摘要:近些年,我国的经济水平得到了稳步提高,我国各行各业都得到了一个稳定的发展环境,这对于提高我国的国际地位是非常有利的。由于我国对建筑行业的支持力度不断加大,我国建造出了很多世界性奇迹的建筑物,随着,高大雄伟建筑的发展,为了可以最大程度的保证建筑物的施工质量,我国相关部门也加大了对建筑行业的重视力度,对于混凝土结构对建筑物建造提出了更高的要求、标准也是越来越高,同时对大体积混凝土材料的性能也提出了更高的要求。大体积混凝土材料的使用在一定程度上极大的提高了建筑物的质量,要想高强度大体积混凝土材料发挥出最佳的性能,就需要充分的利用好相关的技术。但是,大体积混凝土出现开裂已经成为了重要关注到问题。
关键词:大体积混凝土;裂缝现象;成因;控制
1大体积混凝土的裂缝种类
1.1干缩缝
一般来说,养护作业对大体积混凝土的质量起到非常关键的作用,在养护结束后的半个月之内,如果没有混凝土的干缩现象,就不会有大问题发生。在一个建筑工程里,大体积混凝土施工是很重要的,遇到高温时节施工的情况也非常常见,在养护作业结束后,大体积混凝土内部的水蒸气蒸发过程中就会产生混凝土变形,若变形幅度太大,就会容易出现干缩裂缝。
1.2沉降缝
大体积混凝土的沉降缝也是出现频率较高的裂缝,它的出现是由于项目建设地基处置不好的沉降引起的,大体积混凝土的浇筑期间,如果模板质量不过关,未对模板支撑进行把控,也会产生裂缝。一般来说,水有反膨胀状态,从固态变回液态时,水的体积会变化,引起沉降,产生沉降裂缝。
1.3温度缝
由于水泥和水发生水化热反应会产生很多热量,热量如果不能及时释放的话会导致混凝土的内外温差过于悬殊,产生拉应力,如果拉应力大于了大体积混凝土自身的拉应力,就会产生温度裂缝。温度裂缝出现通常在工程的靠后阶段。
2大体积混凝土结构产生裂缝的原因
混凝土是当前建筑施工过程中用途广泛的一种建筑材料,近年来虽然有很多新型的材料兴起,但仍无法代替混凝土的作用与地位。混凝土结构在施工和使用的过程中,会因为各种因素导致裂缝的产生,这是一个很常见的情况。相关数据显示,在我国的高层建筑结构中,底板混凝土出现裂缝占总调查数的小部分,外墙混凝土出现裂缝的占总调查数的大部分。由此可以看出,混凝土结构出现裂缝是一个由来已久的问题,并且目前尚无良好的解决办法。
大体积混凝土相比较常规性混凝土来讲,自身水热化的现象更加严重,由此导致内部的温度及应力产生较大的变化,因此出现裂缝的几率和严重程度也比普通体积的混凝土更高。近年来,随着施工技术的不断优化和更新,人们发现控制大体积混凝土因水热化引起的温度变化及降温快慢能够有效减少出现温度裂缝的概率,极大的提高了建筑工程的质量。
大体积混凝土结构产生裂缝的原因多种多样,有内因也有外因,总体来讲可以归结为两大类,一类是结构性裂缝,由于外力所导致的;一类是材料型裂缝,由于温度变化产生的应力和混凝土的体积变化引起的。干缩引起的裂缝是大体积混凝土结构中最普遍的裂缝,其产生原因在于混凝土内外水分蒸发程度的不同而导致的变形。混凝土在外界温度上升的情况下,表面水分缺失快,变形程度较大,而此时混凝土内部的温度及湿度变化速度不如外界快,表面干缩引起的体积变化受到结构内部的约束,内外力相互作用下产生拉应力,导致裂缝的产生。混凝土的相对湿度低,就比较容易引起干缩,导致裂缝。干缩裂缝通常呈细微裂缝,在混凝土结构的平面部位和板梁部位较常见。除了混凝土的干缩影响外,混凝土中水泥、水的用量以及外加剂的掺量也会对干缩产生影响。
3大体积混凝土施工中的裂缝控制措施
3.1混凝土结构的科学设计
为了控制大体积混凝土的施工裂缝,首先要做的是进行有效的管理以及控制相关的施工过程,这种方法的实施必须要以科学的设计为基础,而在混凝土的修补和混凝土施工强度的控制中,首先要在高层建筑的数量使用上和高层建筑的混凝土结构应用上进行频繁地使用;其次,由于混凝土结构和表面之间存在温度差距,其内部裂缝的修补就有可能造成内部竖向结构大面积混凝土的全面破裂,所以为了使其能够保持相应高强度的施工结构,而且能够使其的横截面积达到最小化,也要在一定程度上降低裂缝生成的可能性,防止裂缝纹的形成。
3.2对混凝土原材料的相关控制
当使用混凝土时,一定要注意好比率,合理地减少水泥的量,可以在很大程度上减少混凝土结构所产生的水合热,这样就可以有效地减少裂缝的形成。实践证明,混凝土强度值达到60d时,就可以进行混凝土工程的验收。对于以矿渣水泥为主的混凝土结构,结构表面与内部的相关温差不会太大,因此,产生裂缝的可能性就相对比较小。因此,对水泥的用量进行合理地控制变得非常重要。通常用大体积混凝土结构的中粗砂做合理的选择,它可以保障粗骨料在混凝土结构中的相关比例达到一定的要求,从而对于水以及其他外加剂的使用会减少很多,并且还可以有效地对混凝土进行加固。
3.3加强施工中的温度控制
在进行施工的过程中,要加强对温度的控制,大体积混凝土材料由于内部无法与空气进行接触,就会导致内部的温度过高,而外表由于会与空气有着密切的接触,散热就会非常的快,这就会导致内部以及外部的非常大的温度差,而温度就会产生严重的温度裂缝。因此,在进行施工的过程中,为了可以有效的解决好温度裂缝,这就需要我国的相关部门以及技术人员解决好这些问题,才能有效的保证工程的质量以及施工的水平。
3.4降低水泥水热化
大体积混凝土材料是由多种材料混合而成,其中水泥就是非常重要的一部分。在进行大体积混凝土材料配制的过程中,为了有效的降低水泥水热化,通常都会采用矿渣硅酸盐水来与水泥配制。但是,大体积混凝土材料混制比例有着严格的要求,在对混合材料进行混制的过程中,一般都是采用“三掺”施工技术,这样可以最大程度的减少浇筑大体积混凝土材料水泥使用量以及用水量。如果,在进行施工的过程中,施工条件允许的话,还可以加入一些大的石块。因为,在大体积混凝土材料中加入石块可以有减少对混凝土的使用。
3.5选择适合的浇筑时机
在对大体积混凝土材料进行浇筑时,要选择适宜的温度,温度过高或者过低都不利于高强度大体积混凝土材料进行入模,需要用麻布对大体积混凝土材料的骨料进行遮挡以及对骨料进行降温处理。并且,在进行浇筑以及运输的过程中,要防止对高强度大体积混凝土材料的暴晒以及防止太阳的辐射,这样可以有效的达到目的,最大程度的降低大体积混凝土材料入模的时间和温度的目的。除此之外,大体积混凝土材料的建筑竣工之后,如果没有一套完善的后期养护管理制度,那么就会产生一系列的问题。所以,为了避免出现这些问题,就需要对混凝土的表面温度进行有效的控制,同时,提高大体积混凝土材料的强度以及密实度。
3.6合理选择施工方式
在大体积混凝土施工之前,需要先对施工进程进行细致规划,根据实际情况选择分层浇筑或者分块浇筑的施工方式,施工缝要在可控范围之内,并选择合适的位置对大体积混凝土进行后浇带施工,使其在收缩中能释放自身内部的应力。
3.7大体积混凝土的养护工作
对大体积混凝土进行合理的养护是减少其裂缝的重要手段。。一般是在大体积混凝土浇筑完成半天后开始养护工作,这时的混凝土水化速度较快,在水化热的作用下,混凝土的表面水分会很快蒸发,所以及时采用覆盖保湿的养护方法十分必要,对于减少混凝土因缺水等情况产生的裂缝有明显的效果。
大体积混凝土的养护时间不能少于两周,而且养护的过程中也要重视其内外温差的监测,使混凝土内部温度处于可控范围内。如果大体积混凝土内外温差过大,工作人员就需要采取相应措施,最大限度地降低混凝土的拉应力,避免大体积混凝土产生裂缝。
4结束语
总之,裂缝的相关问题,会对大体积混凝土的施工质量造成重大的影响。因此,控制好裂缝的产生,就必须通过对混凝土的制造比例进行控制,加强施工的相关工艺管理,采取维护的相关措施,只有这样才会对裂缝的产生做好预防,才可以保障工程的质量,才可以促进相关的可持续发展。
参考文献
[1]孙增智,田俊壮,石强,刘伟,陈华鑫,徐勤武,张奔.承台大体积混凝土里表温差梯度与温差应力有限元模拟[J].交通运输工程学报,2016,16(02):18-26+36.
[2]周双喜,荣茂阁,左晟,杨雷,郑惠英,吴坤鑫,熊超琴,杨明.复合相变储能材料在大体积混凝土中的控温性能[J].华东交通大学学报,2018,30(04):30-34.
[3]王强,霍延威,夏菲,刘波,向晖,王绍东,郝中华,高翔.基于ABAQUS的大体积混凝土水化热温度场的数值分析[J].混凝土,2015(07):35-39+48.