钱广巨
河北春蓬项目管理有限公司天津分公司 300450
摘要:目前大体积混凝土的应用越来越广泛,技术要求也越来越高,随着我国城市化进程的加快,大体积混凝土已被各种工程普及。要有效的控制它裂缝的产生,不产生深层裂缝和贯通裂缝,才能保证大体积混凝土工程的质量。本文在阐述大体积混凝土裂缝产生机理的基础上,对大体积混凝土裂缝控制措施和养护进行了分析。
关键词:建筑工程;大体积混凝土;裂缝控制
1.大体积混凝土裂缝产生的机理
(1)混凝土成形过程中体积变化的影响
混凝土在物理作用下将会产生形变,该形变具有不确定性。同时,混凝土在化学作用下,也将发生被侵蚀的变化,该变化随材料和外界环境的变化而变化。
未加入抗渗材料的混凝土在抗渗性能方面呈现劣势,许多侵蚀性、高渗透性的溶液容易进入到混凝土内部,导致混凝土质量降低。在成形过程中混凝土会经历三个阶段的体积变化。
①在初凝期混凝土体积的变化
②从初凝期到终凝期混凝土体积的变化
③终凝期以后包含养护期混凝土体积的变化
(2)各种收缩对混凝土的影响
热胀冷缩是一切物质的固有属性,混凝土也不例外。发生收缩是混凝土成形后的一个重要的现象,研究人员很早就观察到混凝土的收缩现象常常伴随着开裂现象。本文列举了以下几个方面的收缩情况:
①干燥收缩:当周围空气比较干燥时,混凝土内部与外界环境之间会形成毛细渗透压,这时混凝土内部的水份会通过凝胶孔挥发至外界,这是混凝土就会产生干缩现象。值得一提的是,混凝土的干缩率跟混凝土的孔隙率往往成正比关系。
②自收缩:水泥水化产生热量会使混凝土内部的水份逐渐减少,产生自干燥现象,自干燥会引起混凝土的空隙负压从而出现收缩现象。
③塑性收缩:混凝土硬化前会经历一个塑性的阶段,我们称为“塑性阶段”。
在这个阶段水胶比低,自由的水份相对较少,因为C40以上强度的混凝土基本不会有泌水现象,所以这些混凝土失去水份比普通混凝土更快,自然在塑性阶段产生的塑性收缩也会更强。
④温度收缩:对于水泥用量较多的混凝土来说,水化热时期升温较快,常温环境下一般可达到30-45℃,在高温条件下甚至可以达到60-75℃。对于如此高温的混凝土,热胀冷缩现象十分严重,造就了非比寻常的温度收缩,因此,经常在混凝土散热时产生有害裂缝。
⑤沉降收缩:大体积混凝土自重较大,容易在地基承载力不够的基础上发生沉降作用,从而引起收缩幅度不一样而发生开裂。
(3)施工过程各因素影响
①不按规范施工引起的混凝土开裂
夏季白天温度非常高,混凝土拌合过程中水份蒸发比较快,大大降低了混凝土的和易性,增大了混凝土的坍落度。若此时还按照原定配合比或者自行加水进行施工,势必会因为水份蒸发引发大面积干缩裂缝和自收缩裂缝。
造成这些现象常见的不当施工有:配合比未考虑高温效应仍按常温进行设计;夏季施工入模温度过高混凝土流动性差;混凝土未达到设计强度就拆了模板;混凝土浇筑完毕后未得到有效的持续养护;由于运距长造成混凝土浇筑不顺利。
②未及时养护或未能采取有效养护措施
混凝土浇筑完毕后未能及时养护,表面水份散失,水化热现象又造成混凝土内部空隙增大,很容易发生干缩现象。因此在浇筑完毕后,应及时采取有效的养护措施,如:进行土工布、薄膜进行表面覆盖;及时洒水或者贮水进行养护。
2.大体积混凝土裂缝控制措施
大体积混凝土相对于普通混凝土无论施工要求还是施工标准都比较高,例如:
(1)大体积混凝土体量巨大,在施工时宜分段分层进行浇筑,在施工浇筑前先验算分层厚度,根据实际情况进行分层,并应在2h内完成一层的混凝土浇筑。
(2)混凝土在分层分段浇筑时,应注意浇筑速度不宜过快,宜匀速进行,同时辅以振捣,从而提高混凝土的质量。特别注意的是,大体积混凝土的方量一般较大,容易在浇筑过程中破坏钢筋原有的结构,所以要求工作人员在浇筑混凝土及振捣的过程中及时复核钢筋的位置,若发生位移,则及时采取相应措施,恢复钢筋位置。
(3)泌水处理:混凝土在浇筑完毕后通常会出现泌水现象,因此在外模周围设置泄水孔是通常做法。但是在浇筑过程中应检查泄水孔的通畅程度,发现堵塞及时处理,使混凝土表面的泌水及时排出。
(4)由于大体积混凝土的裂缝大部分是温度裂缝,所以在浇筑完毕应及时进行养护跟检测,在绑扎钢筋骨架或者靠立模板的时候就应设置测温点以供监测。测温点应分布于混凝土表面及混凝土内部,时间应>14h。其中,1—7d 内每隔 4h 应当记录一次测温值,8—14d 每隔 8h 记录一次测温值。若混凝土表面温度与内部温度差值小于 25℃,则可停止测温,否则不仅要持续测温还要分析原因及时采取补救措施。
(5)混凝土温度控制标准:前期混凝土水化温升值≤5℃/h,浇筑速度≤25℃混凝土里外温差不大于 25℃降温速度不大于 1.75±2.5℃/d。
(6)后浇带是混凝土浇筑过程中留置断开位置用以补偿收缩现象的一种措施,应保留至混凝土60d后期强度之后,之后进行修补的混凝土标号应高于原设计标号,方可进行浇筑。
后浇带保留时间较长,在浇筑前势必需要进行现场清理,同时对于新旧混凝土的结合面要进行凿毛处理,在结合面还应当浇水润湿并保持24h,但不得有积水。凿毛可用凿毛锤进行凿毛处理,凿毛程度以出现新槎,露出石子为准。如果有预埋钢筋进行接茬,则要对钢筋进行除锈处理后方可继续施工。
如果遇到有水平施工缝的结构,则先要预铺上一层水泥砂浆进行打底,厚度宜为10~15mm,配合比可参照混凝土的设计配合比。
在浇筑过程中不能靠近缝边下料。在振捣过程中应从远离施工缝的位置向缝边推进,在靠近施工缝的地方停止振捣,采用人工振捣或者平板振捣,加强接缝处的结合。混凝土终凝60天后进行补偿浇筑,应提前在新旧混凝土面进行凿毛处理,并对旧混凝土的表面进行清理。在浇筑之前还需润湿旧混凝土表面,但不得有积水。模板应当有良好的支护措施,同时要防止浇筑过程中的漏浆现象。对于有防水要求的结构,如果非要留置贯通型的预埋件则要做止水处理。
混凝土在常温环境中入模温度不宜超过35℃,同时分层浇筑每一层的间隔不能超过2小时,若运距太长或者条件变化过大,则应在配合比中考虑加入混凝剂。混凝土振捣应当全面,对于插入式振捣棒无法进入或难以进入的结构部位可以采用平板振动器加以辅助。浇筑完毕后,及时对混凝土表面进行抹压和收光处理,这些措施能有效防止沉降裂缝。
3.大体积混凝土的养护
混凝土浇筑完毕后,应及时按照施工组织设计的预定方案进行养护,并符合以下要求:
(1)混凝土养护措施,应按照混凝土内外温差的计算值进行设计,以期降温达到温控指标;
(2)混凝土养护的时间一般为1-2周,但最少不得少于1周。但还是应该根据现场测得的温度应力进行调整。同时,拆除养护覆盖的薄膜应当分层分段进行;
(3)养护应安排专人进行,并定时进行浇水保持表面湿润。
混凝土浇筑后最容易出现塑性裂缝,这时候最宜采取的措施就是二次抹面和收光处理。常规情况下采用薄膜或土工布进行覆盖,在冬季施工也可搭设保温棚,而在夏季则可以蓄水进行养护。覆盖层可以根据温控指标计算厚度,也可以因地制宜用其他性价比高的方案替代。
结语
大体积混凝土之所以被广泛深入的研究,是因为它在建筑工程领域的应用及其广泛,在我国城镇化建设的过程中有着非常大的贡献。但是混凝土均为现场浇筑,几何结构尺寸大,施工技术难度及要求高,必须采取相对应的技术措施,以避免或减少由于水泥水化热温度变形引起的裂缝。
参考文献
[1]任军, 李严格. 大体积混凝土裂缝控制与施工技术应用[J]. 施工技术, 2018, 47(S1):1362-1365.
[2]杨国民. 建筑施工中大体积砼裂缝控制技术的分析[J]. 建材发展导向, 2019(7):311-311.