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大体积混凝土温度裂缝的成因与控制

2016-05-23李师生

建材发展导向 2016年3期
关键词:温度裂缝大体积混凝土控制措施

李师生

摘 要:温度裂缝是大体积混凝土浇筑过程普遍存在且不可避免的现象,裂缝的出现不仅会降低混凝土的抗渗能力,影响建筑物的使用功能,而且会引起钢筋的锈蚀,加速混凝土的碳化,降低材料的耐久性,继而影响建筑物的承载能力。文章对大体积混凝土温度裂缝的成因与控制进行了探讨。

关键词:大体积混凝土;温度裂缝;成因;控制措施

大体积混凝土的开裂是目前建筑业普遍面临的问题,通过以下实际案例分析可知,大体积混凝土裂缝主要是由温度应力和混凝土的收缩引起的,通过精心选择原材料,采用合理的施工方法,可以有效地防止裂缝的产生。

1 大体积混凝土温度裂缝的成因

1.1 水泥水热化

大体积混凝土的施工面积较大,缺乏良好的导热性,在混凝土浇筑后到硬化期间,水泥自身会释放大量的水化热;最高温度可达30℃。内部温度无法散失而不断升高,与外部形成了强烈的温度差,从而引起了拉应力,导致了混凝土裂缝的出现。

1.2 施工环境温度影响

在寒冷的冬天,混凝土施工环境温度普遍低下,在混凝土浇筑施工中,内外温差非常大。尤其是大体积混凝土施工面积较大,其内部温度与浇筑温度的差异影响愈加明显,极易导致混凝土表面裂缝或者贯穿性裂缝的出现。

1.3 混凝土收缩变形产生的影响

简单来说,混凝土的收缩变形是指由于混凝土中水泥多余的水分挥发而导致的体积收缩。例如:在气候干燥的环境下,随着水分的快速蒸发,混凝土内部结构快速收缩,极易产生不规则的裂缝。

1.4 混凝土养护工作不到位

大体积混凝土产生裂缝的另一重要原因在于混凝土的养护工作不到位。如若在混凝土施工结束后,没有在第一时间对混凝土进行覆盖薄膜保湿处理,受外界温度的影响,例如干燥、寒冷、大风等天气,混凝土水分将会快速流失,极易导致大量裂缝的产生。

2 大体积混凝土温度裂缝的控制措施

2.1 科学选择混凝土材料

(1)水泥是混凝土的重要构成,其自身质量,以及最终的使用量等都会影响混凝土的性能,为控制裂缝产生,可根据工程结构的性能要求,对水泥型号进行选择,并控制水泥的用量。根据实践证明,水泥用量越多,水化热则越高,致使混凝土强度增加发生裂缝。(2)骨料的用量也不宜过多,在混凝土配置过程中应选择含泥量较低、热膨胀系数小的骨料。(3)为降低材料的水化热,可以选择矿渣、沸石粉、粉煤灰等物质,并加入一定的外加剂,从而降低材料在胶结硬化中产生的水化热。

2.2 合理进行抗裂设计

(1)为减少截面突变发生的可能,应对结构的平面布置加以完善,减少结构的约束应力。(2)对混凝土结构的配筋率有所掌握,做到钢筋分布合理。(3)混凝土强度越高,越容易造成裂缝的发生,为此在设计过程中应对混凝土强度加以明确。

2.3 严格控制混凝土材料温度

温度是造成裂缝出现的重要原因,对温度进行控制是最直接的方式之一,为此可通过温度测试,及时掌握混凝土材料的温度,根据温度变化情况,采取合理的应对措施。第一,进行混凝土浇筑施工时,应控制好搅拌温度,运输过程中的混凝土温度,更要对浇筑时的温度进行控制,确保其温度在规范范围内。第二,混凝土浇筑后,需要至少7d的养护期,在养护过程中大体积混凝土最容易受到温度影响,为此要做好温度检测,根据混凝土内外部温差变化,计算混凝土表面的拉应力大小,依据监测结果及时进行降温处理。

2.4 规范工程施工

(1)采用科学先进的搅拌工艺,比如说净浆裹石,或者砂浆裹石等搅拌工艺,降低材料的水化热,改善混凝土抗裂强度。(2)混凝土浇筑施工中,需要保证振捣密实,有必要时可进行二次振捣,直至填充所有空隙。(3)施工环境的选择,混凝土浇筑应避免高温环境,并在浇筑后合理进行养护管理。

2.5 做好混凝土保湿保温工作,降低内外温度差

(1)在冬天进行大体积混凝土施工时,在完成浇筑后,应对其表面进行覆盖保温工作,减少混凝土内外温度的差异。此外,还要对混凝土内部的温度进行实时监控,根据其内部温度的变化不断调整保温措施。内部温度越高,则养护温度也要相应的提升,以此保证混凝土的内外温度差异在25℃范围内。但值得注意的是,养护温度的变化速度要严格控制在0.9℃/h~1.5℃/h的范围内。(2)对混凝土长期进行养护工作,设置科学的拆模时间,合理减缓混凝土的降温时间与降温速度,最大化地发挥混凝土的应力松弛效应。

2.6 提高混凝土拉伸性能,减少混凝土收缩变形

(1)在混凝土原材料的选择上,选用性能良好的粗骨料,并且加强混凝土的振捣工作。以此来提升混凝土的密度与伸缩性能,降低混凝土收缩变形的现象发生,以保障混凝土的施工质量。(2)在混凝土搅拌过程中,增加投料次数,尽量选用引气剂,并且对混凝土进行有效的振捣。将上下层混凝土的振捣搭接长度控制在振捣器的振幅作用半径距离内,控制好振捣的次数与力度。以此减少混凝土泌水现象发生。(3)科学设置混凝土分缝分块,尽可能地减少基础过大的起伏。同时,要对混凝土施工进行规范,尽可能地减少混凝土过大的高差以及侧面的长期暴露。以此来达到减少应力的约束、降低混凝土收缩变形的目的。

2.7 大体积混凝土养护措施

(1)对于刚浇筑完工的大体积混凝土,应在其周围设置栏杆进行保护,避免在混凝土的承受力未达到12N/mm之前有行人踩压混凝土表面,造成对混凝土的损害。(2)当遇到下雨,施工人员必须在第一时间对刚浇筑完工的混凝土表面盖上塑料膜。这样可以有效地防止雨水对混凝土表面浆料的冲刷。(3)混凝土浇筑结束后,要立即进行覆盖养护以减少混凝土内水分的挥发,并依靠其内部的水分进行自我保湿;如果混凝土进行二次抹光需要掀开覆盖物,抹完之后必须立即进行再覆盖处理。在对混凝土添加粉煤灰时,应保证充足的水分含量,以保证其性能稳定,减少混凝土裂缝的产生。(4)混凝土的养护时间要严格依照国家验收标准执行,混凝土养护时长≥14d。相关数据表明,混凝土养护时间达到14d的与达到3d的相比较,其收缩变形率降低了两成。所以说,足够的养护时间对减少混凝土裂缝有着重要的意义。

总之,在大体积混凝土的施工中,通过合理选择和控制混凝土的用料、合理选择温控措施、严格控制浇筑质量、做好温度检测工作及加强养护等多方面采取有效技术措施,同时在施工实践中要不断总结经验,不断提高施工技术水平和更新施工工艺,完全可以控制大体积混凝土温度裂缝和施工裂缝的发生。

参考文献

[1] 邢美金.浅析大体积混凝土裂缝原因及预防控制[J].四川水泥,2015 (12).

[2] 章辉.浅谈大体积混凝土裂缝的原因及其控制措施[J].陕西建筑, 2013(03).

[3] 杨庆.浅析大体积混凝土裂缝[J].民营科技,2015(11).

[4] 李军.建筑工程大体积混凝土浇筑的裂纹成因及控制[J].科技视界,2014(29).

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