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        淺談大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因及防控措施

        2022-03-22 01:45:42劉飛
        科技研究·理論版 2022年5期
        關(guān)鍵詞:控制措施

        劉飛

        摘? 要: 近些年,我國(guó)的經(jīng)濟(jì)水平得到了穩(wěn)步提高,我國(guó)各行各業(yè)都得到了一個(gè)穩(wěn)定的發(fā)展環(huán)境,這對(duì)于提高我國(guó)的國(guó)際地位是非常有利的。由于 我國(guó)對(duì)市政行業(yè)的支持力度不斷加大,我國(guó)建造出了很多世界性奇跡的市政工程,為了可以最大程度地保證市政工程的施工質(zhì)量,我國(guó)相關(guān)部門(mén)也加大 了對(duì)市政行業(yè)的重視力度,對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)建造提出了更高的要求、標(biāo)準(zhǔn)也是越來(lái)越高,同時(shí)對(duì)大體積混凝土材料的性能也提出了更高的要求。本文 對(duì)大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因及防控措施進(jìn)行探討。

        關(guān)鍵詞: 大體積;混凝土裂縫;控制措施

        1 混凝土的介紹

        混凝土材料是市政行業(yè)必不可少的材料之一,它是由多種物質(zhì)材料組 成的復(fù)合型材料,具有非常好的性能,并且與其他的材料相比,混凝土的 造價(jià)成本相對(duì)于低一些。它具有其他材料所不具備的特性,它具有不連續(xù) 性,非均質(zhì)性的特點(diǎn)但是它也存在著許多不足之處,例如,由于混凝土本 身所具有的特性,如果混凝土所承載的重量超過(guò)一定范圍,那么混凝土的 力學(xué)性質(zhì)以及變形和破壞機(jī)理都具有非常大的離散性,除此之外,混凝土 還具有尺寸效應(yīng),這些問(wèn)題的存在,都是大體積混凝土材料特性研究所需 要面臨解決的問(wèn)題。例如,在高拱壩上使用混凝土材料時(shí),就需要根據(jù)實(shí) 際的情況,正確合理地使用這樣才可以有效地保證市政工程的安全性,做 好相關(guān)的施工計(jì)劃安排,才能最大程度地降低施工的成本。

        2 混凝土產(chǎn)生裂縫的原因

        2.1? 溫差原因產(chǎn)生裂縫

        在進(jìn)行施工的過(guò)程中,在利用高強(qiáng)度大體積混凝土材料對(duì)工程進(jìn)行 澆筑的過(guò)程中,由于水泥的水化熱就會(huì)散發(fā)出大量的熱量,這就會(huì)導(dǎo)致混 凝土內(nèi)部的溫度就會(huì)大幅度的上升,同時(shí),也會(huì)大大降低其導(dǎo)熱系數(shù)。并 且,大體積混凝土材料自身的體積非常大,而且結(jié)構(gòu)也是非常的厚,這樣 就會(huì)導(dǎo)致混凝土內(nèi)部的熱量不容易散發(fā)出去,大體積混凝土材料內(nèi)部的溫 度就會(huì)大大地增加;另一方面,混凝土的另一方面會(huì)與空氣產(chǎn)生了進(jìn)行全 面的接觸,混凝土材料的表面溫度就會(huì)散發(fā)得很快,這就導(dǎo)致了表面的溫 度較低,與混凝土內(nèi)部的氣溫形成了鮮明的對(duì)比,由于是兩個(gè)溫度的極 端,這就非常容易的出現(xiàn)溫度應(yīng)力以及溫度變形,在大體積混凝土的澆筑 過(guò)程中,由于受到周圍環(huán)境的影響,如果澆筑的溫度不能正確把握的話, 那么就會(huì)進(jìn)一步的加大混凝土內(nèi)部與外部的溫度差,這就導(dǎo)致了混凝土由 于溫度的原因而產(chǎn)生的裂縫,這非常不利于混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。

        2.2? 水分蒸發(fā)產(chǎn)生裂縫

        據(jù)大量的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),在對(duì)混凝土澆筑完畢之后, 80%的水分會(huì)被空氣 給蒸發(fā)掉,僅有20%會(huì)被混凝土給吸收。因此,混凝土在凝結(jié)成硬核以及 散熱的過(guò)程中水分蒸發(fā),必然會(huì)引混凝土體積發(fā)生收縮效應(yīng),特別是大體 積的混凝土的這種現(xiàn)象就顯得更加的明顯。因此,水分蒸發(fā)也是大體混凝 土產(chǎn)生裂縫的重要原因之一。

        2.3? 水熱化產(chǎn)生裂縫

        在對(duì)高強(qiáng)度大體積混凝土材料進(jìn)行澆筑的過(guò)程中,混凝土是由多種材 質(zhì)組按一定的比例組合而成,混凝土的內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生大量的水化熱,水化 熱現(xiàn)象的產(chǎn)生會(huì)混凝土本身的溫度產(chǎn)生巨大的影響。并且,我們?cè)谶M(jìn)行混 凝土澆筑的時(shí),會(huì)用到一些固定的模板,但因?yàn)榛炷習(xí)l(fā)生水化熱的現(xiàn) 象,混凝土的模板以及結(jié)構(gòu)就會(huì)發(fā)生變化,就會(huì)產(chǎn)生變形,混凝土在凝固 的過(guò)程中,就會(huì)不受其內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及模板的約束。因此,就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的 約束應(yīng)力,如果沒(méi)有采取適當(dāng)?shù)膽?yīng)對(duì)措施,那么就會(huì)自然而然地產(chǎn)生約束 裂縫。

        3 控制大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的措施

        3.1? 提高設(shè)計(jì)合理性

        ( 1 )在對(duì)大體積混凝土進(jìn)行設(shè)計(jì)過(guò)程中,設(shè)計(jì)人員應(yīng)提高結(jié)構(gòu)形式設(shè) 計(jì)的合理性,既要滿足理論和使用要求,也要考慮經(jīng)濟(jì)性,盡量不復(fù)雜, 減少工程量。( 2 )由于大體積混凝土施工體積較大,因此其施工周期相 對(duì)較長(zhǎng),設(shè)計(jì)人員應(yīng)以結(jié)構(gòu)受力情況為基礎(chǔ),對(duì)混凝土評(píng)定驗(yàn)收齡期進(jìn) 行確定,在保障施工進(jìn)度的前提下,增加評(píng)定驗(yàn)收齡期。在評(píng)定驗(yàn)收過(guò)程 中,設(shè)計(jì)人員應(yīng)以混凝土后期強(qiáng)度為基礎(chǔ),對(duì)水泥用量進(jìn)行控制,達(dá)到減少大體積混凝土裂縫的目的。( 3 )設(shè)計(jì)人員應(yīng)以規(guī)范要求為基礎(chǔ),適當(dāng) 增加構(gòu)造鋼筋,在配筋時(shí),應(yīng)采取小間距、小直徑的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。與此 同時(shí),為了使混凝土抗裂性能進(jìn)一步提高,設(shè)計(jì)人員還可以將金屬擴(kuò)張網(wǎng) 等增設(shè)在混凝土表面。

        3.2? 提高施工質(zhì)量控制水平

        ( 1 )控制入模溫度和澆筑溫度。在對(duì)大體積混凝土進(jìn)行澆筑時(shí),周 圍環(huán)境的溫度即為澆筑溫度?;炷林苽渫瓿珊?,經(jīng)過(guò)運(yùn)輸達(dá)到澆筑現(xiàn) 場(chǎng),其澆筑時(shí)的溫度即為入模溫度。在夏季對(duì)大體積混凝土實(shí)施施工時(shí), 入模溫度和澆筑溫度應(yīng)不超過(guò)35℃。為了降低入模溫度和澆筑溫度,施工 單位可以采取搭設(shè)涼棚或風(fēng)冷法等方式對(duì)其進(jìn)行降溫處理,與此同時(shí),在 大體積混凝土澆筑過(guò)程中,施工單位應(yīng)選擇下午或早晨溫度較低時(shí)候進(jìn)行 施工。在冬季施工過(guò)程中,入模溫度和澆筑溫度應(yīng)不低于5℃,當(dāng)溫度較 低時(shí),施工單位可以采取蒸汽養(yǎng)護(hù)形式對(duì)混凝土構(gòu)件進(jìn)行保溫,減少混凝 土內(nèi)外部的溫差,達(dá)到降低裂縫的目的。( 2 )控制骨料溫度降低骨料溫 度,拌和時(shí)加入水或冰塊。在大體積混凝土施工過(guò)程中,施工單位應(yīng)對(duì)骨 料溫度進(jìn)行控制。在骨料儲(chǔ)存過(guò)程中,施工人員可以采取搭設(shè)涼棚和料倉(cāng) 的方式,減少陽(yáng)光直射,與此同時(shí),施工人員還應(yīng)對(duì)骨料堆積高度進(jìn)行控 制,降低砂石料溫度。在拌和過(guò)程中,為了降低混凝土溫度,施工人員亦 可使用冰塊代替部分拌和用水進(jìn)行施工。( 3 )設(shè)置冷卻水管。在大體積 混凝土澆筑施工時(shí),為了使混凝土內(nèi)部溫度進(jìn)一步降低,施工單位可以設(shè) 置冷卻水管。冷卻水管應(yīng)為鐵管,規(guī)格通常為42.5mm ×3.25mm,水流量 應(yīng)不低于30L/S,與此同時(shí),冷卻水管中的水應(yīng)使用現(xiàn)場(chǎng)的河水或井水, 不但可以方便取水,還可以提高降溫效果。在對(duì)該工程施工過(guò)程中,根據(jù) 其內(nèi)部溫度分布以及降溫需要,施工單位可采用三層冷卻水管進(jìn)行施工。 使用結(jié)束后,使用灌漿料進(jìn)行灌實(shí),封閉。( 4 )提高溫度監(jiān)測(cè)質(zhì)量。為 了對(duì)大體積混凝土溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè),施工單位應(yīng)合理設(shè)置測(cè)溫點(diǎn),對(duì)降溫速 率、溫度差、外表溫度以及最高溫度等數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。通常測(cè)溫點(diǎn)應(yīng) 設(shè)置在易冷卻和溫度變化較大的位置,為了監(jiān)測(cè)外表面溫度,施工單位還 應(yīng)在混凝土外表面設(shè)置測(cè)溫點(diǎn),測(cè)溫點(diǎn)與外表面的距離應(yīng)為3~5cm。

        3.3? 提高后期養(yǎng)護(hù)質(zhì)量

        為了對(duì)大體積混凝土裂縫進(jìn)行控制,在混凝土澆筑完成后,施工單 位應(yīng)對(duì)其進(jìn)行日常養(yǎng)護(hù)。在正常養(yǎng)護(hù)條件下,施工人員應(yīng)對(duì)大體積混凝土 溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè),根據(jù)選用的水泥品種選擇合適的養(yǎng)護(hù)時(shí)間,一般養(yǎng)護(hù)時(shí)間 應(yīng)大于14天。在大體積混凝土終凝后10 ~ 12h的時(shí)間段內(nèi),施工人員應(yīng)對(duì) 其進(jìn)行覆蓋灑水養(yǎng)護(hù),采取專人、定時(shí)制度,及時(shí)記錄觀測(cè)溫度及養(yǎng)護(hù)時(shí) 間,保證養(yǎng)護(hù)周期和養(yǎng)護(hù)效果,控制混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差。

        4 結(jié)束語(yǔ)

        總而言之,為了防止大體積混凝土結(jié)構(gòu)表面產(chǎn)生裂縫,通過(guò)降低水化 熱,延緩升溫值及升溫速度,通過(guò)對(duì)水泥、骨料選擇,配合比優(yōu)化,施工 方法選擇,埋設(shè)降溫排管等措施,起到良好的作用,大大地降低基礎(chǔ)表面 的裂縫,提高工程質(zhì)量,將所產(chǎn)生的裂縫危害降到最低,減少因其裂縫的 產(chǎn)生對(duì)混凝土工程的質(zhì)量與壽命的影響,做到事前、事中、事后控制,使 其更好地投入到運(yùn)行中,具有較好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)效益。

        參考文獻(xiàn):

        [1]韓素芳,耿維恕.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制指南[J].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2015.

        [2]曲德仁.混凝土質(zhì)量控制[M].北京:中國(guó)工業(yè)出版社,2016.

        [3]黃文明.高強(qiáng)度混凝土的施工工藝分析[J].安徽市政工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào),2015.

        3971501908255

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