【摘要】大體積混凝土施工時(shí)總是被裂縫問(wèn)題所困擾,主要的原因是水泥自身性質(zhì)所決定的,包括水化熱、收縮等,以及外界的溫濕度。大體積混凝土施工最重要的工作也就是裂縫的控制。本文主要分析了大體積混凝土施工中裂縫形成的原因,并提出一些控制對(duì)策。
【關(guān)鍵詞】大體積混凝土;裂縫;對(duì)策
一、大體積混凝土裂縫成因
1、水泥水化產(chǎn)生的熱量
水泥是建筑的必需材料,由于水泥本身的性質(zhì),在水化過(guò)程中會(huì)釋放出大量的熱量,一般在澆筑七天左右集中釋放熱量,這對(duì)于正在凝固的混凝土產(chǎn)生較大影響。根據(jù)實(shí)際中的統(tǒng)計(jì)和計(jì)算,可以發(fā)現(xiàn)每克水泥可以釋放的熱量在500焦左右,但是由于建筑工程水泥的使用量很大,那么釋放的熱量將會(huì)很大,舉例來(lái)說(shuō),如果一立方米使用350千克的水泥,每立方米的混凝土釋放的熱量將達(dá)到27500千焦,這樣混凝土內(nèi)部的熱量就會(huì)明顯升高。如果是大體積的混凝土,那么這種熱量的釋放將對(duì)建筑物結(jié)構(gòu)產(chǎn)生更大的影響。混凝土表面的散熱效果要好于內(nèi)部散熱,由于內(nèi)部熱量不能散出,就造成了表面到內(nèi)部的溫度差,這樣混凝土內(nèi)部必將產(chǎn)生應(yīng)力,當(dāng)表面的拉力應(yīng)力過(guò)大時(shí),就出現(xiàn)裂縫。
2、混凝土的收縮
混凝土?xí)啬逃步Y(jié),在這個(gè)過(guò)程中其體積會(huì)縮小,這也就是常說(shuō)的混凝土收縮?;炷良词共皇芡獠客饬Φ挠绊?,也會(huì)發(fā)生形變,當(dāng)這種形變受到外部的約束時(shí),混凝土就會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力,試圖抵消外部的約束力,但是,產(chǎn)生的應(yīng)力超過(guò)表面強(qiáng)度的時(shí)候就會(huì)造成裂縫。一般混凝土自己的形變,前期主要是由于水化凝固硬結(jié)產(chǎn)生的體積上的變化,到了后期,形變則主要是由于混凝土內(nèi)部水分蒸發(fā)引起的干縮形變。所以,在混凝土的前后期都有可能出現(xiàn)收縮造成的裂縫,在后期維護(hù)中要格外注意。
3、外界溫濕度因素
混凝土對(duì)溫度和濕度是非常敏感的,外界的變化將影響到混凝土的凝固硬結(jié)。建筑工程的工期有長(zhǎng)有短,但是一般涉及到大體積混凝土的工程,可能工程都比較長(zhǎng),而混凝土本身的凝固也需要一段時(shí)間,在這期間外界的溫濕度變化是不可避免的,尤其夏季的溫差和雨天濕度。另外,澆筑溫度與外界氣溫有著直接關(guān)系,外界氣溫愈高,混凝土的澆筑溫度也就會(huì)愈高:如果外界溫度降低則又會(huì)增加大體積混凝土的內(nèi)外溫度梯度。如果外界溫度的下降過(guò)快,會(huì)造成很大的溫度應(yīng)力。極其容易引發(fā)混凝土的開(kāi)裂。另外外界的濕度對(duì)混凝土的裂縫也有很大的影響,外界的濕度降低會(huì)加速混凝土的干縮,也會(huì)導(dǎo)致混凝土裂縫的產(chǎn)生。
4、沉陷的影響
建筑工程經(jīng)常會(huì)遇見(jiàn)地基土質(zhì)不勻,土質(zhì)松軟,或者是回填土沒(méi)有壓實(shí),這些都容易造成地基的沉陷。另外,地質(zhì)條件造成的滲水也會(huì)造成地基沉陷,模板的強(qiáng)度如果不夠,也可能會(huì)造成沉陷,尤其在一些寒冷的地區(qū)或者是冬季,由于模板是支撐在凍土上的,一旦解凍,那么勢(shì)必造成地基的沉陷。沉陷在結(jié)構(gòu)上會(huì)對(duì)建筑物造成非常大的影響,其中混凝土裂縫就是一個(gè)主要結(jié)果。這種裂縫的程度主要取決于沉陷的角度和程度,如果沉陷比較均勻,可能不會(huì)有太大影響,但是一旦沉陷造成了結(jié)構(gòu)上的錯(cuò)位,那么裂縫就會(huì)非常嚴(yán)重,只有當(dāng)?shù)鼗容^穩(wěn)定以后這種裂縫才能進(jìn)行補(bǔ)救處理。
二、大體積混凝土裂縫控制對(duì)策
1、使用外加劑避免裂縫
外加劑的使用已經(jīng)有一百多年的歷史,也是人們最早使用的方法之一。簡(jiǎn)單說(shuō)就是首先分析出使用的混凝土的成分,找到產(chǎn)品的缺點(diǎn),然后尋找彌補(bǔ)產(chǎn)品不足的材料,制作成外加劑,在使用產(chǎn)品的同時(shí)添加外加劑。例如,為了節(jié)省成本或者工程需要,可以通過(guò)添加減水劑來(lái)減少水泥的使用量,如果需要延遲混凝土的初凝時(shí)間,可以使用緩凝劑,要減少水泥水化的熱量可以摻一些煤粉,可以使用膨脹劑減少混凝土的收縮。針對(duì)不同的問(wèn)題,人們研制了不同的外加劑,但是外加劑的使用一定要注意量,外加劑使用不當(dāng)會(huì)造成大面積的裂縫,后果是比較嚴(yán)重,尤其是大體積的混凝土,更要注意外加劑的量。在使用前一定先檢驗(yàn)產(chǎn)品,通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)解決問(wèn)題,確定使用量。外加劑一般占水泥用量的10%~15%,但是不同的產(chǎn)品也會(huì)有所不同。水泥的外加劑一定要慎重使用,尤其是大體積的混凝土。
2、混凝土水化熱的控制
隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,大體積混凝土結(jié)構(gòu)的溫度檢測(cè)已經(jīng)從最開(kāi)始的溫度計(jì)檢測(cè)發(fā)展到現(xiàn)在用精密的熱電阻、熱電偶等傳感器精確檢測(cè),從最開(kāi)始的人工讀數(shù)記錄,到現(xiàn)在計(jì)算機(jī)直接讀取數(shù)據(jù),并繪制溫度曲線。溫度監(jiān)測(cè)在大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工中有著重要作用,在振搗和養(yǎng)護(hù)期間,對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)施二四小時(shí)溫度監(jiān)測(cè)能夠更迅速而全面的反映其內(nèi)部結(jié)構(gòu)應(yīng)力的變化,以及混凝土某一段時(shí)間內(nèi)的凝固狀態(tài)。及時(shí)制定并實(shí)施合理有效的溫度控制措施,防止結(jié)構(gòu)產(chǎn)生溫度裂縫。溫度監(jiān)測(cè)的實(shí)施,很好地體現(xiàn)了信息化的施工優(yōu)勢(shì)。
3、混凝土結(jié)構(gòu)的養(yǎng)護(hù)
對(duì)混凝土防裂來(lái)說(shuō),養(yǎng)護(hù)是非常關(guān)鍵的一環(huán)。大體積混凝土養(yǎng)護(hù)一般包含保溫和保濕兩層涵義。保溫是為了提高表層混凝土的溫度,減少內(nèi)表溫差,盡量使整個(gè)結(jié)構(gòu)的溫度趨于均勻,同時(shí)減少混凝土降溫速度。保濕是盡可能使混凝土處于濕潤(rùn)狀態(tài),讓水泥充分水化,這可大大增強(qiáng)混凝土的抗裂能力。常用的方法有保溫法(利用保溫材料濕砂、鋸末、草袋等)覆蓋在結(jié)構(gòu)物表面和覆掛在結(jié)構(gòu)物四周模板外和蓄水法。對(duì)梁式轉(zhuǎn)換層蓄水法用得較少,但采用蓄水法進(jìn)行溫度控制還可以防止混凝土表面發(fā)生龜裂,提高混凝土的強(qiáng)度和密實(shí)性,對(duì)建筑面積不大的梁式轉(zhuǎn)換層經(jīng)濟(jì)易行,蓄水深度可根據(jù)溫度控制需要經(jīng)計(jì)算確定?;炷恋酿B(yǎng)護(hù)越早越好,在混凝土表面的泌水排除后就要及時(shí)采取措施,一些養(yǎng)護(hù)措施在表面發(fā)白以后再開(kāi)始的做法是錯(cuò)誤的,一定要及時(shí)。對(duì)混凝土的養(yǎng)護(hù)要二十四小時(shí)持續(xù)不間斷,且不能出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間無(wú)人看管。
三、結(jié)語(yǔ)
大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的原因很多,但最主要的還是溫度,由于溫度引起的應(yīng)力變化導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)是現(xiàn)在控制的難點(diǎn)也是重點(diǎn)。需要合理的選擇材料以及科學(xué)的養(yǎng)護(hù)方法來(lái)控制裂縫。本文簡(jiǎn)單介紹了大體積混凝土施工中裂縫形成的原因,并提出一些控制裂縫的措施。
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