牛东
北京碧鑫水务有限公司,北京 102400
摘要:随着我国经济的不断发展,越来越多的大体积混凝土工程被应用,混凝土的种类也因混合料的不同而各有差异,如钢筋混凝土、水泥混凝土等,这些混凝土都有一个特性,就是在后续的使用过程中极容易产生裂缝,对人们的生活、出行和社会的发展等等造成严重的影响。大体积混凝土施工是每个建筑施工中较为重要的施工环节。在开展实际的工程项目过程中,特别是预防大体积混凝土施工过程中形成的裂缝一定要特别重视,通过分析大体积混凝土的施工裂缝成因,积极采取有效的控制措施,确保大体积混凝土的施工质量得到保证,促进建筑工程的高质量完成。随着城市化的加快,建筑工程项目日益增多,而大体积混凝土裂缝产生的问题依然普遍存在建筑施工中,是一个较为严峻的施工问题。结合工程概况,本文就建筑工程中大体积混凝土施工裂缝出现的原因以及提出裂缝控制的相关措施,希望能够有效减少大体积混凝土施工裂缝的产生,提升建筑工程质量。本文就针对建筑工程大体积混凝土施工裂缝控制措施展开探究。
关键词:建筑工程;大体积混凝土;施工裂缝;控制措施;
中图分类号:TU75文献标识码:A文章编号:
1 工程概况
1.1 高炉基础概况
炉体系统主要由高炉基础、炉体框架及热风炉基础组成。
高炉基础:高炉基础地基处理采用桩基,桩基为CFG桩。高炉基础承台属于大体积钢筋混凝土基础。其上部为支承高炉本体的圆形基础,炉体预留柱子。
本工程相对标高±0.000相当于绝对标高843.810m。垫层砼采用C15砼,高炉基础采用高性能C40砼。钢筋HRB400(Ⅲ级),HRB335(Ⅱ级),HPB325(Ⅰ级)。
1.2 工程重(难)点及施工关键
1.2.1高炉基础为大体积混凝土基础,混凝土单体用量较大;需保证砼浇筑的连续性及大体砼技术要求。
1.2.2大体积混凝土为防止出现温度裂缝,施工前需进行混凝土温度裂缝控制计算,控制集料的碱反应,砼含碱量不超过3kg/m3。
1.2.3混凝土浇灌养护过程进行温度监测和采取相应的养护保温措施。
1.3 主要施工安排
根据现场实际情况,地基处理的先后顺序。2#高炉基础土方先开挖,1#高炉基础正进行桩基础施工,工期紧张采用流水作业,土方开挖顺序为2#高炉基础、1#高炉基础、2#热风炉基础、1#热风炉基础。
高炉基础砼一次浇筑,第一次砼施工▽-3.500m至▽2.800m.
2 建筑工程大体积混凝土施工裂缝形成原因分析
2.1 水化过程中水泥释放大量热量
混凝土施工的一种主要原材料就是水泥,在施工过程中其用量是很大的,而因为大体积混凝土结构的截面积会很大,所以,在进行混凝土浇筑以后,水泥产生的热量也会非常多,混凝土温度就会变得比较高。而混凝土的导热性又不太好,相对散热很差,混凝土内部的水化热散发比较慢,外部散发则比较快。这样就会导致混凝土结构内外的温度会有很大的差距。在热胀冷缩作用的影响下,混凝土中心的膨胀速度要比表层快,那么两者间就会产生约束作用,中心要约束膨胀,而外层则要约束收缩,一旦其表层的拉应力超过混凝土的抗拉强度以后,其表面就会产生裂缝,那么就会对结构造成破坏。
2.2 内外约束条件影响
水泥在进行水化热的过程中,会导致混凝土内部温度整体偏高,特别是混凝土核心区域的温度会呈现出一种大幅度上涨趋势,其热膨胀效应也会相继变大,从而在中心区域出现一种压应力。该拉应力超过混凝土整体的抗拉强度和钢筋约束作用时,便会出现裂缝问题。混凝土在早期温度上升环节中,混凝土弹性模量较低,导致混凝土抗拉应力整体松弛度扩大。混凝土在徐变过程中,其内部构件和结构的受力性能也会产生一定影响,从而导致预应力构件出现应力损失的问题。
在混凝土温度降低后,还会产生一定拉应力,而接应力超出抗拉强度时,便会使混凝土出现垂直裂缝。
2.3 混凝土收缩变形
在完成混凝土的浇筑而处于凝结期的时候,由于水泥浆与骨料会产生内部收缩导致其出现干缩缝、沉陷缝、而且在混凝土逐渐硬化以后它的水分也大多都会蒸发掉,而因为失水,混凝土就会收缩,而因为表层收缩比较快,中心收缩慢,这样就会产生裂缝。养护条件、施工技术、外加剂、混凝土配合比、水泥数量和水泥品种等因素均会导致混凝土出现干燥收缩的问题。
3 建筑工程大体积混凝土施工裂缝的控制措施
3.1 合理选择原材料,优化混凝土的配合比
要想控制大体积混凝土施工裂缝的产生最好的方法是控制对大体积混凝土材料的选择,选择类似于矿渣硅酸盐水泥等中低热的水泥品种,以此来减少水化热现象对于大体积混凝土的作用。通过使用较为适宜的外掺剂来加强混凝土的和易性和降低大体积混凝土的水化热现象。在配置混凝土时优先选用那些自然连续级配的粗骨料,选用那些粒径较大的材料和配比级别较高的石子。特别是在选择细骨料时尽可能的以中、粗砂石为准。另外,加强对原材料与配合比的控制,提高混凝土的抗裂性能,增强混凝土的极限拉伸变形能力,确保大体积混凝土在工程施工当中尽可能的以产生微膨胀和低收缩为准,从而实现对大体积混凝土裂缝的有效控制和保证建筑工程结构的整体质量不受影响。
3.2 合理利用高性能混凝土
劣质混凝土会对建筑工程造成极大的影响,但目前有些施工单位为了获得最大化利益,在实际施工过程中通常利用劣质混凝土来替代高性能混凝土,导致混凝土施工中出现裂缝问题,影响工程的整体质量。要想有效控制大体积混凝土施工,施工单位必须要严格使用混凝土,在施工中利用高性能的混凝土,如应用普等混凝土进行施工时,应对水泥的强度等级加以控制,但在此过程中不能完全保证混凝土的轻度。所以在施工中使用高性能的混凝土很有必要,从而保证混凝土的轻度与强度,提高混凝土体积的稳定性,减少裂缝问题的发生。
3.3 合理设置大体积混凝土的测温点
对大体积的混凝土裂缝施工控制工程而言,需要按照相关的施工规范选择最具代表性的竖向剖面来设置测温点,以便于及时对比和分析竖向剖面上各个测温点的温度变化情况。竖向测温剖面的周边及以内部应设置的测温点,周边测温点是指周边表面以内40~100 mm位置处的测温点,竖向剖面上的周边及以内部位测温点上下、左右对齐是为了方便相邻两处测温点温度的比较,测温点间距不应小于0.4 m,是为了合理反映两点之间的温差。竖向测温的剖面既可以是整个剖面,也可是根据对称性而选择出来的半个剖面,绝大多数的建筑工程都会存在着对称关系,选择半个剖面就可以反映整个剖面上测温点的温度记录情况,从而为施工单位进行混凝土的温度监测和控制提供便利。
3.4 做好混凝土的养护工作
在大体积混凝土完成浇筑工作之后,要对其进行持续性的养护处理。施工单位可对混凝土表面覆盖塑料膜及棉被等进行保温、保湿处理,防止混凝土的表面出现脱水现象。同时要保证混凝土的表面温度符合规定和要求,延缓表面温度冷却的时间,并控制好混凝土内部和外部的温度差。施工单位要在混凝土浇筑完成之后的12h以内对混凝土进行保湿养护,对使用了硅酸盐水泥或矿渣水泥的混凝土,养护时间不能少于7d,对加入了缓凝型外加剂或有抗渗要求的混凝土,养护时间不得少于14d。通常情况下,施工单位经常使用的养护措施包括:保温保湿处理、保温养护、蓄水法和添加养护剂涂层等,大体积混凝土施工最常使用的是保温保湿养护,这种方法可有效降低混凝土的内外部温度差,从而保持混凝土的良好性能和质量。
4 结语
综上,混凝土施工是建筑工程中的重要内容,也是保障建筑工程质量的重要内容。在实际情况中,很多大体积混凝土都存在着一定的裂缝危害,若裂缝继续发展必将对建筑工程安全性和稳定性造成重大影响。所以,施工企业必须加强监管,合理选择原材料,优化混凝土的配合比、合理利用高性能混凝土、合理设置大体积混凝土的测温点以及做好混凝土的养护工作,这样才能更好保障建筑工程质量。
参考文献:
[1]王晗.筏板基础大体积混凝土施工裂缝控制研究[D].2018.
[2]才素平.大体积混凝土施工技术及其应用[D].2019.
[3]程国起.建筑工程大体积混凝土施工裂缝控制措施研究[J].2018.