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大體積混凝土裂縫原因分析及控制措施論文
摘要:混凝土是目前各類建筑中使用最廣泛的建筑材料,因此它的質(zhì)量決定了工程建筑的質(zhì)量。隨著高層建筑的興起,大體積混凝土成了灌漿技術(shù)中主要的施工方法,所以使用和控制好大體積混凝土對(duì)于工程建筑的發(fā)展具有重要意義。為了提高施工質(zhì)量,使建筑質(zhì)量更全面提高,我們需要對(duì)施工過程中的裂縫問題進(jìn)行進(jìn)一步的研究。
關(guān)鍵詞:大體積混凝土;裂縫原因;控制措施
大體積混凝土是指混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)體最小尺寸超過1米的大體量混凝土或者預(yù)測因混凝土水化熱會(huì)出現(xiàn)有害裂縫的混凝土。在新形勢(shì)下,高層建筑、超高層建筑、大型橋梁等層出不窮,混凝土構(gòu)件的體量也日漸變大,大體積混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)運(yùn)而生,面積較大、體積較厚,極易出現(xiàn)裂縫問題,大幅度降低了工程質(zhì)量,必須綜合分析大體積混凝土裂縫的成因,通過不同途徑采取有效的預(yù)防措施,避免大體積混凝土裂縫頻繁出現(xiàn)。
1.大體積混凝土裂縫的成因
1.1收縮裂縫
混凝土收縮是指混凝土拌合物硬化過后體積逐漸減小的現(xiàn)象,是自發(fā)的,和水泥特性緊密相連。混凝土收縮受到外部約束的時(shí)候,比如,鋼筋、模板,混凝土內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生拉應(yīng)力,一旦超過混凝土抗拉強(qiáng)度,混凝土便會(huì)出現(xiàn)裂縫問題。由于收縮的原因各不相同,混凝土收縮類型收縮并不單一,即溫度收縮、塑性收縮、自收縮、干燥裂縫。以“自收縮”為例,c-s-H凝膠是泥水化反應(yīng)的核心產(chǎn)物,其體積不超過水泥、水二者之和,也就是說,固相體積增加的同時(shí),水泥漿體卻在不斷減小,這便是自收縮,2/3的硅酸鹽水泥漿體全都水化之后,理論上體積會(huì)減縮7%-9%。
1.2溫度裂縫
在混凝土凝固過程中,水泥水化會(huì)釋放大量的水化熱,從而使混凝土內(nèi)部的溫度隨之上升。大體積混凝土結(jié)構(gòu)在內(nèi)外環(huán)境溫差的作用下,結(jié)構(gòu)內(nèi)溫度會(huì)隨時(shí)間增長而降低,直至達(dá)到多年平均氣溫水平。混凝土的溫度變化過程分為溫升、冷卻降溫、穩(wěn)定三個(gè)階段。大體積混凝土的溫度變化會(huì)引起溫度變形,受到約束產(chǎn)生溫度應(yīng)力,當(dāng)拉應(yīng)力超過抗拉強(qiáng)度時(shí)產(chǎn)生裂縫。
1.3環(huán)境條件
環(huán)境溫度和濕度的變化會(huì)在混凝土內(nèi)部形成變化不均勻的溫度場和濕度場,促使內(nèi)部微裂縫的發(fā)展,進(jìn)而形成表面的宏觀裂縫。大體積混凝土工程施工時(shí),如果遇到連續(xù)的低溫天氣,混凝土澆筑后就會(huì)因?yàn)閮?nèi)外溫差過大而產(chǎn)生混凝土裂縫。連續(xù)陰雨天氣下,過多的雨水會(huì)滲入混凝土內(nèi)部,影響混凝土的凝固,造成微小裂縫的擴(kuò)展。混凝土澆筑之后及時(shí)完善的養(yǎng)護(hù)可以減小收縮變形。
1.4施工裂縫
施工中所產(chǎn)生的裂縫原因較多,主要是由于人工操作的原因,施工工藝的選擇,施工裂縫產(chǎn)生的原因眾多,而其裂縫的分布是隨機(jī)的,一般主要是由于澆筑與模板粘合的不充份,或是進(jìn)行澆筑時(shí)較快,其澆筑的程序缺少正確的方式等,以上這些原因都會(huì)導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫,對(duì)水利工程的質(zhì)量產(chǎn)生影響。
2.控制措施
2.1優(yōu)選混凝土各種原材料
2.1.1水泥的選擇
理論研究表明大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的主要原因就是水泥水化過程中釋放了大量的熱量。因此在大體積混凝土施工中應(yīng)盡量使用低熱或者中熱的礦渣硅酸鹽水泥、火山灰水泥,并盡量降低混凝土中的水泥用量,以降低混凝土的溫升,提高混凝土硬化后的體積穩(wěn)定性。為保證減少水泥用量后混凝土的強(qiáng)度和坍落度不受損失,可適度增加活性細(xì)摻料替代水泥。
2.1.2骨料的選擇
在選擇粗骨料時(shí),可根據(jù)施工條件,盡量選用粒徑較大、質(zhì)量優(yōu)良、級(jí)配良好的石子。既可以減少用水量,也可以相應(yīng)減少水泥用量,還可以減小混凝土的收縮和泌水現(xiàn)象。在選擇細(xì)骨料時(shí),采用平均粒徑較大的中粗砂,從而降低混凝土的干縮,減少水化熱量,對(duì)混凝土的裂縫控制有重要作用。
2.1.3摻加外加料和外加劑
摻加適量粉煤灰,可減少水泥用量,從而達(dá)到降低水化熱的目的。但摻量不能大于30%。摻加適量的減水劑,它可有效地增加混凝土的流動(dòng)性,且能提高水泥水化率,增強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度,從而可降低水化熱,同時(shí)可明顯延緩水化熱釋放速度。
2.2堅(jiān)持科學(xué)的施工工藝
(1)根據(jù)工程的具體情況,通過計(jì)算溫度應(yīng)力來確定混凝土澆筑方式。可以選取夜間進(jìn)行澆筑工作,從而減小溫差應(yīng)力,減少裂縫的產(chǎn)生。澆筑時(shí)據(jù)混凝土泵送產(chǎn)生的坡度,在混凝土卸點(diǎn)和坡角處布置振搗點(diǎn),確保混凝土振實(shí)。因混凝土的流動(dòng)性很大,泵送混凝土澆筑完畢之后,為消除混凝土表面裂縫,要在混凝土初凝之后、終凝之前進(jìn)行二次振搗,提高混凝土防水性能。充分的振搗可以有效減少結(jié)構(gòu)性裂縫。(2)在整個(gè)施工過程中要做好對(duì)溫度的測量、控制工作。采用先進(jìn)的測溫裝置做好溫度記錄,可以全面、準(zhǔn)確的掌握大體積混凝土內(nèi)部的實(shí)時(shí)溫度變化,技術(shù)人員可以利用測量結(jié)果制定、實(shí)施相應(yīng)的溫控措施。(3)重視大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)工作。在工程項(xiàng)目建設(shè)中,施工企業(yè)必須做好混凝土養(yǎng)護(hù)工作,可以用塑膠袋包裹混凝土表面,也可以采用麻袋、棉氈等材料,可以起到較好的保濕作用,混凝土養(yǎng)護(hù)比較及時(shí),澆筑結(jié)束后必須及時(shí)養(yǎng)護(hù),確保在混凝土硬化早期養(yǎng)護(hù)到位。
3.結(jié)語
總而言之,在工程項(xiàng)目建設(shè)中,施工企業(yè)必須意識(shí)到大體積混凝土裂縫的重要性,要根據(jù)其成因,根據(jù)施工現(xiàn)場水文、地質(zhì)等情況,采取適宜的裂縫預(yù)防措施,科學(xué)施工。以此,提高工程整體性能與質(zhì)量,將所產(chǎn)生的裂縫危害降到最低,減少因其裂縫的產(chǎn)生對(duì)水利工程的質(zhì)量與壽命產(chǎn)生影響。使其更好地投入到運(yùn)行中,具有較好的“經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)”效益。
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