探究高层建筑物大体积混凝土温度裂缝防治技术的运用 边存磊

发表时间:2021/7/19   来源:《基层建设》2021年第12期   作者:边存磊
[导读] 本文首先分析了大体积混凝土裂缝问题的严重后果,接着分析了高层建筑物大体积混凝土温度裂缝防治技术的运用。

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        摘要:本文首先分析了大体积混凝土裂缝问题的严重后果,接着分析了高层建筑物大体积混凝土温度裂缝防治技术的运用。希望能够为相关人员提供有益的参考和借鉴。
        关键词:高层建筑物;大体积混凝土;温度裂缝;防治技术;运用


        引言:
        现代化高层建筑物由于规模较大且大多施工场地在露天环境中,因此其施工质量受多种因素的影响,很难得到有效的保障。而在众多影响施工质量的因素中,施工技术问题和各环节工作质量问题所引起的高层建筑物整体质量问题是比较常见的。但是由于这类问题会影响到建筑功能和性能的稳定,所以建设企业应该在施工的过程中提高对施工问题的重视,尽可能依靠,优化施工技术和加强管理减少施工问题的发生。例如针对大体积混凝土温度裂缝问题的有效解决措施,便可以通过加强工程管理和提高施工技术水平双管齐下的方式。
        1大体积混凝土裂缝问题的严重后果
        首先大体积混凝土结构在高层建筑物中应用比较广泛,因此该结构的施工质量对于高层建筑物而言意义重大。一般情况下,在建筑过程中结构实体部分的尺寸范围最小值大于两米、或者在进行混凝土浇筑时一次浇筑量大于1000立方米的混凝土结构都属于大体积混凝土。而由于混凝土结构所使用的材料及其性能的复杂性,在施工过程中工作人员必须要对温度进行严格控制,防止影响到大体积混凝土结构的施工质量。温度对大体积混凝土的影响主要在于改变了该结构的物理性能和化学性能,大体积混凝土自身具有水化热高、水泥水化热的释放比较集中的特点,因此再加上不良温度的影响,便很容易产生外形的变化和体积的收缩,严重时会产生开裂的现象。然而大体积混凝土结构是高层建筑物中的一项重要组成部分,如果建设企业无法保证施工质量,那么将会给人们的居住安全和建筑物的使用安全埋下严重的隐患问题。
        2高层建筑物大体积混凝土温度裂缝防治技术的运用
        2.1温度裂缝抗裂防治措施
        2.1.1设计阶段
        高层建筑物设计人员在施工图纸中设计大体积混凝土的使用时需要按照相应的施工标准,既要保证大体积混凝土的设计强度符合要求,又需要保证大体积混凝土抗弯及抗冲切性能满足要求,这样在混凝土浇筑完成后才能够减少温度裂缝的产生。在设计时为了满足强度要求一般会选择强度等级较大的混凝土,但是并不是混凝土强度性能越好就越不容易产生温度裂缝。C50强度大体积混凝土虽然能够满足设计要求,但是C50混凝土的绝热温升较大,容易产生温度裂缝,因此在满足混凝土强度要求的前提下应根据实际情况适当降低混凝土的强度等级,一般来说C25~C40等级的混凝土容易控制温度裂缝的产生。
        2.1.2施工阶段
        首先,施工人员需要对混凝土各个阶段的温度进行控制。混凝土进入浇筑模板之前的温度应该控制在5~30℃,该阶段混凝土的温升值应该小于50℃。混凝土浇筑体完全凝固之前内部和外部的温度差距最大不能超过25℃,即混凝土表面温度和中心温度之间的差距。混凝土日降温速度不能超过2℃,当混凝土保温覆盖膜拆除后混凝土温度与外界温度之间的差距不能超过20℃。其次,施工人员需要对水泥、骨料、外加剂、掺合料的选择进行控制,保证混凝土配合比达到最佳。选择水泥时应注重其性能,为了降低水化热和凝结时间的影响,应该选择水化热低、凝聚时间长且强度性能符合要求的水泥,常见的水泥材料类型为硅酸盐水泥。骨料应该尽量选择非碱活性的粗骨料和细骨料,粗骨料应该保证粒径大小合适且含泥量符合要求,粒径合适则能够降低混凝土的绝热温升,含泥量合适是为了保证混凝土性能符合要求;细骨料应该选择粒径小于4.25mm的砂,一般来说细骨料应该选择粒径在2.3~3.0mm且含泥量小于3%的中砂,这样才能降低大体积混凝土水化热产生温度裂缝的概率。添加外加剂的目的是减少混凝土材料用量、降低混凝土施工成本以及降低混凝土的水化热,因此混凝土的选择应该按照减少剂、膨胀剂、泵送剂进行划分,外加剂的类型选择应该从目的出发。添加掺合料的目的是降低混凝土水泥的用量,水泥用量越多越不容易对混凝土温度进行控制。


掺合料主要有煤粉灰和粒化高炉矿渣粉两种类型,煤粉灰的使用可以减少10%左右的水泥用量,从而降低大体积混凝土的水化热,而粒化高炉矿渣粉通过减少混凝土的沁水量,同样可以达到降低大体积混凝土水化热的目的,因此掺合料的适当使用可以起到抗裂防治的作用。最后,大体积混凝土浇筑过程中需要控制内部和外部的温度差距,因此最好选择分层浇筑或者跳仓浇筑的方法,使混凝土未终凝时内部应力可以释放出来,不容易因约束或者应力而产生温度裂缝。混凝土分块浇筑的方法可以减少每个浇筑段的蓄热量,这样由于水化热引发温度裂缝的概率也会明显降低。除此之外,浇筑混凝土时还应该对特殊天气进行预防,防止温度、风、雨雪对混凝土的性能造成影响。夏季和冬季温差大,在混凝土浇筑过程中必须做好保温和保湿措施,这两个季节的混凝土浇筑难度过大;雨雪天气应该使用塑料薄膜进行覆盖,防止雨水直接冲刷未完成凝结的混凝土。混凝土浇筑过程中还需要进行振动,但是不能过度振捣或者漏振,防止因混凝土沁水而产生收缩裂缝。为了控制混凝土内外温度差距,可以适当延缓混        凝土模板拆卸的时间,从而降低温度裂缝产生的概率。
        2.1.3养护阶段
        高层建筑物大体积混凝土浇筑完成之后必须进行养护,控制混凝土内部和外部之间的温度差距和温度下降速度,防止温度差距过大由温度应力产生温度裂缝。混凝土养护可以让混凝土温度下降的速度变缓,然后混凝土经过化学反应可以凭借自身的抗拉强度减少裂缝的产生。在混凝土浇筑完成之后的12h左右应该进行养护工作,可根据实际情况采用覆盖养护或者喷雾养护,保证养护时间大于半个月。塑料薄膜是常见的养护材料,麻袋、土工布也可以作为养护材料。
        2.2特殊温度裂缝抗裂防治措施
        2.2.1薄壁冷水循环系统
        大体积混凝土利用冷却水管和热传递效应将混凝土中的热量传递到冷却水系统中,降低了混凝土内部的热量,对防止水化热产生温度裂缝具有明显效果。薄壁冷却水循环系统主要包括蒸发器、冷凝器、冷水泵、薄壁冷却水管、冷却塔、冷却水泵、温度传感器、缓冲水箱等设备,通过温度反馈系统自动调节冷却水循环系统完成对混凝土温度的控制。
        2.2.2预冷拌和水和骨料
        大体积混凝土同样可以使用预冷拌和水和骨料对进入混凝土模型的温度进行控制,预冷拌和水通常使用地下水或者制冷机冷却水。在骨料与混凝土拌和之前先使用冷水冲刷骨料,然后在拌和过程中掺入冰屑,最后通过遮阳棚和湿麻袋对骨料降温,即可达到降低混凝土水热化的目的,从而控制温度裂缝的产生。
        2.2.3液氮冷却
        液氮冷却需要通过管道传输的方式让混凝土与液氮充分接触,据测试液氮可以将混凝土进入浇筑模板之前的温度控制在25~30℃。该种方法虽然不会降低混凝土的性能,也不会造成额外的污染,但操作起来难度较大。
        2.2.4补水软管
        养护人员可以先在混凝土表面设置软管,然后在保温材料和软管之间多设置一层塑料薄膜,最后在覆盖塑料薄膜和混凝土表面之间洒水,这样可以提高混凝土的养护效果,降低温度裂缝产生的概率。
        结束语:
        综上所述,我国高层建筑物中大体积混凝土施工既是重点工作同样也是施工的难点环节。因此,建筑企业应及时调整施工技术和优化施工策论,重点把握施工温度,进一步控制混凝土表面裂缝,提高我国高层建筑物施工水平。
        参考文献:
        [1]高层建筑施工中大体积混凝土的裂缝控制[J].曹宝栋,朱丽丽.城市建筑.2014(06)
        [2]浅谈高层建筑大体积混凝土施工的温度裂缝控制措施与方法[J].刘敬,熊宝强.陕西建筑.2014(03)
        [3]建筑工程施工大体积混凝土裂缝防治措施之我见[J].薛泽龙.福建建材.2014(02)

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