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大体积混凝土结构温度裂缝的成因与控制研究

2019-01-30温阳午

智富时代 2019年12期
关键词:温度裂缝控制

温阳午

【摘 要】目前在土木工程建设中,大体积混凝土作为主要的建筑材料得到普遍应用,其具有结构稳定性高的特点,并且能够有效提高整体建筑强度。在实际施工过程中,因为混凝土施工过程中内外部因素的影响,使其容易出现结构温度裂缝,对工程施工质量造成严重影响,因此有效保障大体积混凝土的施工质量,才能使整体建筑强度提高。本文对土温度裂缝形成原因进行研究,对相关控制措施进行探讨。

【關键词】大体积混凝土结构;温度裂缝;控制

随着建筑行业的不断发展,人们对房屋建筑质量要求也越来越高,随之对于混凝土结构的稳定性、强度也提出了更高的要求,大体积混凝土因其优势在建筑施工中得到广泛应用,但同时因其体积比普通混凝土大,在施工中因水泥特征,因温度效应出现的干缩、冷缩的机率也大幅度度提高,从而导致温度裂缝的问题普遍存在,使混凝土施工质量和建筑整体质量受到严重影响。为了提高温度裂缝的防治效果,对其形成原因加强研究和分析至关重要。

一、大体积混凝土结构温度裂缝形成的原因分析

(一)裂缝形成主要原因

在混凝土施工过程中,对质量产生直接影响的主要因素为水泥的水化特性,水泥水化特性会造成混凝土内部结构应力出现变化[1]。在混凝土施工过程中,混凝土前期会因大量水份的蒸发而出现一定的收缩现象,随着水泥水化热促使结构内部温度的不断升高,同时因混凝土体积原因,内部温度无法及时传递,造成结构内外部形成巨大的温度差,在温度的长时间作下,会产生持续的张拉应力,当混凝土本身的抗压强度不足以负荷张拉应力时,会造成混凝表面出现不同程度的裂缝,而且较常见的是贯穿性裂缝,使混凝土结构的完整性受到严重影响。所以在大体积混凝土施工过程中,因温度效应不同,会造成不同程度的裂缝,这种温度效应也是温度裂缝形成的主要原因之一。

(二)外界环境温度

在混凝土实际施工过程中,外界温度也是造成温度裂缝形成的原因之一[2]。与普通混凝土相比,大体积混凝土在厚度和宽度上都有所增加,使其稳定性和强度提高,但同时也形成了结构内产生的水化热不易传递和散发的问题,当水化热在结构内部长时间累积,不仅使内部热量不断增加,温度持续升高,同时受外界温度变化所产生的影响也越大。一旦外界气温出现骤降或骤升的情况,会影响混凝土结构内部温度,形成温度梯度差,结构裂缝出现几率大幅度提高,同时这也是导致温度裂缝出现的较为常见的原因之一。另外施工人员在进行混凝土浇筑作业过程中,如外界环境温度发生较大变化,结构内部也会受到影响,产生不同程度的温度梯度差,从而形成温度效应,也使混凝土温度裂缝出现几率提高。混凝土温度裂缝形成的原因还包括外界环境的湿度变化,如混凝土内部湿度较小,而外界湿度较大,会造成混凝土表面出现快速收缩的现象,从而导致混凝土表面出现裂缝。在施工过程中,外界环境因素造成温度裂缝的原因,也是施工过程中最难调整和控制的影响因素。

(三)约束条件

大体积混凝土结构裂缝出现的原因还包括使用过程中的约束条件。混凝土结构受到内外部约的影响,温度分布不均匀是内部约束因素,因整体升温和冷却存在不同步的情况,同时内外部温度变化的非线性特点,使结构内外部之间存在着一定的约束关系。另外在拆除模板时间方面,如未对外界温度环境因素以及混凝土自身情况等进行充分的考虑,也会造成结构裂缝的出现;混凝土无法承受模板所施加的压力,也会造成结构出现裂缝;另外水泥品种的选择也是需要充分考虑的约束条件,应根据混凝土温度效应以及极限应力等,对水泥品种进行合理选择,并对混凝土浇筑施工工艺进行确定,以及严格按照施工规范进行混凝土振捣等,避免结构裂缝的产生,从而对混凝土质量造成不利影响[3]。

二、大体积混凝土结构温度裂缝的有效控制措施

(一)温度控制

由于混凝土结构内外部形成的巨大温差,导致张拉应力增强,从而使结构温度裂缝形成,因此在施工过程中,需要对混凝土的水泥水化温度加强重视,使其上升幅度得到有效控制。在工程施工过程中,首先需要对水泥材料进行合理选择,主要选用中热或低热水泥为宜;在进行混凝土混合料配置时,加入适量的粉煤灰、矿渣等,能够使水泥使用量降低,对水泥的水化热进行有效控制;同时通过一定量的外加剂和混合料的加入,使混凝土初龄时间得到有效延长,从而防止因结构内外部温差变化较大而导致温度裂缝出现的情况;通过一定量木钙粉的加入,可以使混凝土中水泥水化热效果最大限度地减少,使混凝土散热率提高,从而有效降低混凝土结构内部温度;通过对混凝土浇筑温度的控制,使温度裂缝的出现几率减少,浇筑温度的适当降低有利于提高混凝土施工质量。因此施工人员在实际混凝土施工过程中,需要对混凝土入模温度和出机温度加强控制,使其温度降低,并利用冰水进行降温,对混凝土运输过程、搅拌以及浇筑等环节的温度加强控制。

(二)降温速度控制

在大体积混凝土施工过程中,可以采用在混凝土结构内部进行冷却水管的预埋,使混凝土温度降低,使混凝土降温速率得到有效控制。在混凝土浇筑作业完成后,通过覆盖保湿、保温材料,以及洒水养护等措施,使混凝土质量得到有效保证,避免因外部环境温湿度的变化,造成混凝土表面出现收缩、干缩现象,而造成温度裂缝的出现[4]。

(三)外界约束条件改善

在混凝土施工过程中,还需要针对外界约束条件,采取有效措施进行改善和控制。混凝土质量受约束条件影响较大,因此施工人员应加强对外部约束条件的研究,避免在夏天进行浇筑作业,同时针对不同的气温,采用不同的浇筑厚度以及分层浇筑体积,充分考虑浇筑层面的散热问题;在冬天寒冷的天气条件下,应采用延长拆卸的方式,使温度降低速度减慢,并对外部结构采取必要的保温措施。另外通过活动层的设置,使温度应力有效降低;还可以在混凝土结构中加入构造筋,起到有效抵抗应力,避免温度裂缝出现的作用。

三、结束语

在建筑施工过程中,为了有效避免温度裂缝的出现,首先需要对大体积混凝土温度裂缝产生的原因进行分析,有针对性地制定相应控制措施。在施工过程中,需要从混凝土施工中各环节温度控制入手,对混凝土内部温度以及降温速率进行有效控制,使混凝土内外部温度环境得到有效改善,通过整体性的控制,使大体积混凝土结构质量得到有效保证。

【参考文献】

[1]李民杰. 大体积混凝土结构温度裂缝的成因与控制[J]. 建材与装饰, 2018(7).

[2]许莹. 多因素作用下的大体积混凝土裂缝产生原因及控制机理研究[D].  2017.

[3]丁朝辉. 建筑大体积混凝土温度裂缝控制研究[J]. 门窗, 2018(1):52-52.

[4]王晓明. 大体积混凝土温度裂缝控制技术研究[J]. 建材与装饰, 2018(15).

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