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建筑工程大体积混凝土浇筑的裂纹成因及控制

时间:2022-03-06 10:19:15 浏览次数:

【摘 要】为了进一步的提高建筑工程大体积混凝土浇筑的施工技术,更好地促进建筑行业的发展,本文通过系统分析法,阐述了混凝土的概念以及大体积混凝土浇筑的主要方法,分析了目前大体积混凝土浇筑时容易产生裂缝的原因,论证了相应的解决措施,为有效的提高大体积混凝土建筑技术的研究提供相应的经验借鉴。

【关键词】建筑工程;大体积混凝土;裂纹控制

0 前言

在建筑工程中,混凝土、钢筋混凝土是主要的建筑材料,由于建设规模的不断扩大,建筑业的施工工艺也逐渐趋于复杂化。目前,大体积混凝土的浇筑已经成为了建筑行业施工中难点问题,本文就针对大体积混凝土浇筑的裂纹成因及控制进行论述。

1 大体积混凝土技术概念简介与浇筑方法分析

1.1 大体积混凝土的概念

混凝土当代进行建筑的主要用材之一,他的主要配置原料有胶凝材料、水、粗细骨料、必要的外加剂和掺和料,经过精密的比例配对和搅拌后形成一种抗压强度大、耐久度强价格低廉的建筑材料。大体积混凝土是混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土,或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土。目前混凝土用途广泛,不仅在土木工程建设中发挥着重要的作用,还被广泛应用于各种造船业、机械工业以及地热工程中[1]。混凝土以其优良性能和低廉的价格正在建筑行业掀起一股飓风,混凝土的应用必定会有一个更为广阔的发展空间。

1.2 大体积混凝土的主要浇筑方法

土木工程在混凝土浇筑过程中,现有的手段有现浇法、预制法两种。现浇法的主要操作流程:先在施工现场进行大规模的支模,支模结束后再统一进行浇筑。目前这种方法被广泛应用,是效果最好、最方便的一种方法。另一种浇筑方法是预制法,预制法与现浇法的主要区别是不用进行现场大规模的支模,这不仅在操作流程上提供了便利,还大大节约了成本。

2 大体积混凝土浇筑产生裂缝的原因

混凝土结构产生裂缝可分为贯穿裂缝、深层裂缝以及表面裂缝三类,其成因主要由外负荷过大、结构次应力以及变形应力三种构成,其中最主要的就是变形应力引起的裂缝。[2]这主要是由于温度的变化、收缩以及不均匀沉降引起的,当变形受到约束的时候就产生应力,当此应力超过大体积混凝土抗拉强度的时候就产生了裂缝。目前,大体积混凝土浇筑影响因素主要包括以下几个方面:

2.1 水泥水化热

在水泥水化的过程中,必然要放出一定的热量,而大体积的混凝土结构物一般的断面较厚,因此水泥水化放出的热量就不容易进行散发,通过实测,水泥水化热会在建筑工程中引起20度甚至是30度以上的较大温度变化,水泥水化热引起的温度变化不仅与水泥的材质有关,更会随着大体积混凝土的龄期的增长而增长。由于大体积混凝土的导热性较差,在浇筑初期,相应的温度应力的约束也比较小,但随着大体积混凝土的龄期的不断增长,弹性模量的不断增大,就会对其产生巨大的拉应力,当大体积混凝土的抗拉强度不足以支撑拉应力的时候,就会产生裂缝。

2.2 外界温度的变化

大体积混凝土在浇筑阶段时,外界温度下降,大体积混凝土的表层会大幅度的降温,随着温差的不断增大,就容易产生温度应力,从而造成相应的裂缝。再加上水泥本身有着快速干硬、强度高、热容量大的特点,再加上大体积混凝土捣制的时间主要在夏季,在缺少浇水养护的情况下,又经受高温的蒸发,这就造成了大体积混凝土中的水泥在失去大量的水分后迅速产生裂缝。

2.3 配置比例的失误

大体积混凝土的配置有一定的比例要求,在大体积混凝土的配置过程中一旦出现比例失衡,尤其是水灰比,就会使凝土的结构发生很大的变化,从而影响大体积混凝土的质量。水灰比例一旦增大就会使大体积混凝土中存有很大的水分,这些水分在经过蒸发后就会留下很多气孔,而气孔在长期的负荷下,就会产生很多的裂缝。

2.4 收缩

大体积混凝土出现收缩的原因有很多,其中最主要的就是在大体积混凝土硬化时,由于水化进展、水分蒸发、大体积混凝土的干燥收缩、塑性收缩和自收缩引起体积的不断缩小,而原有的模板由于不在适应现有的状况就会压制大体积混凝土的发展。当约束力超过混凝土承受极限时,大体积混凝土就会产生裂缝。

2.5 应用力学原因

适当的变形是混凝土本身就具有的特性,在混凝土成型以后,由于变形和下沉就会造成裂缝的产生,但是一般产生的裂缝很小对混凝土的性能不会有大的影响。但是如果混凝土在过强的压力下产生塑性形变,这样就会使混凝土产生巨大的裂缝并严重影响混凝土的使用寿命。

3 大体积混凝土裂缝的控制

3.1 对大体积混凝土进行科学配比

为了减少大体积混凝土产生裂缝的现象,必须对大体积混凝土进行科学配比。在配置过程中,应大力增强大体积混凝土和易性、抗渗透性、以及抗离析能力,在大体积混凝土中加入一定量的粉煤灰或者钢渣就能够有效地增强大体积混凝土的抗渗透性、减少渗水现象的产生。

3.2 优化大体积混凝土结构

为了减少大体积混凝土浇筑后裂缝的产生,就需要对大体积混凝土结构进行优化。在大体积混凝土的结构设计中,最好采用中低强度的大体积混凝土,并适当增加钢筋的使用量,从而避免因外界温度的变化使混凝土产生裂缝,同时还应总结施工管理经验、对大体积混凝土的施工工艺进行设计,从多方面优化混凝土结构,减少裂缝的产生。

3.3 不断加强施工后对大体积混凝土的保温养护

对捣制成功的大体积混凝土进行养护是预防大体积混凝土出现裂缝的主要手段,通常是进行保温处理,或通过预埋降温管,降低大体积混凝土的内外温差的大小,减小温度应力的产生,增强混凝土的抗拉强度,并逐步提高大体积混凝土的抗撕裂能力,从而减少裂缝的产生和扩大。

3.4 加强对压光抹实处理的应用

混凝土在浇筑过程中很容易离析出水分,这就使混凝土容易发生塑性收缩裂缝,为了改善这种状况、就需要对混凝土采取特殊的压光抹实处理,如在混凝土终凝前进行2、3次压光处理,减少表面裂缝的产生。

3.5 要对混凝土进行有效地施工监测

在混凝土的管理过程中,要加强对混凝土温度、和易性、塌落度和收缩变形等数据进行有效检测,并实时将发现的问题及时反馈到施工现场中,从而确保施工的顺利进行。管理人员要加强对混凝土抗裂方面的研究、管理,从而建立一个完整的管理体系以加强对混凝土施工的控制。加强混凝土的养护工作,从而从根本上减少裂缝的产生。

4 结语

目前,我国建筑行业迅速发展,随之也带动了大体积混凝土事业的发展,这也对大体积混凝土浇筑技术提出了更高的要求,要求其进一步的易和性、强度以及硬度,从而适应更多领域的发展。但是大体积混凝土存在着一个不可避免的弊端,即容易产生裂缝,裂缝的产生不仅对大体积混凝土产生很大的伤害,还会在很大程度上危及建筑的质量水平,因此,如何提高大体积混凝土抗裂能力就成了我们研究的焦点。目前,已经有了很多改善技术,如粉煤灰技术和钢渣大体积混凝土技术,就在很大程度上改變了这种现状。因此,从总体上来看,大体积混凝土浇筑技术仍有一个更为广阔的发展空间。

【参考文献】

[1]谈新文.建筑工程大体积混凝土浇筑的特点与施工技术[J].科技创新导报,2012,19:62.1-2.

[2]丛小祥.浅谈建筑工程大体积混凝土浇筑施工技术[J].城市建筑,2013,04:107.1-1.

[责任编辑:刘帅]

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