呂現(xiàn)文
河南省物配建材有限責任公司(450000)
簡述高性能混凝土出現(xiàn)裂縫的原因與應對方案
呂現(xiàn)文
河南省物配建材有限責任公司(450000)
城市化進程的加快,帶動了建筑行業(yè)的發(fā)展,也使得建筑材料呈現(xiàn)出了多樣化發(fā)展的趨勢,混凝土材料因此得到了越發(fā)廣泛的應用,其性能也在不斷的改進和完善。高性能混凝土具備高工作性和高耐久性的特點,可以提升混凝土結構的整體性能,而裂縫的存在會影響混凝土結構的外觀質(zhì)量和使用壽命,需要做好相應的預防和控制工作。
高性能混凝土;裂縫;應對方案
高性能混凝土簡單來講,就是具備高體積穩(wěn)定性、高工作性和高耐久性的混凝土。它采用常規(guī)的材料和生產(chǎn)工藝,而具備混凝土所必須的各種性能。在配比設計環(huán)節(jié),高性能混凝土采用了較低的水膠比,選擇質(zhì)量良好的原材料,在摻入一定的摻合料和外加劑后,整體性能得到了很大的提高。相比于常規(guī)混凝土和同等級的高強混凝土,高性能混凝土的耐久性和工作性更好,而且成本更低,因此在越來越多的工程項目中得到了廣泛應用。
某市政橋梁工程在施工中采用了高性能混凝土,以提升橋梁結構的體積穩(wěn)定性和耐久性。但是在施工和使用過程中,受各種因素的影響,部分區(qū)域出現(xiàn)了開裂問題,影響了橋梁的外觀和質(zhì)量,部分發(fā)育程度較高的裂縫甚至對橋梁結構的穩(wěn)定性和安全性造成了影響,需要技術人員的重視和處理。
結合裂縫的表現(xiàn)形式,可以將其分為應力裂縫、干縮裂縫、沉降裂縫等。在該工程中,高性能混凝土裂縫產(chǎn)生的原因主要包括:
溫度原因引發(fā)的裂縫通常被稱為溫度應力裂縫。水泥在凝結硬化過程中,水化作用會產(chǎn)生大量的熱量,加上混凝土本身的導熱性能不佳,熱量積聚在混凝土內(nèi)部難以散發(fā),一旦缺乏有效的養(yǎng)護,就可能會由于內(nèi)外溫度的巨大差異形成溫度應力,當這個應力超過混凝土本身的抗拉極限時,就會導致混凝土開裂。
水分原因引發(fā)的裂縫有兩種表現(xiàn)形式:一是塑性收縮,即處于塑性狀態(tài)下的混凝土在高溫或者大風環(huán)境下,水分迅速流失形成毛細管負壓,而且伴隨著水分流失的加劇,負壓會逐漸發(fā)展成收縮力,當其超過混凝土抗拉極限時,就會引發(fā)塑性收縮裂縫;二是干縮裂縫,混凝土中水分的蒸發(fā)與干燥需要較長的時間,而且一般情況下發(fā)生在混凝土表面位置,無論是水泥品種的選擇和用量、水灰比的控制、外加劑的使用還是后期的養(yǎng)護管理,都會對水分的蒸發(fā)速率造成影響,一旦水分蒸發(fā)過快,就可能會形成裂縫。
施工不當是導致混凝土裂縫的主要原因,如混凝土攪拌不充分、澆筑不合理、振搗不到位等,都會導致其性能的下降,繼而引發(fā)結構開裂問題。以混凝土澆筑施工為例,受振動的影響,水泥漿迅速上升,存在于混凝土中的粗骨料顆粒則會迅速下降,在鋼筋、預埋件等的影響下,就可能出現(xiàn)開裂問題。對于高性能混凝土而言,較高的工作性使得其黏度高于普通混凝土,振搗的難度更大,振搗時間也更長,所以必須通過合理的施工控制,才能保證良好的施工效果,減少裂縫問題。
在混凝土施工完成后,需要做好相應的養(yǎng)護工作才能保證混凝土結構的施工效果。如果施工人員對于混凝土養(yǎng)護不夠重視,或者養(yǎng)護方法不合理,養(yǎng)護時間不夠,都可能會引發(fā)混凝土的開裂問題。
結合具體的工程項目分析,高性能混凝土裂縫產(chǎn)生的原因是多種多樣的,但是歸結起來,無外乎材料、配比、施工控制和養(yǎng)護工作,因此,想要減少裂縫的產(chǎn)生,就需要從以下幾個方面著手,做好相應的管理工作。
在施工準備階段,施工單位應該重視原材料的選擇工作。從市政橋梁工程施工的具體需求出發(fā),可以選擇發(fā)熱量相對較低的水泥品種,并且做好必要的質(zhì)量檢驗和運輸管理,依照出場日期和標號對水泥進行分別存放。在材料入場前,需要重視質(zhì)量驗收工作,結合抽樣檢測試驗,淘汰其中存在的不合格產(chǎn)品;對于已經(jīng)入場的材料,在使用前依然需要進行抽檢,看其在存放過程中是否存在變質(zhì)問題,如果發(fā)現(xiàn)材料質(zhì)量不達標,需要及時清除避免誤用;在混凝土配置階段,可以通過適當加入粉煤灰,減少水泥用量的方式,對混凝土的和易性進行改善,提升其整體性能。
配比設計的合理性對于混凝土的性能影響巨大,施工單位應該通過相應的配比試驗,確定具體的配比參數(shù),并且嚴格依照配料單的要求進行下料操作,還應定期稱量系統(tǒng),對誤差進行糾偏。另外,需要結合混凝攪拌機的類型,混凝土的稠度和性能等,對混凝土拌和的時間進行明確。對施工中存在的冷縫問題,應該加強對施工設備的管控,保證混凝土澆筑施工的連續(xù)性,避免出現(xiàn)斷續(xù)澆筑的情況。如果由于特殊原因?qū)е禄炷翝仓g隔過長,則需要在結合面做好相應的處理工作,提升混凝土的澆筑質(zhì)量。
在振搗環(huán)節(jié),應該合理控制振搗的強度,在避免振搗不足的前提下,也需要避免過振導致的不均勻沉降裂縫。振搗的強度和時間可以根據(jù)試驗獲取,也應結合工程的實際情況進行適當調(diào)整。振搗時可以采用雙振技術來避免塑性沉降引發(fā)的內(nèi)分層問題,阻斷泌水引發(fā)的連貫通道。也可對骨料的界面結構進行改善,提升混凝土結構的強度和抗裂性能,減少裂縫的出現(xiàn)。在混凝土澆筑完成1~2 h后,還應該進行二次振搗,將混凝土的強度提升設計強度的20%。在拆模階段,應對拆模強度進行嚴格控制,結合養(yǎng)護試件來獲取相應的參數(shù),待技術人員檢查合格后,再依照相應的操作要求進行拆模。
在澆筑和振搗完成后,需要做好養(yǎng)護工作,這也是預防混凝土裂縫的重要舉措。在該工程中,在混凝土表面覆蓋了土工布,并進行噴霧加濕,防止水分的過快流失,而當混凝土達到一定強度后,還需要進行澆水養(yǎng)護,降低混凝土結構的內(nèi)外溫差,控制溫度裂縫。
高性能混凝土裂縫常見的治理方法包括:1)表面處理法,可以分為表面貼補法和表面涂抹法兩種,前者常見于大面積漏水的情況,可以用于防滲堵漏,針對變形縫或者無法確定具體位置的裂縫進行處理。后者則一般用于不漏水、不伸縮、不活動的裂縫,或者灌漿材料難以進入的細微裂縫,不過如果裂縫的深度較大,表面涂抹法并不能起到有效處理。2)填充法,簡單來講,就是利用相應的材料直接對裂縫進行填充,適用于寬度在0.3 mm以上的裂縫。與其他方法相比,填充法的操作更加簡單,而且成本更加低廉,優(yōu)勢明顯,但是在面對寬度不足0.3 mm的墻體裂縫時,填充法的效果較差,需要結合V型槽法進行處理。3)結構補強法,適用于荷載問題引發(fā)的裂縫,尤其是對一些長期間沒有得到處理,混凝土耐久性下降或者結構強度下降導致的裂縫,結構補強法具有良好的效果。
總而言之,在混凝土結構中,裂縫是一種難以完全避免的問題。技術人員需要重視起來,結合工程項目的具體情況,對裂縫產(chǎn)生的原因進行深入分析,并采取切實可行的措施和方法來對裂縫進行預防和治理,減少其對于混凝土結構的危害性,進而保證良好的施工效果,為社會的穩(wěn)定健康發(fā)展奠定良好的基礎。
[1]王乾峰,賀譽,肖元杰.高性能混凝土裂縫控制研究綜述[J].混凝土,2013(5):119-123.
[2]劉濤.淺述高性能混凝土裂縫產(chǎn)生的原因及控制措施[J].江西建材,2015(4):139-140.
[3]張慶華.高性能混凝土的裂縫產(chǎn)生原因分析和防治技術[D].河北工業(yè)大學,2013.
[4]封帆,張偉,封享華.淺析高性能混凝土開裂成本及控制要點[J].四川水泥,2016(8):334.
[5]楊尉峰.論高性能混凝土裂縫產(chǎn)生的原因和防治措施[J].新建設:現(xiàn)代物業(yè)上旬刊,2011,10(7):66-68.