浅谈大体积混凝土施工的裂缝控制技术

发表时间:2021/7/15   来源:《建筑实践》2021年40卷第8期   作者:毛智芬
[导读] 大体积混凝土作为高层建筑结构体系的一个重要部分
        毛智芬
        四川省资阳市雁江区职业技术学校  
        摘要:大体积混凝土作为高层建筑结构体系的一个重要部分,伴随着我国建筑功能化和智能化不断完善而逐步发展起来。在高层建筑物中,特别是对于基础底板结构需要不断增加其厚度,但这就是引起高层建筑物温度裂缝的主要因素,因此,作为建筑行业要想在保障高层建筑施工的质量,就需要提高大体积混凝土的质量,就需要在进行高层建筑施工时对大体积混凝土进行分析和研究,对其在施工中产生裂缝的成因进行分析,并采取有效的控制措施,保证大体积混凝土在施工过程中不发生裂缝,为更好的实现高层建筑的施工质量提供支撑条件。
        
        关键词:  高层建筑;  大体积混凝土裂缝;   施工技术;
        
        一、大体积混凝土裂缝的类型及成因
        1、温度裂缝
        就原材料温度而言,需确保混凝土入仓过程中的温度和理论温度之间相符,不然就需要运用降温策略,若传输温度过高的情况,那么水泥就会在混凝土结构硬化中出现过高水化热,引起内部温度提高,进而和外部温度之间产生过大差异。混凝土表面遭受到较大压力之后,会影响其抗拉强度,并产生裂缝。同时,还会由于结构之间存在较大的温差,被外界条件影响,没有运用各类措施来缓解外界约束力的基础上,若混凝土承受了小于其热应力的力,那么大体积混凝土在表面就会产生裂缝,此类裂缝会对工程质量产生影响。部分裂缝也会在拆模时,在温度的影响下出现裂缝。
        2、收缩裂缝
        当大体积混凝土出现水化热之后,在散热以及硬化的过程中,体积会产生收缩的情况,若此时再被外界环境影响,就会让混凝土在内部出现收缩应力,如果混凝土自身所具备的抗拉强度难以对此收缩应力予以承受,就会导致大体积混凝土产生裂缝。对此,应通过各种措施对收缩裂缝予以控制,如对水泥品种和用量进行控制,混凝土收缩就会得到减缓。并且,水泥品种存在的差异,也会影响裂缝的出现,所以要想对混凝土收缩裂缝予以科学的控制,对水泥进行选择的过程中,需要选择中低热的水泥以及含有粉煤灰的水泥,这样可以有效减小混凝土的收缩量。
        3.村料裂缝
        在混凝土施工的过程中,裂缝形成的原因还涉及使用材料不合格和骨料、水泥含量高造成的材料裂缝,在高层建筑中主要表现为表面存在不规则的龟裂。龟裂的出现会导致施工过程中质量的安全隐患,要想控制好龟裂,就必须从施工材料着手,严格按照材料的合格度来进行施工,骨料及水泥含量必须严格控制,不能随意配合,确保材料不出现裂缝。
        4、贯穿性裂缝
        就大体积混凝土施工而言,分层、分段施工容易引起贯穿性裂缝,其主要原因在于混凝土收缩出现了限制,需结合施工现场具体宽窄对施工计划进行制定,并明确需要运用到哪些机械开展施工。同时,结合结构断面尺寸对分区、支模以及搭架等相关施工环节予以明确;然后通过混凝土工程量,对各层需要的循环时间、放料厚度以及浇筑强度等进行确定;就每层浇筑时间而言,需要在下层初凝时间之前,才可以开展第二次浇筑,并结合每次循环混凝土工程量和以及浇筑时间对拌合站生产能力,拌合机容量与台数等进行明确,否则,就会导致在施工中出现贯穿性裂缝。
        
        二、大体积混凝土裂缝控制技术措施
        1、对材料进行合理选择
        (1)水泥:根据大量实践证实,水化热是大体积混凝土裂缝出现的主要原因,所以应想方设法对水泥水化热进行控制。挑选水泥时,应优先购买水化热较低的产品。同时,水泥矿物成分及细度也是水化热主要影响因素,对此,选择水泥时应注意其矿物质构成及细度等指标。如果选择硅酸盐水泥,其铝酸三钙或者硅酸三钙含量较高,进而水化热程度相对较高,所以应控制和减少含有的铝酸三钙和硅酸三钙的使用量,尽量选择中低热的硅酸盐水泥以及混有矿渣的水泥。同时,在维持水泥活性的基础上,对水泥细度尽量进行控制,以此来降低水化热提升速度。
        (2)骨料:在选择粗骨料方面,还要尽量选择具有较大粒径的颗粒级配良好的骨料,并且要确保总面积和孔隙的最小化,如此便无需较多的单位砂浆量和水泥用量,水化热也更低,进而也就更难以产生裂缝。同时,要严格控制砂石的含砂量,因为含砂量和混凝土的变形以及裂缝的发生率成正比,由于中粗砂有更好的防止混凝土在施工过程中发生变形严重的后果,因此,在选择细骨料的过程中,通常要尽可能选择中粗砂;对砂石含量也要进行更好把控,按照施工要求,砂石含量的大小一定要遵照施工要求,不能随意的增加,这样也会导致砂石含量大造成混凝土严重的变形,从而影响施工质量及施工进度。


        (3)掺和外加剂:针对大体积混凝土的施工,将一定的外加剂添入其中,可以将其收缩开裂的机会有效减少,通常在施工的过程中,均会在搅拌时将一些减水剂添入,进而使其和易性得到改善,同时借助减少水灰比的用量,促进混凝土强度提升,以免出现裂缝。除此之外,在搅拌混凝土时还可以将一定量的引气剂加入,进而使混凝土的耐久性以及和易性得到改善,也可以促进混凝土抗裂能力增强。但在添加外加剂的过程中,需要严格控制其用量,同时,将引气剂加入混凝土中,以使和易性和混凝土得到改善,促进混凝土耐久性提升,不能使用过多的量,应根据该工程实际来掺和外加剂,也一定要注意掺和比例, 以免带来不良影响。
        2.提高抗渗能力
        在混凝土施工过程中,可以将混凝土的抗渗能力增强,进而使水泥用量减少,确保混凝土结构的良好性,让其在出现水化热发应的时候有效控制内部温度,以免混凝土结构温度裂缝的产生,这就需要在搅拌时把外加剂和渗和料等加入其中,同时用相同量的外加剂交换相同量的水泥,可以让混凝土膨胀,使其保持一定的密度,并在其混凝土中产生压力,这种压力可以抵消其内部的拉应力。
        3.做好表面隔热保护
        大面积混凝土施工会有温度裂缝的情况出现,究其原因在于过大的内外温差。一般在浇筑完混凝土后,水泥均会有水化热反应发生,受较厚的大体积混凝土截面的影响,因水化热反应所产生的热量久久无法散去,进而便增加了混凝土内部的温度,但由于其表面温度极易散发,如此就导致内外温差对比强烈,使得拉应力形成于外部,压应力形成于内部,而在混凝土的抗拉应力从其抗拉强度的控制中挣脱出来后,就会造成裂缝出现在混凝土表面,与此同时,受冷空气影响或是过分的通风散热,混凝土表面的疲软度也会不断降低,等到了拆模的时候,因为气温较低,更需把相应的保护措施做好,避免其表面温度骤降,引发裂缝。
        
        三、大体积混凝土施工中裂缝控制应注意的问题
        (一)大体积混凝土施工温度的控制
        1.对温度的监测控制
        就高层建筑体积较大的混凝土展开施工的过程中,要在整个过程中密切监控好温度。第一,需要第一时间反馈监测到的温度数据。相关人员需要与施工实际相结合,确定温度始终不超过合理范围,若是温度较高,施工人员需要运用有效手段将混凝土的温度降低,以确保施工效果的良好性。同时,就一些重点施工环节,如浇筑温度和出机温度等,应每隔2h便监测一次,浇筑好混凝土后,在养护时仍要注意监测温度,应该完成浇筑后的12h展开首次温度检测工作。振捣混凝土拌合物时,温度必须保持在28℃,同时在此过程中要确保混凝土内外的温度差必须保持在25℃以内。
        2.降低大体积混凝土浇筑温度的措施
        (1)降低骨料、拌合用水温度
        炎炎夏日可以借助搭棚遮阳,在凉棚中放置骨料2~3d后再使用,借助此方法可以降低骨料的温度,一般为2~4℃,同时可以堆高骨料5~8米高,相应的可以确保足够的储备量。再借助底部和地垅取料也可以使骨料的温度得到有效控制。此外,降低骨料的温度还可以运用喷水雾的方式,但需要安装排水系统,确保骨料含水量始终保持在合理范围。
        (2)减少拌合物温度回升
        夏季高温季节,可以在混凝土的泵管上覆盖草包等材料,同时对其进行喷水,使其湿润度得到保持,以免混凝土拌合物温度升高。
        (3)尽量在夜间或者低温季节进行浇筑
        当夏季温度较高时,进行浇筑会加快混凝土的水化热,因此,要尽量选择在夜间温度较低的情况下进行浇筑。
        3.大面积混凝土在养护期间的温度控制
        浇筑好混凝土后,在其收水之后,就需要在养护时严格控制其温度,以免因为养护不正确导致混凝土出现裂缝。所以,可以运用蓄水养护保温、温度监测、保温层铺设等手段对大体积混凝土养护的温度进行有效控制。
        (二)加强对大体积混凝土的养护
        高层建筑使用的大体积基础底板混凝土一般都有P8抗渗要求。在混凝土强度达到1.2MPa之前,一般不允许人和物在其上面通过。在基础底板保温养护期间,都要做好混凝土的保温措施,严禁未到养护时间就随意掀开保温草袋。同时,如果因为施工时要求必须揭开保温层,也只能在局部进行,在完成相关操作后,继续对其进行草袋的覆盖。其次,在混凝土养护过程中其内外温差超过一定标准时,还需要在其上面加盖薄膜以及草袋,但在这个过程中禁止浇水,防止温度裂缝的发生。
        四、结束语
        当前,建筑行业需要就各种各样的施工条件,把大体积混凝土裂缝产生原因进行分类,进而更有针对性地分析和总结混凝土裂缝的成因问题,同时与现有的混凝土裂缝成因相结合,提出有效的处理方法和预防手段,以此使大体积混凝土在施工中裂缝的出现问题得到有效控制,促进高层建筑物承载、抗压能力增强,使建筑工程的施工质量得到有效保障。
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