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        論大體積混凝土裂縫控制

        2017-04-09 10:46:14趙一新
        四川水泥 2017年3期
        關(guān)鍵詞:水化體積水泥

        趙一新

        論大體積混凝土裂縫控制

        趙一新

        (中鐵上海工程局集團(tuán)有限公司 200436)

        隨著我國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)的飛速發(fā)展,在施工中難免遇到大體積混凝土結(jié)構(gòu),比如高層建筑基礎(chǔ)、橋承臺(tái)等。社會(huì)發(fā)展的同時(shí),大體積混凝土在建筑工程中的應(yīng)用也越來(lái)越多。而大體積裂縫的問(wèn)題也逐漸成為建筑大體積混凝土研究中一個(gè)主要課題。因?yàn)楫a(chǎn)生裂縫的原因較多,大多也難以用肉眼觀察到。對(duì)這個(gè)問(wèn)題的處理也就較為復(fù)雜。

        混凝土;裂縫;控制

        同普通的混凝土相比較而言,大體積混凝土有著以下特點(diǎn):結(jié)構(gòu)體型大、用量多、工程條件較為復(fù)雜、施工難度高。普通混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的裂縫問(wèn)題一般不怎么突出。但是大體積混凝土裂縫問(wèn)題更為嚴(yán)重。當(dāng)前,我國(guó)對(duì)這方面的規(guī)范也還不完善,一些工程需要憑借一定的經(jīng)驗(yàn)來(lái)控制裂縫,因而裂縫問(wèn)題產(chǎn)生的事故發(fā)生率也較高。

        一、大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因

        造成建筑混凝土裂縫的原因較多,這里對(duì)幾種主要的因素進(jìn)行分析。

        首先,水化反應(yīng)。作為其中的一個(gè)主要因素,水化反應(yīng)過(guò)程中因產(chǎn)生很多熱量導(dǎo)致混凝土的內(nèi)部溫度加快增加。通常情況下,大體積混凝土的體型是比較大的,但其導(dǎo)熱性不高,就會(huì)致使內(nèi)部聚積較多難以消散的熱量。一些工程中,這種反應(yīng)會(huì)導(dǎo)致其內(nèi)部溫度高達(dá)20多攝氏度或以上。而其外部,因?yàn)橥髿饨佑|,有著較好的散熱條件,內(nèi)外溫度產(chǎn)生的差就大,致使混凝土的表面會(huì)產(chǎn)生拉應(yīng)力,當(dāng)這種力高于其本身的抗拉強(qiáng)度的時(shí)候就會(huì)致使裂縫出現(xiàn)。

        其次,外界的溫度影響。施工過(guò)程中致使外部溫度發(fā)生變化也會(huì)導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)。在實(shí)際的施工過(guò)程中,如果外部的溫度交稿,混凝土澆筑的溫度也會(huì)因此升高,如果外部的溫度下降,而混凝土表面散熱較好,溫度也會(huì)降低。不過(guò),其內(nèi)部的溫度會(huì)因?yàn)槭┕囟群退磻?yīng)等難以下降,所以就會(huì)產(chǎn)生溫度差,致使溫度應(yīng)力產(chǎn)生,導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)。

        另外,約束條件的影響。建筑結(jié)構(gòu)需要承受一定的荷載,在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中,對(duì)結(jié)構(gòu)就會(huì)給予一定的約束。約束的存在不可避免的會(huì)給結(jié)構(gòu)的變形帶來(lái)阻礙。在澆筑的前期中,因?yàn)閮?nèi)部溫度比較高,就會(huì)導(dǎo)致體積出現(xiàn)膨脹,但因?yàn)榛炷吝€沒(méi)有完全的硬化,其彈性的模量就比較小。這種約束條件也就很難會(huì)膨脹產(chǎn)生約束。

        不過(guò),隨著時(shí)間的延長(zhǎng),等混凝土完全硬化后,彈性模量也就會(huì)增加,混凝土內(nèi)部的溫度也會(huì)開始下降而使得體積收縮。因?yàn)榧s束條件,會(huì)對(duì)收縮產(chǎn)生阻礙,同時(shí)彈性模量也會(huì)造成拉應(yīng)力,這種應(yīng)力達(dá)到一定的程度的時(shí)候就會(huì)造成裂縫的出現(xiàn)。

        其次,混凝土本身的收縮問(wèn)題。在混凝土中滲入的水并不全部水參與水化反應(yīng),其實(shí)只有少部分參與其中,而大部分的水則主要是引起混凝土的流動(dòng),這些水最后會(huì)蒸發(fā),而這個(gè)過(guò)程中就會(huì)導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)伸縮。在這樣的情況下,如果遇到約束就會(huì)產(chǎn)生裂縫。

        最后,因?yàn)槭┕さ牟缓侠硪矔?huì)導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫。在施工的過(guò)程中如果運(yùn)輸混凝土的時(shí)間比較長(zhǎng),就會(huì)導(dǎo)致其失水,在后期要確保其流動(dòng)就會(huì)人工進(jìn)行加水,對(duì)此就會(huì)使得其強(qiáng)度下降。

        二、減小裂縫的處理方法

        因?yàn)楣こ痰脑O(shè)計(jì)、原材料、施工方法以及養(yǎng)護(hù)等會(huì)對(duì)大體積混凝土造成影響,在進(jìn)行抗裂控制的時(shí)候,要對(duì)這些因素進(jìn)行綜合考慮,而且也要加強(qiáng)對(duì)施工和設(shè)計(jì)的管理,盡可能的避免因處理不當(dāng)而產(chǎn)生裂縫。

        第一,在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的時(shí)候要合理的采取措施。大多數(shù)建筑在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候,因?yàn)橐獪p少混凝土收縮而造成的裂縫,通常會(huì)采取設(shè)置伸縮縫。這種方法雖然能夠在一定的程度上避免裂縫產(chǎn)生,但是會(huì)使得建筑的結(jié)構(gòu)完整受到破壞。因此也會(huì)在設(shè)置后進(jìn)行分層分塊澆筑。這種方法要在接縫的地方處理好以防止?jié)B漏。

        設(shè)置應(yīng)力緩沖溝也是工程中常用的減小混凝土拉應(yīng)力的措施。

        在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,也盡量避免截面突變引起的應(yīng)力集中。

        第二,加強(qiáng)對(duì)水化溫度的控制。水化反應(yīng)是影響混凝土產(chǎn)生裂縫的一個(gè)主要因素,因而通過(guò)降低水化反應(yīng)所導(dǎo)致的溫度增加來(lái)對(duì)裂縫進(jìn)行控制能起到一定的作用。選擇水泥的時(shí)候,應(yīng)該選擇水化熱比較低的水泥。也可以通過(guò)降低水泥的使用量來(lái)使得水化熱量降低。選擇骨料的時(shí)候,要選擇導(dǎo)熱性較好的。因?yàn)楣橇显诨炷林姓紦?jù)了較大的體積,如果其導(dǎo)熱性好,散熱也就好。另外,還可以在混凝土中加入一定的粉煤灰,這樣不僅可以一定程度上減少水泥量的使用,還可以提高其抗裂能里。此外,在混凝土中加入一定的網(wǎng)狀纖維來(lái)控制裂縫的方法也得到應(yīng)用。這種網(wǎng)狀纖維就好比是細(xì)小的鋼筋網(wǎng),有一定的抑制裂縫的效果。

        第三,加強(qiáng)施工的管理。通過(guò)引進(jìn)先進(jìn)的攪拌技術(shù),可促使混凝土原料更為的均勻。特別是在骨料同水泥的接觸面上,這種先進(jìn)的攪拌工藝可以使得接觸面更加的密實(shí),加大接觸面的力,以此來(lái)避免裂縫的出現(xiàn)。另外,基于對(duì)澆筑問(wèn)題的控制也是作為施工措施管理的一種方法,來(lái)控制裂縫出現(xiàn)。比如,在第一節(jié)中分析到因?yàn)闈沧⒌臏囟忍?,就?huì)造成內(nèi)部溫度太高,引起溫度差。有的工程為了減少澆筑的溫度,會(huì)在此前冷卻水泥。另外,做好混凝土的養(yǎng)護(hù)也是避免裂縫出現(xiàn)的一個(gè)措施。

        總之,大體積混凝土裂縫要如何控制,其中涉及的問(wèn)題較多。要做好裂縫的控制,不僅要做好施工、設(shè)計(jì)等工作,也要加強(qiáng)各個(gè)單位的配合管理。綜合考慮各種因素,各個(gè)擊破,才能最大程度的減少裂縫問(wèn)題。

        G322

        B

        1007-6344(2017)03-0312-01

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