翟帅克
平顶山建业城市发展有限公司
摘要:随着建筑技术的不断进步和提高,大体积混凝土越来越多的应用在现代建筑中,如高层楼房基础、大型设备基础、水利大坝等。大体积混凝土具有形体复杂、配筋较密、施工技术和施工组织复杂、水化热作用影响大的特点,在施工和使用过程中易产生裂缝,大体积混凝土的裂缝破坏结构的整体性,降低建筑物的耐久性和防水性,甚至影响结构安全,危害严重,必须加以控制。本文就针对建筑工程中大体积混凝土施工裂缝成因及控制措施进行分析。
关键词:建筑工程;大体积混凝土;裂缝成因;控制措施
1大体积混凝土裂缝的成因
1.1温度应力引起的裂缝
水泥在水化过程中要产生大量的热量,每立方米混凝土能产生17500kJ~27500kJ的热量,且大部分在混凝土浇筑后的7d内释放。由于大体积混凝土体积大,大量的水化热聚集在结构内部不易散发,使混凝土内部的温度急剧上升,而混凝土表面散热较快,这样就形成了较大的内外温差。较大的温差造成混凝土内部和外部热胀冷缩的程度不同,使混凝土内部产生温度应力和温度变形。温差越大,温度应力也越大,当混凝土的抗拉强度不足以抵抗该温度应力时,便开始产生温度裂缝。这是大体积混凝土易产生裂缝的主要原因。另外,施工期间外界气温的变化对大体积混凝土的裂缝形成也有较大影响。外界温度下降,尤其是骤降,会大大增加外层混凝土与混凝土内部的温度梯度,产生温差应力,造成大体积混凝土出现裂缝。因此控制混凝土表面温度与外界气温温差,也是防止裂缝的重要一环。
1.2收缩变形引起的裂缝
混凝土在逐渐散热和硬化过程中会导致其体积的收缩,对于大体积混凝土,这种收缩更加明显。当混凝土收缩产生的应力超过混凝土的极限抗拉强度时,就会在混凝土中产生收缩裂缝。常见的收缩裂缝有自身收缩裂缝、塑性收缩裂缝、干燥收缩裂缝。自身收缩是混凝土收缩的主要来源,它是因为水泥水化消耗水分造成凝胶孔的液面下降形成弯月面,产生所谓的自干燥作用,导致混凝土体的相对湿度降低及体积减小而最终自身收缩,从而产生收缩裂缝。水灰比对混凝土自身收缩影响比较大,另外,自身收缩主要发生在混凝土拌合后的初期。塑性收缩也是混凝土收缩的一个主要来源,在水泥活性大、混凝土温度较高或水灰比较低的情况下,混凝土的泌水明显减少,表面蒸发的水分不能及时得到补充,这时混凝土尚处在塑性状态,稍微受到一点拉力,混凝土表面就会出现部分不规则的裂缝。所以混凝土浇筑后要及时进行覆盖养护。
1.3沉降引起的裂缝
建筑物基础、地基承载力不足产生的沉降变形或所受的荷载差别过大,建筑物刚度差别悬殊,在结构内产生拉应力而导致结构开裂,称为沉降裂缝。另外,模板刚度不足、模板支撑间距过大,或支撑底部松动等也会导致混凝土产生沉降裂缝。
1.4安定性裂缝
安定性裂缝表现为龟裂,主要是因水泥安定性不合格引起的。
2建筑工程大体积混凝土裂缝的危害
2.1影响建筑工程的使用功能
建筑工程施工主要包括地下连续墙、箱型基础等主体结构施工。在这些结构施工中,出现的主要问题就是地下室的渗漏缝隙。这个问题的修复处理周期长,修补难度很大且修复成本较高,这样一来,就会降低工程项目的使用效果。
2.2影响建筑结构的刚度
建筑工程结构的刚度对工程建筑的质量有着重要的影响,在建筑工程大体积混凝土的施工过程之中,若是出现贯穿性裂缝,就会严重影响建筑结构的刚度以及使用体验。
2.3损害混凝土的耐久性
在建筑工程中,当大体积混凝土产生裂缝,外界的腐蚀物质很容易进入到裂缝当中。当腐蚀物质与钢筋接触时,会缩短钢筋的使用寿命。工程中的混凝土也会出现变质,影响混凝土的耐久性,使得混凝土的强度不断降低,影响工程的总体施工进度。
3大体积混凝土裂缝的控制措施
3.1设计控制措施
①在大体积混凝土结构设计中,采用平衡配筋方式,对于总拉应力大、结构薄弱、刚度变化大等部位要适当增加配筋率,以增大抗拉强度。②在大体积混凝土结构设计中,尽可能的使大体积混凝土内部钢筋布置均匀,避免由于出现约束不同,导致混凝土开裂;要尽可能使结构体型均衡,以防止刚度差异造成应力集中现象发生。③提高钢筋和混凝土之间的粘结强度,在大体积混凝土中宜选用螺纹钢筋而不是光圆钢筋,以增大粘结作用;宜用较细直径钢筋而不宜用较粗直径钢筋以增大粘结面积。
3.2施工准备控制
大体积混凝土施工前期,必须准备好扫帚、白线、水泥、骨料等,必须根据相关规范对材料的质量进行严格把控,应选择业界具有较高信誉的材料供应商。而在选择水泥时,在相同标号下,宜选用水化热较小、强度高且凝结时间较长的水泥,以为后期施工带来一定便利。此外在选择骨料时,选用级配良好的粒径较大的碎石配制的混凝土,和易性较好,密实度较高,其抗压强度也相应的较高,同时还可以减少用水量及水泥用量,使水泥水化热减少,降低混凝土温升的作用。而在混凝土配置过程中,结合大体积混凝土的实际特性,还需要加入一定剂量的粉煤灰、膨胀剂等外加剂,以增加砼结构的抗拉压工作性能。
3.3进行温度控制
施工人员需要提高对测温技术的重视,减少裂缝的产生。为降低大体积混凝土的水化热,在混凝土的内部通入冷却循环水,采用循环法保温养护,以便加快混凝土内部的热量散发。施工人员需要严格控制每层混凝土的温度,并结合混凝土的施工情况,准确测量混凝土温度。一般情况下,可以采用电阻型温度计来测量,在测温的过程中,需要在混凝土表面合理布置测温点,并做好相应的标记工作。施工人员在测量的过程中,需要保证测温点与钢筋之间的距离,进一步提高测量数据的精确性,从而保证工程中的各项施工资源得到更好的利用。
3.4混凝土浇筑控制
在高层建筑工程中,浇筑技术具有至关重要的作用。施工人员在浇筑混凝土的过程中,需要严格控制浇筑时间,并安装浇筑顺序进行有效浇筑.保证混凝土的浇筑质量。例如,在高层建筑工程中,施工人员需要按照墙、柱、梁、板等浇筑顺序进行浇筑。在浇筑墙体的过程中。需要严格控制浇筑厚度,通常情况下,墙体的浇筑厚度一般在5cm左右,浇筑高度为45cm左右。为了有效保证墙体的浇筑质量.施工人员需要严格控制浇筑时间例。在浇筑梁、板的过程中.需要严格控制梁、板的浇筑坡度,从而不断提高高层建筑工程的施工质量。
3.5做好混凝土养护
大体积混凝土浇筑完毕后,施工人员需要做好相应的养护工作,严格控制混凝土的养护温度。如果混凝土内部养护温度与外部温度差距较大,不仅会影响混凝土的施工质量,还会降低混凝土的承载力,影响工程的整体施工进度。施工人员在可以参考以下养护工作流程:首先,严格按照设计图纸进行施工,一旦发现设计图纸中存在的问题,及时与设计人员进行沟通;其次,在浇筑混凝土的过程当中,可以在已经浇筑完毕的混凝土表面盖上一层塑料布,保证混凝土的养护温度;最后,为了防止混凝土内部的水分蒸发,可以设置隔热层。减少裂缝问题的产生,确保工程更好的投入使用。
4结语
综上所述,大体积混凝土裂缝的控制其实是一个比较系统的、全面的工程。虽然大体积混凝土产生裂缝的原因很多,但通过采取设计控制措施,合理选用原材料和外加剂,在施工中控制好混凝土温度,采用切实可行的混凝土浇筑方法,做好养护工作,就一定可以使裂缝得到有效的预防和控制。
参考文献
[1]浅述大体积混凝土施工中的温度裂缝控制[J].蔡兆渤.福建建设科技.2020(02)
[2]探析房屋建筑工程大体积混凝土结构的施工技术[J].吕斌.建材与装饰.2020(10)