邢 棟
(中機十院國際工程有限公司,北京 100020)
混凝土是建筑行業(yè)中的關(guān)鍵材料,主要由水泥、砂、石子和水組成,各成分的質(zhì)量和比例對混凝土的性能和質(zhì)量至關(guān)重要。水泥作為主要膠結(jié)材料,其質(zhì)量對混凝土的強度和耐久性影響重大。不同品種的水泥有不同的性能和適用范圍,選擇時需根據(jù)工程特點和設(shè)計要求,同時要注意儲存和運輸條件。砂石作為骨料,其質(zhì)量對混凝土的強度和穩(wěn)定性有重要作用,要選擇質(zhì)量滿足規(guī)范要求的,同時控制含泥量和含水量。水質(zhì)對混凝土的強度、工作性和耐久性有很大影響,要確保使用合格的水,并對水質(zhì)進行定期檢測[1]。此外,混凝土中還可能添加外加劑以改善性能,選擇時要確保其質(zhì)量合格且與其他材料相容。在施工過程中,要合理設(shè)計配合比,注意施工工藝,包括攪拌時間、速度、澆筑速度和養(yǎng)護條件等,以保證混凝土的性能和質(zhì)量。
混凝土廣泛應(yīng)用于建筑行業(yè),其性能與配比密切相關(guān)。配比設(shè)計的合理性對于保證混凝土的質(zhì)量和性能至關(guān)重要。不合理的配比,如水泥用量過多、水灰比過大等,會導(dǎo)致混凝土收縮較大,進而產(chǎn)生裂縫。因此,在設(shè)計混凝土配合比時,應(yīng)根據(jù)工程特點和設(shè)計要求,合理確定水泥用量和水灰比。骨料類型和粒徑分布也對混凝土的強度和耐久性有重要影響。在設(shè)計混凝土配合比時,應(yīng)根據(jù)工程特點和設(shè)計要求,選擇合適的骨料類型和粒徑分布。同時,還要考慮混凝土的施工工藝和養(yǎng)護條件,以保證混凝土的性能和質(zhì)量。實際工程中,為了保證混凝土的性能和質(zhì)量,需要進行混凝土配合比設(shè)計,并綜合考慮水泥用量、水灰比、骨料類型和粒徑分布等因素,以滿足混凝土的強度、耐久性和防水性等性能要求。同時,還要進行混凝土配合比試驗,以驗證配合比設(shè)計的合理性。
混凝土施工工藝對其性能和質(zhì)量具有很大影響。在施工過程中,如果控制不當(dāng),可能會導(dǎo)致混凝土的質(zhì)量不穩(wěn)定,從而為裂縫的產(chǎn)生埋下隱患。影響混凝土質(zhì)量的施工工藝因素有:一是攪拌時間不足,攪拌是混凝土制備過程中的重要環(huán)節(jié),攪拌時間不足會導(dǎo)致混凝土的強度和均勻性受到影響。如果攪拌時間不足,混凝土中的水泥顆粒和水不能充分結(jié)合,這將導(dǎo)致混凝土的強度降低,進而影響其耐久性和抗裂性能。二是攪拌不均勻,攪拌不均勻會導(dǎo)致混凝土內(nèi)部的結(jié)構(gòu)不均勻,進而影響其性能和質(zhì)量[2]。在攪拌過程中,如果攪拌速度過慢或攪拌時間不足,混凝土中的水泥、砂、石子和水不能充分混合,這將導(dǎo)致混凝土的強度降低,從而增加裂縫產(chǎn)生的風(fēng)險。三是澆筑過程中振動不充分,在混凝土澆筑過程中,振動是非常重要的一環(huán)。充分的振動可以使混凝土中的氣泡逸出,提高混凝土的密實性,從而提高其強度和耐久性。如果振動不充分,混凝土內(nèi)部的氣泡無法完全逸出,導(dǎo)致混凝土的密實性不足,從而降低其強度和抗裂性能。四是澆筑速度過快,在混凝土澆筑過程中,如果速度過快,可能導(dǎo)致混凝土內(nèi)部的結(jié)構(gòu)不均勻,從而影響其性能和質(zhì)量。同時,過快的澆筑速度還可能導(dǎo)致混凝土表面的抹平不均勻,影響混凝土的外觀質(zhì)量。五是養(yǎng)護條件不當(dāng),養(yǎng)護是保證混凝土質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)?;炷猎陴B(yǎng)護過程中,需要保持適宜的溫度和濕度。如果養(yǎng)護條件不當(dāng),如溫度過高、濕度不足等,都可能導(dǎo)致混凝土的強度降低,從而影響其性能和質(zhì)量。六是施工縫處理不當(dāng),在混凝土施工過程中,需要設(shè)置施工縫以減少裂縫的產(chǎn)生。如果施工縫設(shè)置不當(dāng),如間距過大、寬度不足等,都可能導(dǎo)致混凝土的收縮過大,從而產(chǎn)生裂縫。
養(yǎng)護是確保混凝土質(zhì)量穩(wěn)定的關(guān)鍵環(huán)節(jié),對混凝土的強度發(fā)展、耐久性和抗裂性能具有重要影響。在養(yǎng)護過程中,如果控制不當(dāng),可能導(dǎo)致混凝土內(nèi)部水分蒸發(fā)過快,從而引發(fā)裂縫,影響混凝土的性能和質(zhì)量。而在養(yǎng)護過程中可能導(dǎo)致混凝土裂縫的原因有以下幾點。(1)養(yǎng)護時間不足,混凝土在養(yǎng)護過程中,需要一定的時間進行水化反應(yīng),以提高其強度和耐久性。如果養(yǎng)護時間不足,水化反應(yīng)將不能充分進行,導(dǎo)致混凝土的強度和耐久性降低。同時,養(yǎng)護時間不足還會導(dǎo)致混凝土內(nèi)部水分蒸發(fā)過快,使混凝土表面出現(xiàn)干縮裂縫。(2)濕度不夠,濕度是影響混凝土養(yǎng)護效果的重要因素。如果養(yǎng)護環(huán)境的濕度較低,混凝土內(nèi)部的水分將迅速蒸發(fā),導(dǎo)致混凝土的收縮增大,從而產(chǎn)生裂縫。因此,在養(yǎng)護過程中,要保持養(yǎng)護環(huán)境的濕度,以保證混凝土充分吸收水分,促進水化反應(yīng)的進行。(3)溫度變化過大,溫度對混凝土養(yǎng)護過程也有很大影響。如果養(yǎng)護過程中溫度變化過大,會導(dǎo)致混凝土內(nèi)外部溫差增大,從而使混凝土產(chǎn)生熱應(yīng)力,進一步發(fā)展成裂縫。因此,在養(yǎng)護過程中,要保持養(yǎng)護環(huán)境的溫度穩(wěn)定,避免溫度波動過大。(4)通風(fēng)不良,養(yǎng)護過程中,混凝土需要進行水化反應(yīng),產(chǎn)生水分。如果養(yǎng)護環(huán)境通風(fēng)不良,會導(dǎo)致混凝土內(nèi)部的水分無法及時排出,從而使混凝土的收縮增大,引發(fā)裂縫。因此,在養(yǎng)護過程中,要保持養(yǎng)護環(huán)境的良好通風(fēng),以保證混凝土內(nèi)部水分的順利排出。(5)過早拆模和荷載施加,在養(yǎng)護過程中,如果過早拆除模板和施加荷載,會導(dǎo)致混凝土的收縮和變形受到限制,從而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,發(fā)展成裂縫。因此,在養(yǎng)護過程中,要按照規(guī)范要求進行拆模和荷載施加,以保證混凝土的養(yǎng)護效果。
混凝土的質(zhì)量與所選用的原材料密切相關(guān),因此,為了保證混凝土的質(zhì)量,需要選擇質(zhì)量合格的材料。材料包括水泥、砂、石子等。在選擇這些材料時,需要考慮它們的物理、化學(xué)和力學(xué)性能,以確保它們滿足混凝土的性能要求。水泥,應(yīng)該選擇低熱或中熱水泥。低熱或中熱水泥在水化過程中產(chǎn)生的熱量較少,能夠降低混凝土的內(nèi)部溫度,減少由于溫度梯度引起的應(yīng)力,從而降低裂縫的產(chǎn)生。此外,低熱或中熱水泥還能夠提高混凝土的耐久性,延長其使用壽命。其次,砂石的選擇,應(yīng)該選擇級配良好、含泥量低的骨料。級配良好的骨料能夠提高混凝土的強度和耐久性,而含泥量低的骨料則能夠降低混凝土的收縮,減少裂縫的產(chǎn)生。此外,含泥量低的骨料還能夠提高混凝土的抗?jié)B透性能,防止水分侵入混凝土內(nèi)部,從而降低混凝土的碳化和堿骨料反應(yīng)。同時,為了保證混凝土的質(zhì)量,還需要對原材料進行嚴(yán)格的驗收。在原材料進入施工現(xiàn)場之前,需要對其進行取樣檢測,檢測其物理、化學(xué)和力學(xué)性能,確保其質(zhì)量合格。對于不合格的原材料,應(yīng)堅決禁止其在工程中使用,以保證混凝土的質(zhì)量。在原材料進入施工現(xiàn)場之后,還需要對其進行嚴(yán)格的儲存和管理。對于水泥,應(yīng)該將其儲存在干燥、通風(fēng)的地方,防止其受潮;對于砂石,應(yīng)該將其堆放在平整、排水良好的地方,防止其含水量過高。在混凝土的配制過程中,還需要根據(jù)工程的特點和要求,合理地設(shè)計混凝土的配合比,以滿足混凝土的性能要求。在設(shè)計配合比時,需要考慮水泥用量、水灰比、骨料類型和粒徑分布等因素,以保證混凝土的強度、耐久性和防水性。
地下室外墻部分若使用高標(biāo)號混凝土,容易產(chǎn)生裂縫。針對這一問題:首先,分析裂縫產(chǎn)生的原因。地下室外墻混凝土裂縫主要分為豎向和水平裂縫。豎向裂縫通常是由于混凝土的收縮和溫差引起的。混凝土在硬化過程中,由于水泥水化反應(yīng)和外部環(huán)境的影響,會產(chǎn)生收縮。當(dāng)收縮應(yīng)力超過混凝土的抗拉強度時,就會產(chǎn)生裂縫。此外,混凝土的溫度應(yīng)力和溫差也會引起裂縫,升溫時會產(chǎn)生壓應(yīng)力,而降溫時會產(chǎn)生拉應(yīng)力。水平裂縫則主要是由于混凝土的長期荷載和地基不均勻沉降引起的[3]。其次,針對裂縫產(chǎn)生的原因,采取相應(yīng)的處理措施。對于豎向裂縫,可以采用以下方法進行處理:一是改善混凝土的配合比,提高混凝土的抗拉強度??梢酝ㄟ^添加纖維束、鋼纖維等材料,提高混凝土的抗拉強度和抗裂性能。二是控制混凝土的收縮。在混凝土生產(chǎn)過程中,可以采用低收縮混凝土,降低水泥用量,添加礦渣粉、粉煤灰等摻合料,以減少混凝土的收縮。而水平裂縫,可以采用以下方法進行處理:一是加強地基處理,提高地基承載力??梢酝ㄟ^加固地基、采用深基礎(chǔ)等方式,提高地基的承載力,減小不均勻沉降。二是優(yōu)化混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計。可以通過調(diào)整混凝土的截面尺寸、加強配筋、采用連續(xù)梁等結(jié)構(gòu)形式,提高結(jié)構(gòu)的整體性和抗裂性能。三是合理安排施工工藝??梢圆捎梅謱邮┕?、后期維護等措施,減小混凝土的應(yīng)力集中,提高結(jié)構(gòu)的抗裂性能。
在混凝土施工過程中,要想確?;炷恋馁|(zhì)量和性能:一是要保證混凝土的攪拌時間充足、攪拌均勻:混凝土的攪拌是保證其性能穩(wěn)定的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在攪拌過程中,應(yīng)控制好攪拌時間,確?;炷脸浞?jǐn)嚢?,避免攪拌不均勻?qū)е禄炷列阅懿环€(wěn)定。同時,還應(yīng)注意攪拌速度的控制,防止過快的攪拌速度導(dǎo)致混凝土的性能受損。二是進行充分的振動:在混凝土澆筑過程中,充分的振動是確?;炷撩軐嵉闹匾侄巍Mㄟ^振動,可以使混凝土中的氣泡排出,減少混凝土內(nèi)部的孔隙,提高其密實性和抗壓強度。在振動過程中,應(yīng)注意振動頻率和振動幅度的控制,避免振動不足或過度振動導(dǎo)致混凝土性能受損。三是防止過早在現(xiàn)澆板上進行有影響的活動:在混凝土澆筑完成后,應(yīng)給混凝土一定的時間進行硬化和養(yǎng)護。在此期間,應(yīng)盡量避免在現(xiàn)澆板上進行有影響的活動,如過早放置重物、過早施工等,以免影響混凝土的強度發(fā)展。四是采取防護措施應(yīng)對天氣變化:混凝土施工過程中,天氣變化對混凝土的性能和質(zhì)量有很大影響[4]。在遇到雨、雪、風(fēng)等惡劣天氣時,應(yīng)采取相應(yīng)的防護措施,如遮蓋、防風(fēng)、防雨等,以保證混凝土施工的正常進行。五是注重混凝土的養(yǎng)護工作:混凝土養(yǎng)護是確保混凝土性能和質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在養(yǎng)護過程中,應(yīng)注意保持養(yǎng)護環(huán)境的濕度和溫度適中,避免混凝土內(nèi)部水分過快蒸發(fā),導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。同時,還應(yīng)注意避免養(yǎng)護過程中混凝土受到外力損傷,影響其性能和質(zhì)量。
混凝土澆筑完成后,養(yǎng)護是確保其性能和質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。正確的養(yǎng)護方法可以促進混凝土的水化反應(yīng),提高其強度和耐久性,防止裂縫的產(chǎn)生。在不同的混凝土結(jié)構(gòu)和環(huán)境條件,其養(yǎng)護時間會有所不同。一般情況下,養(yǎng)護時間應(yīng)遵循混凝土施工規(guī)范和設(shè)計要求。對于早期強度較高的混凝土,養(yǎng)護時間通常為14~28 天;對于常規(guī)強度的混凝土,養(yǎng)護時間通常為28~90 天。其次,應(yīng)保持混凝土的濕度,以促進水泥水化反應(yīng)。通??梢酝ㄟ^噴水、濕布覆蓋、設(shè)置保濕劑等方法來保持混凝土濕度。需要注意的是,保持濕度時應(yīng)避免水分過多,導(dǎo)致混凝土內(nèi)部出現(xiàn)水泡或毛細(xì)孔,影響其密實性和抗壓強度。此外,在混凝土在養(yǎng)護過程中,表面溫度的控制十分重要。過高或過低的表面溫度都會影響混凝土的強度發(fā)展。一般情況下,混凝土表面溫度應(yīng)控制5~30 攝氏度之間[5]。在夏季高溫時期,可以采取遮陽、噴水等措施降低表面溫度;在冬季低溫時期,可以采取保溫措施提高表面溫度。另外,在養(yǎng)護過程中,應(yīng)定期檢查混凝土的養(yǎng)護質(zhì)量,確保其符合要求。檢查內(nèi)容包括混凝土的濕度、表面溫度、裂縫情況等。對于養(yǎng)護質(zhì)量不合格的部分,應(yīng)及時采取措施進行整改。最后,還應(yīng)注意環(huán)境因素對混凝土的影響。避免在養(yǎng)護期間遭受雨水、風(fēng)沙等惡劣天氣的侵蝕,影響混凝土的質(zhì)量。同時,在養(yǎng)護期間,還應(yīng)注意避免振動和沖擊,防止對混凝土造成損傷。
綜上所述,本文針對房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中現(xiàn)澆混凝土裂縫的問題,從材料選擇、混凝土配比設(shè)計、施工工藝和養(yǎng)護等方面提出了相應(yīng)的控制策略。在實際工程中,要根據(jù)具體情況,綜合運用這些策略,有效地控制現(xiàn)澆混凝土裂縫,提高建筑質(zhì)量與安全。