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论成因大体积混凝土结构裂缝原因与对策

收藏本文 2024-03-21 点赞:5503 浏览:16281 作者:网友投稿原创标记本站原创

【摘 要】近年来,随着经济的进步,土建工程也得到了极大的发展,在各类土建工程中,大体积混凝土也越来越多地被应用于土木建筑工程。在对大体积混凝土病害分析的基础上,本文较详细分析了土木工程中大体积混凝凝土结构的施工设计和技术要点,以保证土木工程建设的质量安全。
【关键词】土建工程;大体积混凝土;裂缝;成因;对策
随着国民经济的快速发展,近年建筑行业发展较快,土木工程施工质量要求的不断提高,大体积混凝土被广泛发应用于土木建筑工程中,并且应用还在逐年增多。大体积混凝土与一般混凝土相比,具有水灰小、强度高、耐久性等优势。但是施工中极易发生裂缝等质量通病,其中主要原因是由于自干燥现象的影响下引起自缩,导致混凝土出现裂缝,从而影响了土建筑工的施工质量和使用寿命。为了消除裂缝缝产生危害,本文将进一步分析大体积混凝土产生裂缝的主要原因,并给出了防止裂缝产生的对策。

一、大体积混凝土出现裂缝问题的主要原因

(一)水泥水化热因素

水化热是水泥在水化过程中释放出的热量。由于大体积混凝土结构断面较厚,表面系数相对较小,导致水泥释放的热量不易扩散而聚集在结构内部,以致于大体积混凝土结构内部的与外界形成较大的温差,出现收不一致,因此出现裂缝问题。

(二)外界温度变化因素

大体积混凝土在土建工程施工过程中,受外界温度的变化影响较大。每当气温骤降,混凝土内、外部的温差增加,形成温度应力。温差越大,温度应力就越大,产生裂缝的可能性就越大。其实,温度应力与水泥水化热因素有机理是一样的,造成大体积混土裂缝的主要因素都缘于温差。

(三)混凝土自缩因素

在大体积混凝土中大约20%的水分是水泥硬化所需要的,其余的都应当被蒸发掉。当蒸发掉的水分超

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过本应该蒸发的水分一—自缩值,就会引起混凝土发生收缩。因此,混凝土自缩与自缩值有着必然关系。通常而言,混凝土的自缩值与所用材料有着很大关联。比如,矿渣制成的混凝土的自缩值后期比较大,使用较细材料制成的混凝土的自缩值早期较大。除此之外,大体积混凝土材料中的添加剂、矿物质掺合物(矿渣等),也是非常重要的影响因素。比如,大体积混凝土中添加的高效减水剂增加了混凝土的流动性,同时也降低了混凝土的自缩值;干缩剂的添加可以将自缩值降低50%左右;膨胀剂等。通过这些例子,足见添加剂对大体积混凝土自缩值的影响。另外,水灰比、骨料的含量与种类也会影响大体积混凝土的自缩值。因此,在思考如何设计大体积缓凝土结构的过程中,应当将导致混凝土裂缝、自缩的因素考虑其中,才能够保证施工设计的科学性和有效性,保证工程的施工质量。

(四)较强的约束力

在土木建筑工程中,大体积混凝土往往都是厚重的整体浇筑物结构,导致地基对其有着明显的约束力。这种来自于外部的约束力会导致混凝土产生严重裂缝现象。大体积混凝土除了外部具有较强的约束力,内部也具有强大的约束力。当然,这种约束力主要来自于温度效应,温度效应是形成内部约束力的主要因素。

二、土木建筑工程中大体积混凝土结构施工设计

(一)施工方案设计原理

关于大体积混凝土出现裂缝问题的原因的论述较多,但是总结来看主要包括两个方面的内容:一是温度应力,二是自缩性。基于以上两种类型的主要影响因素,施工方案设计中除了要考虑如何组织施工,还要考虑减少以上两种因素的不良影响。

(二)施工技术分析

l、控制温度应力
(1)适当减少水泥用量。基于水泥水化热现象的重要影响,应当减少水泥的使用量。减少水泥的使用量,相当于减少可水化的热源,水化热现象的影响也会相对较低一些。当水泥较少的情况下,还需要添加一些其他材料来保证混凝土具有符合施工标准的强度。比如,可以添加一些 些减水剂、混合材料,还可采用比较先进的搅拌技术,既使混凝土内部热量充分散发,又能保证具有良好的搅拌效果。当前,水泥市场上出现一种新型的低热水泥。比如,选择大坝水泥、粉煤灰硅酸盐水泥等类型的低水化热水泥。使用该种类型的水泥,可以明显降低混凝土的温度变化。
(2)控制混凝土浇筑温度。由于混凝土浇筑温度随着气温的变化而变化,在处于上升的温度时浇筑会造成混凝土发生温度应力。因此,土木建筑工程中的大体积混凝土的浇筑工作应当尽量避免在炎热的夏天进行。倘若一定需要在仲夏正午施工,一定要采取有效措施降低原材料温度,进行有效的冷却处理来降低浇筑时混凝土的入模温度。
(3)强制降温。必要时,可采取强制措施来降低混凝土的温度。比如,在混凝土内部预埋冷却水管,向管中排放冷水,利用冷水的温度来降低混凝土的内部温度。

2、提高抗裂性能

(1)掺加添加剂。为了减少混凝土的自缩值,必须采取补偿收缩措施,控制混凝土的自缩性在适合施工的范围之内。因此,应当严格按照混凝土外加剂应用技术规范的、要求采取补偿措施。要想得知准确的限制膨胀率,必须在实验中进行膨胀率实验。只有通过科学技术手段得到的限制膨胀率才能够恰当地补充大体积混凝土的自缩。
(2)添加增强材料。使用增强材料的目的就是为了提高混凝土抗拉强度。比如,有机纤维、无机纤维、金属纤等材料。如在大体积混凝土施工中广泛应用这种材料,能够显著增强混凝土的抗拉强度,提高混凝土的抗裂性能,从而减少裂缝产生的可能性。
(3)增加配筋。科学实验证明,在混凝土在添加合理的配筋能够有效提高混凝土的抗裂性。使用直径较小、分布间距较小的配筋,抗裂效果会更加显著。比如,配筋分布间距小于lOcm时,混凝土的裂缝宽度就可以控制在0.OO5cm以内。在受到拉应力的部位适当地设置配筋,可有效增强薄弱部分的抗裂性。
(4)控制混凝土材料配比,加强施工配合比管理。在正式施工之前,应当在试验室进行混凝土材料配比试验和验证,经过多方比较后方可确定较为合理的配比。确保混凝土的强度满足工程的设计和施工要求,同时保证混凝土结构的强度。并在搅拌过程中严格按照规章程序进行工作,保证混凝土材料充分融合,避免施工时产生离析现象。

3、减少约束力

(1)减少内部约束力。由于大体积混凝土的内部约束来自于温度应力,那么只有减少温度应力才有可能减少内部约束。较少温度应力影响的有效措施,在混凝土内部降温,外部则需要保温。常见的种保温的方法有暖棚法、覆盖法和蓄水法等。这些方式都是经过实践论述的、非常有效的保温方法,能够将混凝土内部温度保持在一定范围之内,减少与外部温度差异。
(2)减少外部约束力。减少外部约束力,主要应当从如何减少地基对混凝土结构约束力的角度出发。如减少地基对混凝与约束力,可用设置滑动层的方法,即在大体积混凝土和地基之间设置的沥青油毡层或砂垫层。滑动层的设置能够减少地基对大体积混凝土约束,保证混凝土地块能够自由变形,进而降低裂缝的风险

三、结束语

在实际施工中,大体积混凝土结构施工技术涉及诸多领域,是一项综合技术。针对大体积混凝土结构施工中常见的质量通病——“裂缝”问题,本文对其原因进行了详细论述,其主要包括两个方面:一是温度应力,二是混凝土自缩。为了有效解决这两个方面的问题,必须严格设计施工方案、选用科学的配比和符合标准的施工材料,并加强施工过程管理,最大程度地避免裂缝问题的出现。
参考文献
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