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混凝土施工中的裂缝控制方法研究

2022-04-07于海涛王中霄

工程与建设 2022年1期
关键词:裂缝流程混凝土

石 斌, 于海涛, 王中霄

(中国建筑土木建设有限公司,北京 100070)

0 引 言

混凝土出现裂缝不仅会对整体结构的稳定性造成影响,也从一定侧面反映了混凝土工程在施工时,存在作业行为不规范的问题。混凝土结构裂缝产生的原因包括:前期混凝土材料配合比不科学;中期施工作业流程不规范;后期养护不到位等[1]。为了解决由于混凝土裂缝导致的工程质量问题,本文将结合裂缝影响因素,对控制方法展开设计。

1 混凝土施工裂缝控制影响因素分析

为了提升混凝土工程在施工中的裂缝控制效果,需要在设计方法前阐述裂缝控制的影响因素。影响因素包括:工程施工边界条件、施工现场作业环境条件、原材料质量、配合比的合理性、施工行为与养护方法的规范性。

以原材料为例,当配比混凝土时,材料中水泥物质的含量越高,说明混凝土中的水分含量越大,对应结构的坍落度越大,发生裂缝的概率或裂缝对工程质量的影响越高[2]。在进行原材料选择时,选择矿渣或砂岩作为原材料时,混凝土收缩性越强,裂缝长度越长。反之,选择细骨料或高品质材料作为原材料时,混凝土的综合性能越优,出现裂缝的概率越低。

2 混凝土施工中的裂缝控制方法设计

2.1 混凝土施工材料优选

根据混凝土施工项目的实际需要,若其施工抗压强度已经能够满足设计条件,则可以适当将部分施工材料选用混凝土掺合料,以此替代水泥材料,降低水化热程度,从而实现对裂缝的初步控制[3]。在选择施工材料时,考虑到单一添加矿渣的掺和方式会造成水泥施工材料水性差、收缩大等问题,将其掺入水泥的用量控制在25%~30%,并选用S95级及以上的矿渣微粉以及水泥作为掺合料,完成对施工材料的配比,能够有效提高施工材料的密实度,并为施工提供早期的强度条件。此外,按照上述掺和方式,也可以提高对混凝土材料的和易性[4]。同时,为了确保施工材料在后续使用中的质量,在将其应用到实际施工环节之前,还需要按照图1所示流程进行质量检测。

图1 混凝土施工材料质检流程

按照图1所示流程完成对混凝土施工材料的质量检测,并将检测合格的材料入库。

2.2 基础梁配筋深化设计

实现对混凝土施工材料的优选后,为了防止裂缝产生并实现对已经存在的裂缝加以控制,还需要对基础梁配筋进行深化设计。通常情况下,在体积较大的混凝土结构当中都会配置细而密的钢筋材料和钢丝网片结构,以减轻结构在施工和使用中的应力集中效应,从而提高建筑整体抗裂性[5]。此外,还可以在容易产生应力集中的梁底区域增设φ16@150型号的温度筋,以抵抗降温过程中基础梁配筋产生的较大的收缩拉应力。图2为基础梁配筋深化设计示意图。

图2 基础梁配筋深化设计示意图

图2中L表示为基础梁的实际长度。按照图2所示内容完成对基础梁配筋的深化设计后,还需要在基础梁与基础垫层之间架设2道1.25 mm厚的双面自粘贴聚合物,以进一步减少垫层结构对混凝土水化热反应时产生的负面影响。至此,基于上述对基础梁配筋的深化设计,可进一步提高混凝土结构的强度,防止其在施工过程中产生新的裂缝,并提高现有裂缝结构的抗压能力,达到提升大体积混凝土整体强度的目的和效果。

2.3 加强养护

在完成混凝土工程基础配筋的深化设计工作后,应将加强混凝土的养护作为裂缝控制的关键。设计标准化养护流程,如图3所示。

图3 混凝土工程标准化养护流程

将混凝土的养护工程划分为两个阶段,分别为温度控制阶段与湿度控制阶段。通过调整养护环境的湿度,可以解决由于环境过于干燥导致的结构裂纹问题,在施工中,可以通过在养护区域定期洒水、喷雾的方式,使养护区域保持在一个湿度环境良好的环境下。调节养护区域温度可以实现结构层中水化热量呈现聚集状态,降低水化热的挥发速度。反之,当没有做好混凝土养护保温工作时,会导致结构表层发生散热现象,当内部温度与外部温度的差值较大时,混凝土结构将出现受热不均匀的问题。此时,内部出现压力差,而结构外部出现拉应力差,当作用力>结构抗拉强度时,表层将会出现裂缝。因此,需要在养护过程中,结合实际环境条件,进行养护作业区域的温度与湿度的综合调节。

在养护过程中应注意的是,完成混凝土的浇筑处理后,需要在其表层及时覆盖一层保温膜(可选择厚度为18.0 mm的木质模板作为保温结构),再在保温膜的外层增设一层塑料膜,以此种方式,达到一种更加良好的作业环境宏观调控效果。

3 控制效果分析

完成对裂缝控制方法的设计后,将该方法应用到某建筑施工项目当中,针对其混凝土施工中产生的裂缝进行控制。在该工程项目当中,由于现有施工技术水平较低,因此已经出现了多处程度不等的裂缝结构。随机选择其中5个裂缝作为实验对象,利用本文提出的控制方法对其进行控制,并将得到控制的裂缝与未施加任何控制的裂缝进行比较。为了更加直观地对本文控制方法的应用效果进行评价,选择将两种裂缝在不同时间变化条件下的延伸长度和宽度作为评价指标,利用裂缝参数测量仪完成测量。将引入本文提出的控制方法下的裂缝参数作为实验组,未引入本文提出的控制方法的裂缝作为对照组,并从该监测设备上获取到如表1所示的控制结果数据。

表1 本文裂缝控制方法应用效果记录表

从表1记录结果可知,引入本文裂缝控制方法的实验组,在25 d中裂缝的延伸长度均控制在2.50 mm以内,宽度的增加量均控制在了0.55 mm以内;而未引入本文控制方法的对照组在实验过程中裂缝的延伸长度均超过了8.00 mm,宽度增加量均超过了2.50 mm。因此,通过上述实验证明,本文提出的裂缝控制方法能够有效缩短混凝土裂缝延伸的长度和增加的宽度,为混凝土施工质量提供条件。

4 结束语

为了解决混凝土结构施工作业中出现的裂缝问题,提高工程一次验收通过率,本文从施工材料、结构工程配筋、混凝土养护三个方面,对裂缝控制方法展开了设计。考虑到本文方法的有效性,可直接关系到工程结构稳定性与综合质量,因此在完成设计后,将其应用到某工程实例中。对比分析本文方法与常规方法在实际应用中对于裂缝的控制效果,结果发现本文方法的实用性更强。

近年来,我国建筑市场内相关混凝土工程的实例较多,大部分工程在验收时出现质量问题,均是由于裂缝控制不到位所导致的。因此,可在后续的大规模工程施工时,将本文设计的方法在建筑行业内进行推广,通过优化混凝土施工作业流程的方式,进一步实现对裂缝的控制。

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