工;大体积混凝土;无缝技术分析
引言
大体积混凝土受原材料、配合比设计、制备运输、施工工艺、养护条件等众多因素的影响,其安全与质量要求比常规混凝土更高,受施工现场各方面条件限制,大体积混凝土在施工过程中极易出现裂缝,不仅影响观感质量,还会使建筑工程产生安全隐患。因此,建筑工程施工过程中施工人员必须格外重视大体积混凝土的裂缝控制工作。
1大体积混凝土无缝技术概念
近年来,我国经济建设规模越来越大,建筑工程整体结构也逐渐向复杂化、高层化趋势发展,这也在一定程度上为工程施工增加了难度。为了提高房建工程稳定性和安全性,充分满足其载荷需求,越来越多的施工单位应用大体积混凝土施工技术。但该技术目前为止并没有统一概念和定义,美国混凝土协会认为:在建筑工程施工中,只要涉及到就地浇筑混凝土施工,就要采用针对性措施解决体积变形、裂缝问题,这就是大体积混凝土施工技术。日本建筑学会则认为,房建工程混凝土结构断面尺寸超出1000mm,并且混凝土内部温度与外界温度温差超出25℃,就称之为大体积混凝土施工技术。在房建工程实际施工中,大体积混凝土机结构具有浇筑量大、流程复杂等诸多特点,施工人员不仅需要保证其具有足够强度和稳定性,还要充分满足建筑工程耐久性和整体性需求。
2房建施工中大体积混凝土结构产生裂缝的主要原因
2.1水泥水化热的影响
混凝土导热系数从材质上来说比较低,热量的产生是因为水泥固化时的水化作用,大体积混凝土截面厚度大,水化产生的热量聚集在混凝土内部导致热量聚集引起急剧温升,造成内外温差不断扩大,水泥水化热引起的绝热温升与单位体积内的水泥用量与水泥品种有关,并随混凝土的龄期按指数关系增长,一般10天左右达到最终绝热温升。混凝土早期强度与弹性模量均较低,对于绝热温升引起的变形约束不大,温度应力也较小。随着龄期增长强度与弹性模量逐渐增大,对混凝土降温收缩变形的约束越来越大,当混凝土抗拉强度不足以抵抗温度应力时即产生裂缝。
2.2混凝土原材料不过关
混凝土的原材料包括水泥、粗细骨料、外加剂、掺合料等,其原材料质量能够直接影响混凝土的稳定性、耐久性等性能。如果材料选择不过关,即便后期施工中施工单位严格按照比例配置混凝土,并全面遵循技术规范浇筑,也会不可避免地导致混凝土结构产生裂缝。因此,结合房建工程建设需求选购原材料,做好把关工作,是保证大体积混凝土施工质量的重要途径之一。
2.3外界气温变化
温度应力是由温差引起的变形造成的,温差越大,温度应力就越大。大体积混凝土结构施工期间,外界气温的变换情况对大体积混凝土的裂缝产生有重要的影响。一般建设工程均处于暴露的自然环境中施工,受外部环境的影响较明显,也是混凝土出现裂缝问题的主要原因之一。如果工程作业的环境气温较高,这样在混凝土浇筑时的入模温度就高,某些地区在施工过程中气温会出现急剧变化,气温下降过快会增加混凝土的降温幅度,如果气温骤降就会使内外部温度梯度有所提高,从而产生应力,如果不及时处理就会聚集,进而产生裂缝问题及施工部位的开裂。
3提高房建施工中大体积混凝土无缝技术的具体策略
3.1加强浇筑温度和入模温度控制
浇筑温度是指大体积混凝土浇筑时,周围环境的温度。入模温度是指混凝土出料仓后,运输至浇筑现场,进行浇筑时的温度。如果是在夏季施工,要将浇筑和入模温度控制在35℃以内。可搭设凉棚,或使用风冷法来降温,或选择早晨或下午施工,避免在正午浇筑大体积混凝土。如果冬季施工,要将浇筑和入模温度控制在5℃以上。如果温度过低,可采用加热法或设置蒸汽管的方式加以控制,以保障施工温度满足要求,预防裂缝产生。
3.2选用高质量的混凝土原料
原材料的品质直接影响到最终成品的质量好坏,混凝土材料也是如此。只有选用各方面数据、质量达标,性能充足、品质上佳的原材料,才能混合制作出高质量的混凝土。首先就要做好集料优选,由于集料是混合混凝土的重要原料,用量占所有原料的60%。其用量的把握、品质的好坏直接决定了混凝土抗裂缝能力的高低。因此,必须根据集料的级配、规格、含水量等各项属性、数据进行严格筛选排查,选用指标合理的集料,进入混凝土的制作现场。只有严格把控混凝土原料的质量,才有可能增强混凝土的抗裂缝性能,提升整个建筑工程的质量与品质。
3.3加强后期养护
为有效预防裂缝产生,混凝土浇筑完成后,加强后期养护也是必要的。标准养护条件下,大体积混凝土温度应保持在20±3℃,通常养护时间不少于28d。受施工现场条件、工期等因素影响,大体积混凝土标准养护条件很难达到,通常采用人为措施养护。夏季通过养护施工,避免大体积混凝土出现脱水现象、干缩裂缝等。要适当延长混凝土散热时间,这样有利于确保大体积混凝土强度合格。同时也有利于合理控制混凝土温度应力,使其小于极限抗拉强度,增强大体积混凝土结构可靠性,预防裂缝产生。同时,大体积混凝土灌注终凝后10~12h内,在外露表面浇水养护。要将大体积混凝土内外部温差控制在25℃以内,防止产生裂缝。
3.4加强后浇带的混凝土施工的裂缝控制
所谓后浇带就是在施工中为防止现浇钢筋混凝土结构由于自身收缩不均或沉降不均可能产生的有害裂缝,按照设计或施工规范要求,在基础底板、墙、梁相应位置留设的混凝土带。在混凝土后浇带的浇筑和振捣施工中,经常采用补偿收缩的方法来控制裂缝,但这种方法对混凝土温度提出了更高的要求,其需要混凝土两侧的强度差异很小,否则就会造成不均匀沉降,从而严重影响结构的整体性。首先,在浇筑施工过程中必须严格控制好温度,以防结构两侧混凝土在浇筑后出现强度和稳定性的差异。其次,建议采用分层浇注的方式,以控制混凝土内外部温度的差异,从而控制温度收缩裂缝的产生。第三,混凝土的振动应选择适用于避免过度振捣的机械。这主要是因为混凝土过度振捣会导致粗骨料下沉、水泥浆浮起,致使混凝土出现不均匀的现象,容易产生表面裂纹。
结束语
大体积混凝土施工是现代化建筑工程中较为常见的一种施工技术,因其具有强度高、稳定性强等特征受到施工单位和社会各界高度青睐。然而在实际施工中,由于浇筑量较大,加上混凝土自身特点影响,容易导致混凝土结构产生裂缝,因此,通过控制施工原材料质量,采用合理施工工艺等措施,尽可能规避裂缝问题,有效提高工程质量。
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