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关键词:地下室事故处理
近年来地下空间的开发利用逐渐普遍,由于功能要求,地下室往往面积大,体量大,超过设置伸缩缝的最小间距。地下室砼因裂缝导致渗漏水的现象非常严重,有的甚至影响到建筑物的使用功能和安全。
一、开裂情况:
地下室侧壁开裂的情况比较多,裂缝宽度小于0.5mm、间距1—4m、长度有的贯通墙壁全高,侧壁两端附近裂缝较少,中部附近较多。
裂缝往往在砼浇筑的60天之内出现,随着时间的推移裂缝数量增多,部分裂缝加宽。尤其是在进入冬季气温骤变的时候。
二、裂缝原因分析:
1、直接原因:
砼结构裂缝产生的原因比较复杂,概括起来有两类原因,一种由外荷载引起的,因结构承载力不足而发生变形,另一种是结构因温差,收缩徐变,不均匀沉降等因素引起。据统计,在工程实践中,由后者(变形荷载)引起的裂缝约占80-85%,地下室砼裂缝大多数属于后者。
砼在浇筑后,由于水泥的水化作用,释放大量的水化热,因为砼构件表面与构件截面中部温差超过25℃就引起砼内部裂缝,构件表面温度和周围空气温差超过25℃,就引起构件表面裂缝。砼浇筑后温度提高,砼初期体积有微膨胀作用,以后温度下降体积急剧收缩。砼除了温度收缩外,还有较大的化学收缩和干燥收缩,砼早期(10天-15天)极限拉伸很低,这造成砼的早期裂缝。因砼的收缩,较高的弹性模量和早期低徐变,会使砼内部产生较大的拉应力,超过砼的极限拉伸,则是造成砼后期裂缝的主要原因。
砼在浇筑一个月左右,完成收缩40%。60天内完成收缩65%,20年后完砼收缩的98%。砼的收缩变形是一个初期大,以后逐渐减少的过程。
2、间接原因:
边界条件如地基和侧面土对砼构件的变形约束作用,砼构件的刚度差异,使砼变形不协调。
侧壁砼浇捣时地板刚度大,受到地板的刚度约束,早期形成压应力,后期砼温度下降,产生拉应力,当拉应力大于钢筋的抗拉强度时则出现裂缝。
砼变形与限制膨胀条件有关。当气温上升时,地板和底板砼因为温度升高而向外膨胀,侧壁和地板相互约束,在侧壁的外侧形成垂直裂缝,当地板和顶板受冷收缩时,侧壁内侧形成垂直裂缝。由于侧壁在边角部分受到的变形量比中部大,同时纵横侧壁的相互约束,因而侧壁两端附近裂缝小,中部附近裂缝多。
侧壁内有柱时,由于截面突变,刚度有差异,侧壁的变形受到柱的约束,往往产生应力集中,在离柱子1∽2m的墙体上易出现纵向收缩裂缝。
三、控制裂缝的措施
根据《砼规》,现浇钢筋砼地下室墙壁最大间距为20m(室外)、30m(室内或土中),而又同时说明了对下列情况,如有充分依据和可靠措施,伸缩缝最大间距可适当加大;
①砼浇筑采用后浇带分段施工。
②采用专门的预应力措施。
③采取能减少砼温度变化或砼收缩的措施。
当增大伸缩缝间距时,尚应考虑温度变化和砼收缩对结构的影响。
伸缩缝虽然是根本解决砼收缩裂缝的措施,也有许多缺点,主要是造价高,地下室不能连成整体,影响功能,伸缩缝的防水处理比较麻烦,防水效果并不理想,同时近几年来超长砼结构的无缝设计与施工技术不断实践与发展,且有许多成功的工程应用,取得良好的效益。
采取的主要措施有以下这点:
1、补偿收缩砼
即在砼中渗入UEA、HEA等微膨胀剂。例如用UEA膨胀剂,以10~20%等量取代水泥,拌制成补偿收缩砼,其限制膨胀率ξ2=0.02~0.05%,按公式α=µESξ2,可在砼中建立0.2~0.7MPa的预压应力,从而抵制砼在硬化过程中全部或大部分拉应力,以砼的膨胀值减去砼的最终收缩值的差值大于或等于砼的极限拉伸即可控制裂缝:ξ2–Sm≧ξp,使砼结构不裂。
2、膨胀带
由于砼中膨胀剂的膨胀变形不会与砼的早期收缩变形完全补偿,为了实现砼连续浇注无缝施工而设置的补偿收缩砼带,根据一些工程实践,一般超过60m设置膨胀加强带。
膨胀带要求设置在砼收缩应力发生最大部位,一般地板和侧墙长度方向的中间位置。对于超过普通砼伸缩缝设置间距的超长砼结构,要进行连续无缝施工可设置多条膨胀加强带。
作用:①膨胀加强带砼的设计强度常比相邻的砼设计强度提高5MPa-10MPa,从而提高膨胀加强带砼的抗拉强度,防止砼在此部位开裂。
②膨胀带内砼的膨胀剂应比带外其它砼掺量高一点,产生较大膨胀,而两侧砼的膨胀率较小,形成中部大两边小的膨胀区,从而补偿相应的收缩曲线,使任意长度可以不设伸缩缝。
做法:膨胀加强带宽2-3m,带的两侧布置中5mm的密孔钢丝网,将带内砼和带外砼分开,为的是不让砼中石子通过,钢丝网垂直布置在上下层(或内外层)钢筋之间,网两端分别绑扎在钢筋上。
膨胀带内增设10%水平温度加强钢筋。与膨胀带方向垂直布置,两端伸出膨胀带2m各与上下层(内外层)钢筋固定,配筋直径减小,间距加密。
由于设置膨胀带主要是为了避免砼早期收缩变形,故膨胀带的保留时间可为10—15天,这比传统后浇带缩短30天的工期。满足工程连续无缝设计施工的要求。
3、后浇带
后浇带作为膨胀加强带一样作为砼早期短时期释放约
束力的一种技术措施,较长久性变形缝已有很大的改进并广泛任用。
根据文献②:结构长度是影响温度应力的因素之一,但只在一方范围对温度收缩应力较为显著,因此设置后浇带是“先放后抗、以放为主”的主要技术措施。
后浇带的设计做法也各不相同。尤其是带内钢筋是否断开,有的不但钢筋连续,还做加强筋连接。带的宽度具体多少为宜各不相同,笔者认为:
①尽量减少穿越后浇带钢筋的总量,以尽可能释放砼的收缩应力。对于楼板内钢筋和侧壁,由于焊接或搭接施工比较方便均应作断开处理。由于梁钢筋连接焊接等施工比较困难,可以留一部分连续钢筋,尽量切断梁腹纵向钢筋和梁顶纵筋截断,保留梁底钢筋连续贯通。
②后浇带宽度内钢筋抗拉刚度EAs远比后浇带两侧砼的抗拉刚度EA小,拉伸变形将主要由后浇带宽度范围内的钢筋提供,对于钢筋全部截断的后浇带,理论上宽度仅有100mm就可以了,为施工方便常取800-1000mm,但对于钢筋连续的后浇带,尽可能增大后浇带的宽度。
③后浇带保留时间为42~60d,一般为60d,这样早期温差和砼收缩完成30—50%。
④材料:用高一等级的微膨胀砼封闭,并进行不少于15d的砼养护。
⑤位置:设在梁墙内力较小位置,后浇带间距为30~40m。后浇带可做成企口式,在浇砼前,必须凿毛清理干净。
4、提高钢筋砼的抗拉能力
砼的抗裂能力取决于砼的极限拉伸值,根据有关资料:混凝土的极限拉伸值与配筋有关。固此,砼应考虑增加抗变形钢筋,即增强对砼由于长期干缩和气温度化引起的热胀冷缩的抗变形能力。对于侧壁,增加水平温度筋,在砼面层起强化作用。选择冷轧带肋钢筋,冷轧扭钢筋,明显增强砼的抗裂能力。
在墙柱连接处设水平附加筋,附加筋的长度为1500∽2000mm,配筋率提高10%∽15%。
钢筋在保持总面积不变的情况下,根据直经小,钢筋布置间距密的方式选择钢筋,能减少裂缝的最大宽度。同时也要考虑砼易于振捣密实。
《砼规》规定:地下室等与土体直接接触的砼构件最大裂缝宽度充许值为0.2mm。当裂缝宽度为0.1~0.2mm,水进入砼与水泥产生反应,砼具有自愈能力。裂缝若控制在0.1mm以内时,则所配钢筋数量增多而不经济。
侧壁受底板和顶板的约束,砼胀缩不一致,可在墙体中部设一道水平暗梁抵抗拉力,水平构造筋放在竖筋的外侧,有利于控制墙体裂缝的发生。
5、施工措施
①优化砼配合比设计:通过试验优选合适的外加剂和掺合料,适当降低水灰比和减少水泥用量,选用水化热低的矿渣硅酸盐水泥,选用优质粉煤灰,砂和石含泥量要小,级配良好。
②砼应严格振捣密实,提高砼密实度。
③落实好砼浇筑后的养护措施,尽量做好保湿保温养护,既可使砼初期获得更高的强度,还可减少砼的温度应力与收缩应力,养护时间在14d以上。
④降低室外温差的影响。夏季施工时应尽量避免在烈日下浇筑楼板砼。降低砼的入模温度。地板垫层上干铺油毡作滑动层。地下室四周土要及时回填,且应分层夯实,既加强地下室顶板作为上部结构的嵌固部位,又可尽快避免室外温度变化对侧壁的影响。
四、工程实例
广州某住宅小区,地上为10栋6层的住宅,地下由一层地下室连成一个整体,长度150m,宽度95m,相当于大底盘多塔楼结构。
地下室未设伸缩缝,为了有效克服砼的收缩裂缝,在地下室钢筋砼结构中掺10%的HEA膨胀剂(内掺量),做成补偿收缩砼。
长边方向设3条后浇带,宽度方向设2条后浇带,后浇带沿住宅之间的道路位置,地下室底板、顶板和侧壁贯通设置。梁钢筋连续,板和侧壁钢筋断开,后浇带做成弯折线形,避免钢筋在一条直线上断开,保留时间为60天,封闭前把钢筋焊接。后浇带宽度为1.0m。为保险起见,预先在底板和侧壁后浇带设置止水带和多道外防水以加强防水。
顶板在室外道路部分,覆土1米厚,既可铺设设备管道,也作为顶板的保温隔热层。底板采用厚板形式,双层双向配筋。侧壁厚300,C30砼,适当加强了侧壁水平钢筋作为抗拉筋。采用严格的施工措施,加强振捣密实和养护,侧壁外及时回填土并夯实,工程建成后观测,地下室使用情况良好。
参考文献:
混凝土结构设计规范GB50010-2002
关键词:大体积砼;温度裂缝;产生原因;控制措施
随着我国经济的快速发展,建设工程方面也得到一定的进步。为了满足结构上的需要,大体积砼施工越来越广泛的得以应用。但是在施工中会因为温度问题导致出现裂缝,砼的裂缝不仅影响着砼的外观质量,更影响着砼的耐久性以及结构的安全,因此,清楚砼裂缝产生的原因并制定出防治措施具有十分重要意义。
一、大体积砼结构特点
大体积砼结构体积较大,其内部水泥水化热散发比较困难,在外部环境影响以及砼结构内部影响下,很容易产生温度裂缝。大体积砼结构的特点如下:
(一)脆性较强:砼结构所使用的砼材料是脆性材料,其有着较大的抗压强度,但抗拉强度较弱,能够拉伸产生的变形很小,因此一旦受到内部应力产生拉伸时,其很难通过拉伸来缓解应力,从而产生裂缝。
(二)产生的应力较大:大体积砼结构断面的尺寸一般较大,在砼结构浇筑后,其内部会产生大量的水化热,致使内部温度上升,产生的拉应力较大。
(三)受环境影响较大:大体积砼结构长期暴露在外部环境中,环境温度的变化也会导致砼结构内部产生拉应力。
二、大体积砼温度裂缝产生的原因
砼会因为温度的升高和降低而产生相应的体积变化,而当砼的收缩受到了限制和约束时,则会出现一定的拉力。这种拉力一旦超过了砼本身的承受能力,那么将会导致砼出现裂缝问题。大体积砼温度裂缝产生的主要原因包含了以下几点。
(一)水泥的水化热
大体积砼由于水泥水化时会放出大量的水化热,而砼自身体积较厚,表面直接和空气接触,散热条件较好,热量可以向大气中散发,表面温度上升较少。砼自身导热性较差,水泥水化热积聚在砼内部不易散发,温度会上升较多这样就会形成外低内高的温差,产生温度应力,若温度应力超过砼的抗拉强度,砼就会产生裂缝。
(二)内外约束条件
基础砼一般与地基整体浇筑在一起,当温度变化时,由于外部约束和内部约束的存在,砼不能自由变形。砼浇筑之后早期温度上升时,产生的膨胀变形受到地基土约束面产生压应力,此时砼的弹性模量很小,徐变和应力松弛却较大,与基层连接也不太牢固,从而压应力较小。砼表面温度下降较快,受温差产生的温度应力和内部约束的影响,砼表面会产生很大的拉应力。因此,降低砼内外温差和改善约束条件,是防止砼产生裂缝的重要措施。
(三)外界气温引起的变化
砼在浇筑过程中产生的温度与外界气温的变化有着直接的关系,浇筑产生的温度同时也影响砼内部温度。当大体积砼遭受到温度的快速变化时,会给砼内部造成较为明显的影响。例如在冬季,过早的拆模,那么一旦遭遇到了严寒的侵袭,就会导致砼的表面温度发生快速变化,收缩十分明显。这种情况下砼会受到很大的拉应力,如果砼不能抵抗这种拉应力,就会形成裂缝。但这种裂缝的出现通常只在表面较浅的位置上,因此,不会对结构造成严重的影响。
三、大体积砼施工的温度裂缝控制措施
(一)科学选用材料,适当使用外加剂
1、科学选用水泥。优先选择中低水化热硅酸盐水泥或低水化热矿渣硅酸盐水泥,如复合水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰水泥、火山灰质硅酸盐水泥等优质水泥,有利于降低砼温度梯度。
2、骨料控制。细骨料宜采用细度模数大于2.3的中砂,含泥量不应大于3%。粗骨料宜选用连续级配,粒径5~31.5mm,含泥量不应大于1%。一方面应尽量使用高强度骨料,另一方面砂率和坍落度应尽量选用较小数值,以减小孔隙率,避免裂缝产生[2]。
3、掺合料与外加剂。第一,可适当的在砼中加入能降低水化热的粉煤灰,粉煤灰除了能改善砼性能外,还能减少水泥用量,节省成本。第二,添加UEA。在水泥硬化过程中,UEA能补偿冷缩与干缩,从而降低裂缝发生的可能性。
(二)确定砼的施工工艺
大体积砼的浇筑可以根据结构特点的不同采用不同的浇筑方法,如全断面分层浇筑、分段分层浇筑、和斜面分层浇筑。砼采用分段分层浇筑时,每段浇筑高度应根据结构特点、钢筋疏密程度决定,砼浇注层厚度应根据所选用振捣器的作用深度及砼的和易性确定。一般为振捣器作用半径的1.25倍,但厚度不宜大于500mm。在前层砼初凝之前将次层砼浇筑完毕。每浇筑一层砼都应及时均匀振捣,保证砼的密实[3]。预埋冷水管,用循环水降低大体积砼的温度,进行人工导热,降低温差。大体积砼浇筑过程中,应采取防止钢筋、埋件等的位移和变形措施,并应及时清除砼表面的泌水,在砼初凝前进行二次抹压处理,减少干缩裂缝的出现。
(三)加强养护
对大体积砼进行养护工作是工程中的一项重要内容。应保持大体积砼的温度和湿度适宜,并控制温差的产生,是一项比较复杂的工作。当大体积砼浇筑两个小时以后,应使用塑料膜来对表面进行覆盖,以便于能提升其表面的温度,减少内外温差。同时,可以进行带水养护工作,养护的时间控制在14天以上。这种方式比较适合夏季使用。冬季的时候,应在结构外露的部分进行保温材料覆盖,以便于减缓散热的过程,使砼的强度能得到提。此外,要想对大体积砼进行温度上的有效控制,还应对此进行科学方式检测。对此,应设置出相应的测温点,这样一来就能及时掌握温度变化数据,提升控制的准确性。
四、结语
大体积砼的温度裂缝通过严谨、周密、科学可行的措施是可以避免的。相信大体积砼的温度裂缝也会随着科学技术的进步、建筑施工水平的提高、建筑工人素质的改善而变得更加容易解决。
参考文献:
[1]刘志远,刘雪艳.大体积砼温度裂缝控制的施工技术研究[J].魅力中国,2013,(16):321-321.
[关键词] 建筑结构件 温变裂缝 质量控制
近年来,随着科技水平的不断提升,我国建筑工程质量总体水平有了较大提高,但存在的问题仍然不少。在施工中由于各种因素的影响,经常会出现这样或那样的质量问题,甚至造成质量事故,产生严重的后果。而在众多的质量事故中,温度变化引起的裂缝是一种典型的质量问题。因此,探讨质量控制措施与如何防治温变裂缝的产生,对于保证建筑工程建筑物的质量有着重要意义。
一、建筑结构件工程中温度变化引起裂缝的主要原因
1、建筑结构件随着温度的变化而产生变形,即通常所说的热胀冷缩。当变形受到约束时,便产生了裂缝,约束的程度越大,裂缝就越宽。
2、水泥和水所引起化学反应引起裂缝。大体积混凝土开列的主要原因之一,是由于混凝土在硬化过程中,水泥和水起化学反应,产生大量的水化热引起混凝土的温度上升,如果热量不能很快散失,内部和外部温差过大,就将产生温度应力,使结构内部受压,外部受拉。混凝土在硬化初期,只有很低的抗拉强度,如果由内外温度差引起的拉应力超过混凝土早期抗拉强度时,混凝土就要产生裂缝。
3、构件硬化成型后,在使用中,如果温度较大,构件内部温度梯度就极大,也会引起构件开裂。
4、建筑结构件浇筑、养护及拆模过程中采用不当的施工方法,从而加剧温度变化产生裂缝。
二、建筑结构件工程质量控制的一般措施
1、组织措施
组建项目监理机构,配置满足工作需要的监理人员,并在约定的时间内,总监理工程师及其他监理人员派驻工地。建立现代企业制度,建立和健全质量控制体系,加强内部管理,对监理人员进行技术管理培训,建立考核奖惩制度。确定监理机构各部门职责分工及各级监理人员权限,并报送发包人和通知承包人。组织第一次工地会议,监理例会、监理专题会议和编写会议记录分发与会各方,保障工程质量,要求或建议承包人组织一定数量高素质的民工参与建设,督促承包人做好生活后勤工作,保障工地人员健康专注地投入施工。建议或要求必包人提供便利的施工条件,确保控制工程质量。
2、管理措施
健全技术文件审核、审批制度。根据施工合同约定,由双方提交的施工技术图纸以及由承包人提交的施工组织设计及施工计划、施工进度计划等文件应经过监理机构核查、审核、审批。督促承包商严格按照设计图纸、施工规范、验收标准,工作的各种商洽必须经有关监理工程师签字后方可实施。审查主要材料、设备的质量和核定其性能,参加工程验收工作,参与工程质量事故的处理。
3、经济措施和合同措施
严格质量检验和验收,严格按照双方的合同实行严格公平、公正的奖惩措施。对经验收不合格的工场部位拒付工程款。
三、建筑结构件工程中温变裂缝质量控制的主要技术措施
1、预防热胀冷缩的措施:(1)撤去约束,允许自由的产生变形;(2)设置伸缩缝。
2、防止化学反应引起裂缝产生的措施是:(1)尽量选用低热或中热降低泥矿渣水泥、粉煤灰水泥;(2)降低水灰比,一般混凝土的水灰比控制在450kg/m2以下;(3)降低水灰比,一般混凝土的水灰比控制在0.60以下;(4)改善骨科级配,掺加粉煤灰或高效减少水剂等来减少水泥用量,降低水化热;(5)改善混凝土的搅拌工艺,采用”二次风冷“新工艺降低混凝土的浇筑温度;(6)在混凝土中掺加一定量的具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂,改善混凝土拌和物的流动性、保水性,降低水热化,推迟热峰出现的时间;(7)合理安排施工工序,分层、分块浇筑,以利于散热,减小约束;(8)在大体积混凝土内部设置冷却管道,通过冷水或冷气冷却,减小混凝土的内部温差;(9)加强混凝土温度的监控,及时采取冷却保护措施;(10)、加强混凝土养护,混凝土浇筑后,及时用湿润的草帘、麻片等覆盖,并洒水养护,适当延长养护时间,保证混凝土表现缓慢冷却,在寒冷季节,混凝土两面必须采取保温措施,以防寒潮袭击。
3、预防产生比类裂缝的措施是:采用隔热(或保温)措施,尽量减少构件内部温度梯度,在配筋时应考虑温度力的影响。
4、预防结构件浇筑及养护过程产生裂缝的措施:
(1)针对建筑结构件伸缩较大的特点,浇筑混凝土时每隔30m左右设置后浇带。(2)浇筑中,下落高度不超过1.5m,混凝土不得成堆,及时出料、及时成活,以免产生离析现象,使得现浇板配料不均;严格按照操作规程进行施工,选择熟练的混凝土振捣工人,掌握好振捣时间,以保证混凝土振捣均匀、密实,避免漏振、欠振,并做好混凝土施工记录。(3) 建筑结构件混凝土浇筑成型后,应及时覆盖塑料薄膜,避免水分蒸发;浇筑1h~2h后对混凝土二次振捣,以消除收缩裂纹及表面泌水,2h~3h后进行二次压面,并适时用木抹子磨平搓毛2遍以上。(4) 建筑结构件混凝土养护时间不得少于7d,对有抗渗要求的混凝土养护时间不得少于14d;留置混凝土同条件试块,并设专人检测混凝土强度增长情况,在其强度未达到1.2Mpa时,不得在其上踩踏或安装模板及支架。(5)严格按照GB50204-2002混凝土结构工程施工质量验收规范中的强度要求确定模板拆除时间,拆模时要轻拿轻放,不得对楼层形成冲击荷载,拆除的模板和支架要分散堆放并及时清运。
四、建筑结构件工程质量控制的保证措施
1、质量的事前控制
审核由发包人提供的各种工程资料。检查场内道路、供水、供电等施工辅助设施的准备。审核承包人中标后的施工组织设计、施工措施计划等技术文件。明确质量要求,掌握和熟悉质量控制的技术依据。参与承包人对发包人提供的测量基准点复核情况,并督促承包人在此基础上完成施工测量控制网的布设及施工区原地形图的测绘。严格审核工程开工应具备的各项条件,并审批开工申请。
2、质量的事中控制
施工工艺过程质量控制,采用现场检查、查阅施工记录以及材料和构配件、监督试验、见证取样,按照旁站方案进行旁站、及时对承包人可能影响工程质量的施工方法以及各种违章作业行为发出调整、制止、整顿直至停止施工批示。发现承包人使用的材料、构配件、工程设备等原因可能导致工程质量不合格或千万事故时,要求承包人采取措施纠正。发现施工环境可能影响工程质量时,应批示承包人采取有效的防范措施。坚持上道工序不检查不准进行下道工序的原则。上道工序完成后,先由施工单位进行自检、专职检,认为合格后再通知现场监理工程师或其他代表到现场会同检验。检验合格后签署认可,方能进行下道工序。隐蔽工程检查验收,隐蔽工程完成后,先由施工单位自检、专职检,初难合格后填报隐蔽工程验收单,报告现场监理工程师检查验收。分项、分部工程验收。应对施工过程中出现的质量问题,以及处理措施或遗漏问题进行详细的记录和拍照,保存好照片等相差资料。工程质量事故处理,质量事故原因、责任的分析--质量事故处理措施的研究确定及处理效果的检查。
3、质量的事后控制
事后严肃把关,对于质量控制要点、要害部位或质量有疑问的部位进行事后复检。严格按照质量评判标准对单元、分部、单位工程组织验收认证。实行质量保证金制度,让“制造”者跟踪一段时间的质量保证,完善其缺陷服务责任。在一定的时间内,尽量让工程在设计负载条件下运行后,再对整个工程组织验收。
为了确保建筑结构件工程质量,工程管理者应讲究质量控制的措施,实行事前控制与事后控制。而典型质量问题――温变裂缝则应采取具体的控制措施,以防治因裂缝产生质量事故的发生。
参考文献:
[1]高等学校试用教材.建筑材料,1985.
[2]中华人民共和国国家标准.混凝土强度检验评定标准GBJ107―87.
【关键字】建筑施工;钢筋混凝土;温控;裂缝控制;技术
中图分类号:TU37文献标识码:A 文章编号:
随着我国国民经济的发展,我国建筑业施工技术取得了巨大的进步,建筑规模不断的扩大,大型的现代化施工实施、大型建筑物,以及重载的大工程与日俱增,大体积混凝土结构因其本身的刚度大、承载性强、施工方便等特点成为了建筑公司的主要建筑材料,大体积混凝土是大型工程项目的主要设施和构筑物的主体,对于混凝土在浇筑的过程中,由于受热不均,水化热的现象等,造成混凝土的体积变形,出现裂缝,裂缝的出现对于建筑物的美观、耐久性和整体性以及结构的承载力等都有较大的影响,因此,在建筑施工中大体积混凝土的温控和裂缝的控制是人们倍加关注的问题。
一、 大体积混凝土的概述
1、 大体积混凝土的定义
到目前为止,建筑行业尚没有为大体积混凝土提出明确的定义,大体积混凝土顾名思义是尺寸较大的混凝土,美国的混凝土学会给大体积混凝土下了定义:任何现浇混凝土,其尺寸达到必须解决水化热及随之引起的体积变形问题,以最大限度的减少开裂硬性的。
2、 大体积混凝土的特点
大体积混凝土的特点是结构厚实,混凝土量大,工程的条件较为复杂,一般采用的是地下现浇钢筋混凝土结构,施工技术要求较高,水泥水化热释放比较集中,内部升温比较快,混凝土的温差较大时,使得混凝土产生温度裂缝,影响结构安全和正常使用。
大体积混凝土是融合了钢筋混凝土和预应力混凝土的优点,所以在我国大型的土建工程中大体积混凝土得到了普遍的使用,尽管其最大限度的减少了开裂现象,但是它的开裂问题依然存在,因此要对大体积混凝土采用有效的措施。
二、 大体积混凝土的裂缝的分类
大体积混凝土出现的裂缝的主要的原因就是温差引起的,裂缝按照深度的不同可以分为贯穿裂缝、深层裂缝和表面裂缝三种。其中贯穿裂缝是由混凝土表面裂缝发展为深层裂缝,最终形成贯穿裂缝,它切断了结构的断面,对于机构的整体性和稳定性有一定的破坏作用,危害较为严重;而深层裂缝部分地切断了结构断面,也会产生一定的危害;表面裂缝一般的危害是比较小的。大体积混凝土施工阶段所产生的温度裂缝,一方面是混凝土内部因素:由于内外温差而产生的;另一方面是混凝土的外部因素:结构的外部约束和混凝土各质点间的约束,阻止混凝土收缩变形,混凝土抗压强度较大,但受拉力却很小,所以温度应力一旦超过混凝土能承受的抗拉强度时,即会出现裂缝
三、 大体积混凝土裂缝产生的最主要的原因
大体积混凝土的开裂主要是由于温差造成的。首先,在混凝土浇筑的初期,会产生大量的水化热现象,由于混凝土本身是热的不良导体,水化热现象的发生会聚集在混凝土的内部而不会轻易的散发出来,混凝土内部的温度会逐渐的升高,而在混凝土的外表的温度就是正常的大气温度,这样就形成了混凝土内外的温度差,而在混凝土凝结的初期抗压力比较弱,而温差在混凝土内部引起的拉应力较强,从而导致了大体积混凝土裂缝的出现;其次,在混凝土完全的凝结以后,要把外面固定混凝土的模具拆除,在拆模的前后表面的温度会出现骤降的情况,这样会出现温度差,造成混凝土的开裂;最后在混凝土内部温度达到最高时,由于外部还是标准的大气温度,因此温度会随着时间的推移而逐渐的散发而达到最低的温度,这样和以前的最高温度相比,在混凝土的内部就形成了一个温度差,造成混凝土出现裂缝。
四、 建筑施工中大体积混凝土的主要温控技术
1、 合理的控制水泥水化热温度
合理的控制水泥水化热的温度是对混凝土实施温控的一个重要技术,在水泥的选用上要尽量使用低热或是中热的水泥配制混凝土;在水泥中渗加粉煤灰等渗和料或是渗加减水剂等用来改善水泥的和易性、降低水泥的水灰比,从而控制水泥的塌落度,降低水化热的现象;此外,在水泥和混凝土配置的过程中,预埋一个冷却水管,通入循环冷却水,从而降低配置好的混凝土的水化热温度,而在一些厚大的混凝土中,要掺入百分二十以下的块石进行吸热,从而达到节省混凝土的目的。
2、降低混凝土浇筑入模的温度
对大体积混凝土进行浇注入模的过程中,要尽量的避开夏季等温度较高的天气,而是选择温度较低的季节里进行浇注混凝土,对于浇筑量不大的块体,最好安排在下午三点以后或是夜间进行;如果由于工期的限制混凝土的浇筑在夏季,要选用低温水或是使用冰水配制混凝土,对骨料通过喷冷水经行降温,在运输中要加盖遮阳,从而降低混凝土拌合物的温度。
五、 建筑施工中大体积混凝土的主要裂缝控制措施
1、 原材料选择的控制
在原材料的购置上采用由预制混凝土供应商为主,项目部为辅的控制方式;混凝土搅拌单位应该和项目部签订合同,严格的执行相关的规范,混凝土搅拌单位应该根据混凝土性能决定用于制造工程中混凝土的原材料,保证工程所用的一切材料、设备、设施和技术复核所规定的种类标准。
2、 加入适量的添加剂
在混凝土中加入外加剂能够减少其收缩开裂的次数,其中减水剂能够起到改善混凝土的和易性、降低水灰比、提高混凝土的强度等作用,在混凝土中加入减水剂能够有效的防止其开裂的机会;引气剂在混凝土中的主要作用是改善混凝土的和易性、可泵性,提高混凝土的耐久性,因此在混凝土中加入引气剂能够防止混凝土裂缝在较短时间内出现。
3、 混凝土的浇筑控制措施
对于建筑物底板的大体积混凝土采用的是斜面式分层浇筑,利用自然流淌形成的斜坡,由远到近,自上而下的逐层沿着混凝土的流淌方向进行连续的浇筑,并且采用减小浇筑层的厚度和采用合理的浇筑顺序,来加快混凝土在凝结初期的水泥水化热的散失,进而有效的降低混凝土中心温度。避免混凝土因为受热不均或是温度下降过快而出现裂缝。
六、 总结
在建筑施工中,大体积混凝土的使用尽管最大限度的降低了裂缝的出现,但是由于混凝土的本身的特性,裂缝的出现依旧是无法避免的,只有对大体积混凝土在原材料的配置,浇筑,搅拌的过程中进行合理的温度控制,才能做到有效的降低裂缝的出现,从而提高建筑结构的安全性,实现建筑物的使用功能。
参考文献:
[1]朱华云,王静洁.大体积混凝土温控防裂技术[J].电力学报,2000年