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摘要:随着我国经济的不断发展,建筑行业也得到了一定的进步,而作为建筑领域中一个非常重要的组成部分,混凝土工程由于自身的特性导致了施工过程中经常出现一些问题,而这些问题将会引发混凝土产生裂缝,从而降低了工程自身结构的耐久性,最终使工程产生严重的质量问题,影响了建筑的使用寿命。因此必须要对引发混凝土产生裂缝的原因进行分析,然后通过有效的控制方法进行改善,从而提高混凝土建筑结构的稳定性与安全性。
关键词:建筑工程;大体积混凝土;裂缝原因;预防措施
前言:当前社会经济发展形势下,建筑行业不断发展进步,高层建筑和超高层建筑不断涌现建筑施工技术也不断完善,现代化的施工设施与设备逐渐被广泛应用于工程项目建设过程中。大体积混凝土结构是当前高层建筑的主要基础结构形式,但就实际施工情况来看,大体积混凝土结构受到水泥水化热作用或内外温度差异等因素的影响,极易出现结构裂缝,严重影响工程项目整体建设质量。为降低裂缝的发生几率,提高大体积混凝土结构施工质量,加大力度探讨大体积混凝土结构裂缝的预防与控制措施是非常必要的。
1.建筑工程大体积混凝土施工裂缝形成原因
1.1水化过程中水泥释放大量热量
大体积混凝土施工中的裂缝问题通常都是水泥的水化热现象所导致的。在大体积混凝土施工中会应用到大量的水泥材料,同时其结构截面积也相对较大,浇筑完混凝土后,水泥会产生大量热量,导致混凝土温度上升。混凝土的导热性能较差、相对散热小以及导热性能较差,其内部的水化热量散发不出来,而外部的热量散发速度较快。在温度不断上升的过程中,混凝土外层的温度一直小于其内部温度。按照热胀冷缩的相关原理来分析,混凝土中心部分的膨胀速度和其表层的速度相比要快,而表层和中心质点之间会形成一种约束性,中心是约束膨胀,不会出现开裂现象,而外层是约束收缩,在混凝土表层的拉应力大于混凝土抗拉强度时,便会导致混凝土表层出现裂缝。
1.2外界气温变化
外界的气温对于混凝土有非常大的影响,特别是大体积混凝土体,外界的气温每天都会有所变化,早晨、中午和晚上具有很大的温差,会让大体积混凝土出现问题,因为早晚温差较大,有时热有时冷,刚刚施工完成的混凝土表层非常的脆弱,所以很容易就受到外界因素的影响,出现裂缝,温度如果过高的话,混凝土表层的水分一下子就会被蒸发完,那么就会造成混凝土水分不够出现裂缝,而温度从低到高,由于温差的影响也会出现裂缝。所以为了防止出现因温度而影响的情况,应该要控制混凝土表层的温度随时保持在一个范围之下。
1.3混凝土收缩变形
首先,裂缝自身收缩。若在进行混凝土浇筑后没有进行良好的养护工作,那么在水化作用下水泥中的水分就会大量消耗,水泥凝胶孔液面也会产生降低,混凝土中也会出现干燥效应,缩小混凝土结构的体积,同时降低其相对湿度,导致其发生严重的自身收缩情况。锁着混凝土内部的水分不断降低,导致结构细孔中有较大负压的出现,最终导致裂缝问题的出现。其次,裂缝干缩。对于大体积混凝土来说,其在进行凝结硬化时,由于其表面水分相对于内部水分来说,挥发明显更快,因此也导致混凝土结构的内外有着不同的收缩变形速度,若表面收缩变形被内部所约束,混凝土结构中会产生一定的拉应力,其最终就会有干缩裂缝出现。
2.预防大体积混凝土裂缝的施工措施
2.1合理选择原材料,优化混凝土的配合比
要想控制大体积混凝土施工裂缝的产生最好的方法是控制对大体积混凝土材料的选择,选择类似于矿渣硅酸盐水泥等中低热的水泥品种,以此来减少水化热现象对于大体积混凝土的作用。通过使用较为适宜的外掺剂来加强混凝土的和易性和降低大体积混凝土的水化热现象。在配置混凝土时优先选用那些自然连续级配的粗骨料,选用那些粒径较大的材料和配比级别较高的石子。尤其是在选择细骨料时尽可能的以中、粗砂石为准。另外,加强对原材料与配合比的控制,提高混凝土的抗裂性能,增强混凝土的极限拉伸变形能力,确保大体积混凝土在工程施工当中尽可能的以产生微膨胀和低收缩为准,从而实现对大体积混凝土裂缝的有效控制和保证建筑工程结构的整体质量不受影响。
2.2严格控制混凝土施工过程
当混凝土搅拌完成后,需要尽快的运输到施工现场这样能够使混凝土质量保持良好。施工中如果遇到外界温度较高时需要对混凝土搅拌罐进行淋水降温。而在混凝土的具体浇筑施工时,为了尽可能的降低浇筑施工的时间,一般都会根据实际施工情况选择采用分块浇筑和分层浇筑的方式,从而加快混凝土的散热速度。为了防止混凝土产生裂缝,在混凝土浇筑时可以对其厚度进行控制,并且在浇筑时采取相应的措施进行降温。其中分层浇筑施工时,必须要在前面混凝土达到初凝之前完成下层混凝土的浇筑振捣施工,并且还需按照设计中的施工缝要求进行结合面的清扫处理,从而保证混凝土浇筑面之间的契合度。
2.3严格的温控措施
改变混凝土成分配比,在干硬性混凝土中掺入塑化剂或者引气剂,降低水泥使用量;混凝土搅拌过程中,进行冷处理,降低其浇筑温度;高温天气浇筑混凝土,需要减少浇筑厚度,确保浇筑厚度在500mm以下,有助于散热;膨胀剂的品种和掺入量的选择需要通过试验验证,最后挑选最佳配置;第二层混凝土浇筑尽量在第一层混凝土初凝之前进行;根据建筑混凝土浇筑面积大小,将一些数量的温度测量装置安装在混凝土上中下部,定时测量和记录相关数据,一般来说,混凝土浇筑的第1~4d,每次测量时间间隔为2h,第5~7d,测量时间间隔为4h,第8~15d,测量时间间隔为1d,尽量将混凝土内外温差保持在25℃以下,一旦出现温差过大,需要借助专业的养护手段来缩小内外温差。
2.4完善后期养护工作
大体积混凝土极易受到太阳暴晒和雨水,以及冷空气等方面的袭击,进而导致表面产生较大的温度变化,引导不同程度裂缝的产生,所以,必须要重视、完善混凝土的各项养护工作。在结束混凝土浇筑之后,应结合具体需求,通过覆盖物的适当增加,进行洒水养护。同时,对于冷却水的供应要给予有力保障,充分重视、不断完善保温与保湿养护工作,以此来将内外温差控制在合理范围之内。此外,对于内部、表面测温点的设置,应重视温度观测的合理增加,且要实现对混凝浇筑后温度情况的时刻了解,实现对混凝土温差变化的准确把握,从而将混凝土内外温差有效控制在25℃以内。需要注意的是,养护工作需要不间断运行半个月以上,以达到降低混凝土内部约束作用,减少收缩裂缝的发生几率的目的。
结语:混凝土裂缝是建筑工程施工中普遍存在的质量问题,不仅会降低混凝土的承载能力和抗渗功能,还会引起混凝土中钢筋的锈蚀和混凝土的碳化,降低混凝土的耐久性,影响建筑物的使用功能。所以,施工技术人员必须认真学习技术规范和施工方案,在实践中不断总结经验,采取各种有效的施工技术措施防止混凝土裂缝的形成,以保证建筑物的安全性、适用性和耐久性。
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