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摘要:本文通剖析大體積混凝土裂縫問題的產(chǎn)生原因,進(jìn)而闡述了預(yù)防裂縫問題出現(xiàn)的相關(guān)技術(shù)及其措施,從而給大體積混凝土施工方面的同行業(yè)者提供一定的參考依據(jù)。
關(guān)鍵詞:大體積混凝土;溫度裂縫;成因;控制
由于大體積混凝土施工具有水化熱聚集性較高的特性。因此,它的內(nèi)、外部的溫度差異越大,則越容易出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。如若不能實(shí)施較好的管理與控制,將會致使施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo),進(jìn)而出現(xiàn)各類安全事故。由于現(xiàn)如今的管控制度及其體系尚不足以全方位的解決施工進(jìn)程中所遇到的所有問題,因此避免大體積混凝土出現(xiàn)裂縫問題,一直是施工作業(yè)方面的重點(diǎn)與難點(diǎn),值得我們進(jìn)行深入化的剖析,進(jìn)而探究相應(yīng)的控制措施。
1 大體積混凝土出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象的原因
1.1 設(shè)計(jì)原因
大體積混凝土之所以會產(chǎn)生裂縫現(xiàn)象,很大程度上是因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)當(dāng)中的斷面發(fā)生突變,進(jìn)而產(chǎn)生較為集中的應(yīng)力。面對此應(yīng)力,當(dāng)與之相關(guān)的各項(xiàng)設(shè)計(jì)出現(xiàn)問題,比如鋼筋配置方面所需的鋼筋數(shù)量過少、過粗等,未能充分到位的考慮到大體積混凝土方面的收縮、形變,以及適用等級等。會在一定程度上致使大體積混凝土出現(xiàn)裂縫問題。
1.2 水泥的水化熱
由于大體積混凝土構(gòu)造具有構(gòu)斷面比較厚,以及表面系數(shù)相對較小的特性。因此,當(dāng)水泥與水發(fā)生水熱化現(xiàn)象并釋放出一部分的熱量時(shí),此熱量將不易擴(kuò)散消失,而是會將熱量聚集于結(jié)構(gòu)內(nèi)部。故而,這會更加容易致使混凝土構(gòu)造其內(nèi)外部之間存有溫度差異,從而致使混凝土內(nèi)部出現(xiàn)壓應(yīng)力,面層出現(xiàn)拉應(yīng)力。如若此拉應(yīng)力超越混凝土所具有的抗拉強(qiáng)度之時(shí),將會致使混凝土表面產(chǎn)生裂縫現(xiàn)象。
1.3 外部氣溫的變化
在對大體積混凝土進(jìn)行施工作業(yè)的階段之中,澆筑方面的溫度應(yīng)當(dāng)緊隨外界氣溫的變化而實(shí)時(shí)變化。尤其是在氣溫驟降的環(huán)境中,會加劇混凝土內(nèi)外層所具有的溫差,這將在一定程度上提升大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生機(jī)率。
溫度應(yīng)力,主要是由溫度差異所引起的溫度變化所形成的一種應(yīng)力。此種應(yīng)力會隨著溫差的變化而變化,溫差越大則溫度應(yīng)力也就越大。因此,有必要對其采取充分且有效的溫度控制以及管理措辦法,從而有效降低混凝土內(nèi)、外部由于溫差因素所致使的溫度應(yīng)力。
1.4 混凝土收縮方面
混凝土當(dāng)中的20%水分是用于水泥硬化的,其他80%的水分則是需要進(jìn)行蒸發(fā)的。在對混凝土中多余水分進(jìn)行蒸發(fā)的進(jìn)程中,會出現(xiàn)混凝土體積收縮,進(jìn)而產(chǎn)生收縮性混凝土裂縫。對混凝土收縮所產(chǎn)生影響的因素主有:水泥本身的品種、調(diào)配比例、外添劑、添合料品種以及相關(guān)的施工工藝等。
2 有效管控大體積混凝土裂縫的相關(guān)措施
2.1 設(shè)計(jì)控制
(1)結(jié)構(gòu)平面形狀應(yīng)當(dāng)盡可能的去考慮剛度的均衡與對稱,對各種不規(guī)則的結(jié)構(gòu)要應(yīng)當(dāng)實(shí)施特殊化的處理。
(2)混凝土結(jié)構(gòu)之中的高低錯落之處與其結(jié)構(gòu)對接處,往往是最易產(chǎn)生裂縫的位置。對此我們可以應(yīng)通過運(yùn)用增添構(gòu)造鋼筋的方式,來對此些部位實(shí)施強(qiáng)化。
(3)補(bǔ)償配筋方面的考量,通常是運(yùn)用細(xì)直徑與密配筋的搭配原則;對于超長結(jié)構(gòu)方面的設(shè)計(jì)而言,應(yīng)當(dāng)充分的考慮到后澆帶以及膨脹帶等方面的裂縫預(yù)防措施。大面積的混凝土之中,外墻板作為抗?jié)B以及抗裂方面最為薄弱的一個(gè)環(huán)節(jié),可以適當(dāng)?shù)臑檫@些部位縮減水平構(gòu)造筋的直徑、加大鋼筋配筋率,從而有效提升混凝土的抗拉能力。
2.2 原材料的選取
(1)優(yōu)先選用水化熱較低的水泥來生成大體積混凝土,同時(shí)所運(yùn)用的對于運(yùn)用的水泥材料,還應(yīng)當(dāng)依據(jù)目前國家的行管標(biāo)準(zhǔn)來對其實(shí)施水化熱方面的測定。
(2)粗骨料方面應(yīng)當(dāng)運(yùn)用5~40mm持續(xù)級配的石子,而細(xì)骨料則應(yīng)運(yùn)用中粗砂,同時(shí)含泥量需要控制在1.5%之內(nèi)。
(3)摻合料的運(yùn)用。我國較為常用的活性摻合料主要有粉煤灰以及礦粉等。他們可以有效的代替部分水泥,從而降低水泥用量,以及水泥的水化熱。
(4)外加劑主要有減水劑、膨脹劑以及緩凝劑。減水劑,不但有助于改善混凝土的工作性能,而且還具有降低水泥用量的效用。緩凝劑一般多用于泵送混凝土,不僅有延緩凝結(jié)的效用,還有助于提升混凝土澆筑面粘結(jié)性以及便于運(yùn)輸跟施工的效用。
2.3 施工過程中混凝土溫度方面的控制
對于混凝土的最高溫升來講,主要是澆筑溫度以及水化熱溫升的兩者總和所構(gòu)成的。故而,當(dāng)在溫度較高的狀況下進(jìn)行施工時(shí),務(wù)必要注重降低混凝土實(shí)施澆筑之時(shí)的溫度。
(1)我們可以通過遮蓋施工現(xiàn)場的砂石材料,來降低陽光對其所造成的輻射。
(2)我們還可以在實(shí)施澆筑之前,對砂石實(shí)施冷水降溫。比如,我們可以于混凝土內(nèi)里來預(yù)先設(shè)計(jì)相關(guān)的冷卻循環(huán)系統(tǒng),之后在需要時(shí)通入冷水來加速混凝土內(nèi)在熱量的散發(fā)速度。
(3)還可以于大體積混凝土表面實(shí)施蓄水又或是運(yùn)用相應(yīng)的覆蓋保溫、以及保濕、養(yǎng)護(hù)措施,來平衡混凝土內(nèi)外部的溫差與濕度,不僅有助于預(yù)防混凝土的表面出現(xiàn)裂縫,還可以有效預(yù)防混凝土由于驟然降溫所導(dǎo)致的貫穿性裂縫出現(xiàn)。
(4)若想更加及時(shí)精準(zhǔn)的掌控混凝土內(nèi)部溫度以及表面溫度之間的變動值,可以于混凝土之中埋設(shè)一定數(shù)量的測溫點(diǎn),一旦發(fā)覺其內(nèi)外部的溫度差異超出允許值25℃之時(shí),則應(yīng)當(dāng)及時(shí)的采取相應(yīng)措施。
(5)冬季施工時(shí),大體積混凝土的澆筑溫度通常在5~10℃最為恰當(dāng)。另外,在對大體積混凝土實(shí)施澆筑之前,還需要對基礎(chǔ)混凝土以及新混凝土所接觸的冷壁實(shí)施蒸汽預(yù)熱。對于原材料方面來講,則應(yīng)視氣溫的高低來對其實(shí)施加熱。在對石料實(shí)施加熱的進(jìn)程中,還應(yīng)當(dāng)盡可能的應(yīng)防止過熱以及過分干燥現(xiàn)象的出現(xiàn),比如最高溫度且不可超過75℃。此外,還應(yīng)當(dāng)要注意運(yùn)輸進(jìn)程中的保溫工作以及澆筑進(jìn)程中的熱量損失等方面
3 結(jié)語
綜合上述剖析,我們可以得知。盡管大體積混凝土存有較易出現(xiàn)裂縫問題的特性,但是通過大量的科學(xué)探究以及相關(guān)的工程實(shí)踐皆表明,只要給予其科學(xué)恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)、正確的選取施工材料、正確執(zhí)行施工工藝以及對此進(jìn)程中所可能會產(chǎn)生的各項(xiàng)、各類影響因素以及問題等,并對此給予充分、全面、科學(xué)的考量,就可以有效的降低大體積混凝土出現(xiàn)裂縫問題的機(jī)率,降低其所可能產(chǎn)生的危害、事故機(jī)率,從而進(jìn)一步的提升施工建設(shè)的品質(zhì)與質(zhì)量。
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(作者單位:江蘇中億德建設(shè)集團(tuán)有限公司)