韦羽琴
广西建工集团第一建筑工程有限责任公司 广西 南宁 530000
摘要:众所周知,在建筑工程的施工作业中,混凝土裂缝问题时很难完全被杜绝,尤其是在大面积的筏板基础上,因为混凝土的散热效果有待增强,很容易出现内外温差过大而引发的温度型裂缝情况,若是不及时采取有效措施进行控制,那么就会给整个混凝土结构的性能与安全性造成严重影响。由此可见,加强对筏板基础上混凝土裂缝形成原因与预防措施的研究力度就显得很有必要。
关键词:筏板基础;混凝土裂缝;产生原因;预防措施
就目前而言,在众多高层建筑中,筏板基础已经得到了广泛应用,然而因为其本身混凝土的体积比较大,在实际的施工作业中很容易出现裂纹问题,不仅会损坏其外观形象,还会出现钢筋腐蚀等问题,降低了整个建筑的荷载能力,从而给相关结构的正常使用带来不利影响,甚至引发严重的安全隐患。
1.筏板基础混凝土裂缝的概述
众所周知,在筏板基础上进行大面积的混凝土施工时,水泥水化反应会产生大量的热量,初步完成混凝土浇筑作业后,内部的温度会急剧上升,导致相关结构出现热胀变形的问题,再加上此时混凝土模量相对比较小,所以会降低变形的应力作用。与此同时,在对混凝土实行降温操作时,会受到温度降低与水分蒸发等诸多因素的影响,使得混凝土发生收缩变形问题,然而,这种情况下,地基与结构边界会产生一定的约束力,让混凝土无法自由变形,进而形成温度应力。若是上述两种应力相叠加超出混凝土抗拉强度时,就会引发混凝土裂缝问题,受其本身各项物理特性的限制,在工程建设中出现裂缝现象也就无可厚非[1]。
除此之外,裂缝的产生也标志着结构物遭到初级破坏,可能会伴随钢筋锈蚀抑或是耐久性下降等问题,需要及时采取有效的防治措施进行处理,尽可能降低这种问题给结构承载力所造成的影响。其中,对于大面积的混凝土裂缝来说,有80%的裂缝都是由变形引起,而温度和混凝土收缩更是占据绝大部分,由此可见,做好温度裂缝的控制工作就显得尤为重要,需要相关施工人员给予高度重视。
2.筏板基础混凝土裂缝产生原因
2.1 水泥水化放热造成的温度收缩
众所周知,在水泥水化的过程中,会有大量的热量产生,而筏板基础上大面积的混凝土结构断面基本都比较厚,所以这些热量就会聚集于结构内无法有效散热。这种情况下,混凝土就会因为受热而出现体积膨胀现象,然后在后续的降温环节,混凝土又会不断收缩,此时筏板就会在地基与其余构件的约束作用下,在内部产生极大的收缩应力,若是超出了混凝土本身所能承受的拉应力,那么就会产生贯穿整个混凝土界面的裂缝问题,严重降低结构的耐久性、整体性以及抗渗性等性能,从而造成不可估量的影响[2]。除此之外,筏板基础也可能会由于内部散热效果不佳而导致温度较高,但是表面散热快温度就相对比较低,当内外温差值达到一个临界点时,就会在表面产生极大的拉应力作用,进而在混凝土的表面出现裂缝现象。
2.2 温度变化的影响
对于筏板基础这样大体积的混凝土施工作业来说,出现裂缝问题基本都是由内部矛盾引发,一方面是因为内外温差较大而产生的应变和应力;另一方面则是混凝土自身所具备的强度与抗变形能力。前者在混凝土在温度变化作用下发生变形会受到内外约束力的限制,进而产生极大的应力,若是其超出混凝土所能承受的最大抗拉力时,就会出现裂缝问题。当外界的温度升高时,混凝土浇筑的温度也会随之而增加;而当外界温度降低时,则会提高混凝土温度下降的幅度,尤其是在遇到气温骤降情况时,更是让混凝土结构内外温度梯度急剧扩大,进而给筏板基础这种大体积的混凝土带来严重影响[3]。
2.3 内外约束条件
2.3.1 钢筋锈蚀
因为混凝土的质量比较差抑或是保护层不够厚,所以很容易在二氧化碳的侵蚀作用下,导致钢筋表面出现炭化情况,不仅降低了钢筋周边混凝土的碱度,还会在氯化物的介入下,增加了钢筋附近的氯离子含量,这些都会在很大程度上破坏钢筋表面的氧化膜。与此同时,钢筋结构中的铁离子会逐渐与混凝土内的水分、氧气等物质产生锈蚀反应,最终生成氢氧化铁附着在钢筋表面,极大的扩张了钢筋体积,进而给附近混凝土结构带来了巨大的膨胀应力,引发混凝土保护层发生开裂和剥离现象,并沿着钢筋纵向处出现裂缝问题,更有甚者会有锈迹渗出到表面上[4]。
2.3.2 材料质量
对于混凝土来说,主要是由石膏、石灰以及水泥等无机胶结料抑或是树脂、沥青等有机胶状物和集料按照合理的比例拌合而成,并在适宜情况下硬化成石材,而常见的混凝土基本都属于水泥类型,组成部分包括砂石、水、水泥和集料等,其中水与水泥能够起到胶凝作用,集料则被用作骨架填充,同时,通过水和水泥之间所发生的反应,能够形成即为坚硬的水泥石结构,并牢固的将集料颗粒粘结成一个整体,让混凝土具备足够的强度。然而,如果组成混凝土的原材料质量不达标,那么不可避免的就会对混凝土强度造成严重影响,出现裂缝问题也就无可厚非[5]。
2.4 施工工艺
实际在进行混凝土结构的浇筑、构件制作、模板运输、合理堆放与安装等相关工序时,如果存在施工质量不达标、工艺不合理等问题,就很容易产生各种形状的裂缝现象,尤其是在细长型的薄壁结构中,裂缝出现的概率更是居高不下。
根据裂缝产生的部位、走向以及宽度等不同情况,可以发现其对应的引发原因也有所差异,具体如下:
2.4.1 振捣方式不合理
众所周知,如果振捣方式不正确,那么就会在很大程度上让混凝土出现分层离析以及表面浮浆等情况,进而导致其面层开裂抑或是大量砂浆朝低处流淌,这样很容易使得整个混凝土发生不均匀的沉降作用,并在结构厚薄相交接之处形成裂缝。与此同时,一般情况下,商品混凝土都会借助搅拌车来进行运输和泵送浇筑作业,所以混凝土在坍落度方面相对比较大,并且凝结所需时间也比较长,通常而言初凝时间都会超过10小时甚至不止,即便是在天气炎热的夏季,加入了高效的缓凝减水剂之后,完成浇筑操作的混凝土也会在太阳暴晒作用下,加快水分的蒸发速度,然后给相关施工人员以凝结完好的错觉,其实内部并没有达到初凝的标准,更有甚者可能还处于流动状态。通过多次应用贯入阻力仪来进行混凝土凝结时间的测定,发现在缓凝减水剂的影响下,初凝时间基本在12~16h范围内,这种混凝土结构若是不经过二次振捣与多次抹面操作,那么就必定会出现严重的裂缝问题[6]。
2.4.2 养护管理不恰当
在筏板基础混凝土中出现收缩开裂问题,有很大一部分原因都是由现场养护不到位而引发。在完成混凝土的浇筑工作之后,如果不及时在表面上覆盖薄膜进行潮湿养护,那么就会导致结构表面的水分蒸发速度过快,很容易出现收缩型裂缝,尤其是在温度高、适度低以及风速大的条件下,更是加大了干缩裂缝产生的概率。根据相关资料,当风速在16m/s左右时,整个混凝土中水分蒸发的速度将会是无风情况下的4倍。除此之外,针对高性能式的混凝土来说,其中的水灰比较小,并且胶凝材料的使用量比较大,有着较好的密实性,不易发生泌水现象,实际在进行实践的过程中,若是不采取有效的措施进行养护,那么将会引发更加严重的干缩问题,而相应的保湿养护时间,当然越长效果肯定越好,通过调查发现,养护14天之后的混凝土收缩比,相对于养护3天的大约降低了20%左右。然而,大部分建筑工程都会受到工期的限制,所以在时间方面无法充分满足最佳要求,因此,出现干缩型裂缝问题也就在所难免。
3.筏板基础混凝土裂缝具体预防措施
3.1 降低水泥水化热
要想让筏板基础中混凝土结构在水泥水化热作用下而引发的裂缝问题得到有效预防与控制,就需要尽可能降低水泥水化的热量,具体措施包括:选取安定性与水化热较好的水泥,例如低热矿渣抑或是中热硅酸盐等;在满足相关设计需求的基础上,最大限度的减少水泥用量,这些都能在很大程度上控制水泥水化热。
3.2 加强温度控制
在完成混凝土的浇筑作业之后,还要做好混凝土温度各项参数的监测工作,并根据相关监测结果来对温控方案进行合理调整,尽可能将温控措施和温度监测紧密联系起来,真正意义上实现温度控制的效果。与此同时,因为混凝土的表面会和环境相接触,所以在结束浇筑操作后,混凝土表面产生的热量会迅速向空气中扩散,导致表面温度降低速度超出内部很多,加大了混凝土结构内外的温度差,从而很容易出现严重的裂缝问题。这种情况下,就需要在浇筑施工后在结构表面覆盖保温材料,不仅能够起到良好的保温保湿效果,避免表面温度散失过快,尽可能缩小混凝土内外的温度差,还能有效降低新浇混凝土冷却的速率,减少裂缝产生的概率。
在大体积的混凝土表面上开展保温型施工操作,以往大多都使用稻草秸秆等材料,既容易出现腐烂情况,又不容易修补,所以导致整个混凝土结构表面的保温效果达不到预期,仍旧存在较为严重的裂缝问题。就现目前而言,随着我国塑料行业的飞速发展,对于隔热泡沫板相关材料的使用变得更加广泛,不仅有着良好的保温效果,具体的施工操作也极为方面,并且还不会花费过多的费用,有着很高的应用价值。当借助木模板形式来进行混凝土的保温时,需要充分考虑到其本身所具备的保温性能,并根据实际情况来确定拆除时间,当然,也要重点注意当地的气候条件,当面临寒冷天气时,要及时做好降温处理,最大限度的减少外界温度突变给混凝土结构所产生的影响。在结束混凝土的终凝之后,要采取合理的水护措施作用到混凝土表面上,通过水养操作,能够让大体积型混凝土的施工作业获得良好成效,有效避免裂缝的继续发展,让土壤保湿效果得到最大化增强。
3.3 实行全面的温度监控
在对筏板基础的混凝土进行施工作业时,需要根据相应的测温时间标准来做好温度监控工作,具体操作如下:第一,首次测量温度的时间是在完成混凝土浇筑后24h内;第二,首测结束后的一天时间内,每隔3小时都要记录观测结果;第三,在后续的3~6天中,每6h记录一次观测结果;第四,7~15天时间里,每12h记录结果;第五,然后每3天记录一次。依据时间记录绘制相应的折线图,并仔细分析两次记录之间的温升值,若是增长速度过快,那么就可以适当的增加观测次数。
结束语:
综上所述,随着社会经济建设的不断推进,我国在建筑行业的发展取得了突破性进展,对于筏板基础中的混凝土施工作业来说,因为受到诸多因素的制约,很容易出现严重的裂缝问题,给建筑结构带来巨大影响。因此,相关施工人员需要在具体的实践工作中,严格遵循各项规章制度,并及时进行总结分析,这样才能尽可能减少裂缝问题发生的概率,最大限度的保障工程质量,创造更多的社会、经济以及环境效益。
参考文献:
[1]付军花.筏板基础大体积混凝土施工与质量控制研究[J].建材与装饰,2019(11):30-31.
[2]鲍慧.大体积混凝土裂缝产生原因及控制措施[J].技术与市场,2019,26(02):137+139.
[3]鲁艳蕊,张献梅.筏板基础大体积混凝土施工关键技术的研究——以郑州兰德国际中心为例[J].河南财政税务高等专科学校学报,2017,31(06):86-89.
[4]侯荣伟.浅析筏板基础混凝土温度裂缝产生原因及控制措施[J].居舍,2017(27):31.
[5]侯兴华,李健,程旭东,何飞.高层建筑筏板基础大体积混凝土裂缝控制措施研究[J].森林工程,2016,32(05):101-105.
[6]李科.筏板基础混凝土施工裂缝产生的主要原因及预防[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2015(01):101.