高层建筑高性能混凝土裂缝产生原因及防治 张玉平

发表时间:2021/7/5   来源:《基层建设》2021年第10期   作者:张玉平
[导读] 摘要:在高层建筑施工中,最重要的建筑材料要属混凝土(砼)了。
        中交一公局重庆城市建设发展有限公司  重庆  402160
        摘要:在高层建筑施工中,最重要的建筑材料要属混凝土(砼)了。高性能混凝土是一种新型的高技术含量的砼,具有较长的使用寿命,但在运用HPC的过程中会产生诸多问题。其中裂缝是主要的问题,基于此,本文结合案例,详细分析了高层建筑中高性能混凝土产生裂缝的原因以及相关的预防措施,以供参考。
        关键词:高层建筑;高性能混凝土;裂缝原因;防治措施
        1高层建筑HPC裂缝的原因
        1.1沉降原因
        在建筑工程施工中一旦出现地基或者建筑物的不均匀沉降问题,则会在混凝土构件中引发剪应力和拉应力等现象,如果此应力超出自身可以承受的极限则会引发沉降裂缝问题,表现出混凝土构件的弯曲和变形现象。总结此问题如下:首先是由于建筑物地基边坡在外力破坏因素下出现地面高度差问题,此种因素容易引发贯穿性裂缝和深层裂缝问题而严重危害建筑体。其次是由于工程地基中杂填土、淤泥含量较多而降低其强度和承载能力,在承载较大的荷载量时就容易引发沉降裂缝问题。最后是由于地基中存在土质程度不一以及分布不均匀等问题,以及在地基土下面含有暗沟或者软土层等,都时引发此种裂缝的原因之一。
        1.2材料原因
        所谓材料就是指混凝土混合料的原材料,比如水泥、骨料、水以及各种添加剂等,比如其中的活性骨料可能会与其中的碱骨料发生化学反应而降低混凝土构件质量,造成混凝士输送或膨胀等问题,降低混凝土构件的承载能力、刚度和稳定性等。此外,还会由于自重、水泥等压力因素而造成此类裂缝问题。
        1.3温差原因
        高层建筑HPC最大的特点就是结构断面厚,而且还具有较小的表面系数,这就使得在浇筑过程中产生的水化热难以及时散发出去而在内部积聚,造成内部温度过高。加之外界环境温度过低且没有做好保温等防护工作就会加大混凝土内外温差,由于温差而形成的应力过大就会引发裂缝问题。由此可见,由于温差大引发裂缝的原因,主要是在浇筑作业之后没有做好养护和保温等措施,而且在浇筑时没有进行合理的分层或构件分段浇筑,加之环境温度较低,这就会由于内外温差过大而引发裂缝问题。
        2案例研究
        以地下室混凝土工程抗裂与抗渗施工技术为例,详细研究如下:
        2.1通过优化级配,有效把控原材料质量,降低混凝土收缩程度
        ⑴及时标记地下室混凝土的变化,不仅可以最大限度减少水泥混凝土收缩,而且还能降低混凝土浇筑温度,进而有效把控温差变化,因此,考虑到地下室混凝土等级变更的选择(F45或实验室),从而更进一步利用混凝土后期强度和抗收缩裂缝的特点。
        ⑵聚丙烯纤维在混凝土中的特性
        a.材料的特性:在每一立方米的混凝土中含有0.8千克聚丙烯纤维混凝土,纤维阻裂效应,可以大大延长和环节裂缝的形成和扩展,减少裂缝发生,避免变薄,它可以有效减少填埋场混凝土中孔隙的大小和数量,从而有效提升混凝土的密度基体,大大提高混凝土的抗渗性,抗冻性和抗有害介质,进而增强纤维混凝土结构的耐久性
        b.它能改善混凝土的离析和泌水,进一步提升混凝土的塑性收缩性能。
        c.纤维混凝土搅拌站的质量要求:首先应进行严格试验,保证搅拌时间和特定组分均匀分布,避免发生结块,确保纤维分布充分均匀;
        d.为了保证光纤测量的准确性,光纤推进每掺量分别称为香包,直接搅拌,均匀地放在袋子里;
        2.2在底板砼中掺加UEA
        该材料的含量为10%,因为该材料的性能只能在潮湿条件下才能最大限度发挥膨胀性,所以该材料仅用于底板。
        2.3不断调整和完善施工工艺
        ⑴施工前做好技术准备。

混凝土生产厂家应将配料表提交项目部全体施工人员审核,包括材料条件等;掌握气候条件,尽量避免在雨季浇筑;严格要求搅拌站提供原材料的计量精度,以免出现波动影响混凝土质量。
        ⑵有效控制坍落度。当第一车混凝土到抵达现场后,试验员需要仔细核对配合比表和坍落度试验,经监理人批准,达到要求的配合比后,方可浇筑混凝土。如果发现任何差异,应将混凝土从现场移除。
        ⑶落实振捣人员:振捣人员需要选择过去操作、拥有振捣知识、经验和责任心的工人。浇筑前,施工人员应认真进行技术交底(严格逐层振捣密实,混凝土终凝前进行二次振捣)。
        ⑷妥善处理混凝土表面:混凝土表面处理需要在混凝土浇筑振捣后2小时左右开展。根据标高,用刮尺刮平板面。初凝前用压路机来回滚动几次,并在第二次振捣后,用木蟹打磨。混凝土排干后,再次用木蟹搓,以封闭裂缝,木蟹的房子和纹路纵向保持一致,终凝后需要立即采取相应养护措施。
        ⑸合理把控拆除模板时间。在混凝土硬化过程中,由于混凝土内部水化热的温升,混凝土内外温差会形成混凝土的温度梯度,进而引发较大的拉应力。但混凝土早期强度较低,极限抗拉强度小。在不利的温度条件下,容易诱发裂缝。因此,通过往后延长7天拆模时间,模板的保温功能可以有效降低混凝土表面的热扩散,减小混凝土内外温差,避免表面出现裂缝,延长散热时间,最大限度发挥潜力混凝土强度和材料的松弛特性,使混凝土上平均总温差产生的拉应力小于混凝土的抗拉强度,并避免混凝土中的渗透性裂缝。
        ⑹混凝土的养护。底板混凝土养护浇筑后8小时内,需要在封底盖上覆盖一层草袋薄膜,并定期浇水;外墙采用模板养护浇水,经历7-14天后才能拆模,进而一直维持外墙表面湿润,可通过喷淋管铺在墙顶浇水养护;屋面养护采用蓄水法养护15天(挡水坝围绕板筑)
        2.4混凝土内外温差可通过测温来控制
        ⑴本工程对底板、墙板混凝土进行温度监测,全面掌握和了解混凝土内外温差的变化情况,及时通过有效措施(覆盖薄膜、麻袋等)将温差严格控制在25℃以下。
        ⑵后浇带的施工需要严格参照施工规范和设计要求执行。处理不当容易导致质量事故,导致开裂、渗漏,甚至危及结构安全,因此,在建设中一定要给予高度重视和关注。后浇带接缝形式一定要严格遵从施工图纸施工。具体施工过程中,海英合理运用挡块板,并按接口形式在堵头板上安装凸条。部分施工单位未按图纸施工,接口处不支模,且有自然坡槎,施工缝处混凝土将难以完成浇筑和振捣,进而导致混凝土不密实,达不到设计强度等级。如果是地下室地板,还可能发生渗水;后浇带先完成混凝土浇筑后,还应加以防护,局部还应进行必要覆盖,四周还需要用栏杆进行临时围护,避免施工期间出现钢筋污梁,确保钢筋不发生踩踏。有些公司后浇带并没有设置围护,从而使钢筋杂乱堆放,甚至出现踩弯现象,此外,建筑场地周围还存在很多垃圾,不容易清理。后浇带混凝土浇筑前,必须按施工缝要求,有效处理整个截面,及时清除表面杂物、水泥薄膜、松散砂石和软弱混凝土层,同时对两侧混凝土进行凿毛处理,并用水冲洗干净,使两侧混凝土一直保持湿润不少于24小时。表面涂刷水泥净浆或混凝土界面处理剂后,应及时浇筑混凝土。一些施工单位在没有凿毛的情况下,就进行后浇带内混凝土浇注,难以保证新老混凝土的粘结强度。如果处理不当,会造成后浇带两侧出现两条空心裂缝,容易渗水。
        结束语
        综上,HPC在目高层建筑施工的过程中占据着重要地位,其良好的设计方案以及科学的施工技术会很直接影响到工程的质量,在这一方面需得到建筑企业的重视。在HPC施工中比较容易产生裂缝,对建筑的外观产生很大影响,在重的情况下还会使建筑的安全性得到威胁。
        参考文献
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