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土木工程大体积混凝土结构出现裂纹的原因与对策

来源:未知
 

 

  摘要:城市建设直接关系着人们的安危,这就对土木工程建筑的建设质量提出了更高的要求。尤其是大体积混凝土结构的施工技术会直接对土木工程建筑质量产生影响,因此,科学选用大体积混凝土结构施工技术尤为重要。基于此,本文首先对大体积混凝土结构进行了简介,其次对土木工程中大体积混凝土结构施工技术的重要性、大体积混凝土施工技术的特点、大体积混凝土产生自缩的原因、大体积混凝土出现裂缝的原因进行了分析,最后提出了优化土木工程中大体积混凝土结构施工技术的措施,旨在为相关工作者提供参考和借鉴作用。
 
  关键词:土木工程; 大体积混凝土结构; 施工技术; 措施;
 
  目前很多新型的建筑技术已经在建筑工程中得到了广泛应用,这些技术不仅保障了建筑施工的质量,也推动了建筑行业的进一步发展。对于土木工程建筑施工而言,大体积混凝土结构施工技术是必不可少的环节,因此,需要合理控制施工流程,科学选择施工技术,降低裂缝出现的概率,有效保障施工质量。
 
  1 大体积混凝土结构的简介
 
  在土木工程建筑实际施工过程中,由于大体积混凝土结构具有面积大、施工费用高、工序结构复杂等特点,因此,在施工过程中需注意以下三点事项:首先,注重混凝土原材料的配比比例,合理控制混凝土浇筑时间,因为混凝土浇筑的时间直接影响着后期裂缝;其次,科学实施养护工序。混凝土浇筑是第一步,及时养护是第二步,只有两个环节都未出现问题,混凝土才不会出现裂缝;再次,由于混凝土浇筑会产生内外温差,在施工过程中,要严格按照规范标准进行浇筑,以防混凝土出现裂缝,影响建筑质量[1]。
 
  2 土木工程中大体积混凝土结构施工技术的重要性
 
  土木工程建筑建设中的大体积混凝土结构施工是不可或缺的环节之一,其施工质量与整个土木工程建筑的质量息息相关。由于土木工程中的大体积混凝土结构容易受外部环境的影响而引发裂缝问题,尤其是潮湿的环境会加快其裂缝的出现,影响建筑的质量和安全,严重的还会对人们的生命造成威胁。因此,大体积混凝土结构施工只有选用科学的技术,并掌握技术要点,这样才能从根本上保障建筑施工的质量,推动城市和建筑行业的进一步发展[2]。
 
  3 大体积混凝土结构施工技术的特点
 
  大体积混凝土结构施工技术的特点主要包括以下两个方面:(1)大体积混凝土结构施工的面积和浇筑量都比较大,混凝土在浇筑过程中会与水发生反应而释放热量,这便是水化热,水化热会让混凝土内部和外部形成温度差,如果混凝土内部的水化热温度超出标准范围,就会导致混凝土出现收缩裂缝。如果外界的温度和水化热产生温度值偏差过大,所引起的裂缝问题也会随之增加。所以,水化热所释放的热量问题应引起技术人员的重视;(2)在进行土木工程大体积混凝土结构施工时,要尤其重视混凝土浇筑环节,需不间断的完成所有浇筑工序,因为,如果期间间断浇筑,便会引发后期裂缝问题。同时,科学选用施工材料,严格按照标准调配混凝土比例,进而降低浇筑过程中产生的水化热问题[3]。
 
  4 大体积混凝土结构出现自缩的原因
 
  4.1 水泥因素引起的自缩
 
  水泥在混凝土原材料中占据着非常重要的地位,水泥质量与混凝土质量是相互相承的,但由于水泥的型号各式各样,每种型号的水泥都有其各自特性和使用性能,不同型号的水泥自缩能力也千差万别,有的水泥自缩值偏大,如早强水泥、铝酸盐水、泥废渣水泥等,有的水泥自缩值偏小,如中热水泥、低热水泥等。此外,水泥的细度也与自缩速度有很大关系,即细度越细,自缩速度越快。
 
  4.2 矿物掺和比例引起的自缩
 
  在混凝土的配制过程中,通常会在水泥中添加废渣,而废渣的添加量越多,自缩值也会随之变大。尤其是废渣中含有硅灰时,混凝土的自缩值也会增大。另外,自缩值有也减小的情况,即向水泥中添加煤灰,煤灰添加越多,自缩值减少越快。由此可见,不同的掺和物对混凝土的自缩值会产生不同的影响。
 
  4.3 外加剂因素引起的自缩
 
  外加剂因素主要有减水剂、膨胀剂等,减水剂可以有效增加混凝土的流动性,减水剂性能越高,自缩值就越小,是因为减水剂能降低混凝土表面毛细水的张力,张力减小,自缩值自然也会降低。而膨胀剂尤其是氧化钙型的膨胀剂能极大降低混凝土的自缩值。
 
  4.4 其它因素引起的自缩
 
  一般情况下,水泥的自缩值大小与温度变化存在一定的联系,当温度发生变化,其也会随之变化。尤其是温度处于16℃~41℃之间时,混凝土的自缩值和自缩速度都会发生较大的变化。当减少水灰的比值时,也会增大混凝土的自缩值和自缩速度。另外,在完成混凝土浇筑后,如果没有及时养护,在外部环境的影响下也会产生不同程度的自缩。还有就是混凝土中骨料的含量也会影响自缩,而骨料的类型不同,自缩程度也各异,但它们都有一个同理,即骨料含量越高,混凝土的自缩值就越小。
 
  5 大体积混凝土结构出现裂缝的原因
 
  5.1 水泥水化热引起的裂缝
 
  混凝土在浇筑后的8d左右,水泥会因水化热过程会释放大量的热量,通过实践发现,平均每克水泥释放的热量大约在600J左右,如果混凝土需380kg/m3的水泥,那么混凝土释放的热量高达18500kJ作用,对于大体积混凝土而言,由于结构厚、截面尺寸大,热量就会不易扩散,致使混凝土内部和外部产生温度梯度,在混凝土的内部产生压应力,外部产生拉应力,当混凝土的抗拉强度小于外部拉应力时,就会引发混凝土裂缝问题。
 
  5.2 温差变化引起的裂缝
 
  土木工程中大体积混凝土结构在进行浇筑施工时,浇筑温度容易受外部环境的影响,如果外界温度波动值较大,就会使混凝土内部和外部产生温差阶梯,形成温度应力,导致混凝土出现裂缝。可以说,温差是造成混凝土出现裂缝问题主要因素。
 
  5.3 混凝土自缩引起的裂缝
 
  水泥硬化是大体积混凝土结构施工的重要环节,水泥在硬化过程中需要大约30%的水分,正常情况下,剩余的水分就会被蒸发掉,如果水分蒸发过程出现异常情况,就会产生自缩值,引起混凝土收缩,混凝土的收缩程度与自缩值存在很大的联系。而导致混凝土产生自缩值的主要原因是材料,如在使用后期,由废渣制成的混凝土自缩值会增大,在使用早期,由细材料制成的混凝土的自缩值较大。此外,还有大体积混凝土材料中矿物掺和比例、外加剂,如减水剂和膨胀剂,水灰的比例、骨料的类型及含量都会对混凝土的自缩产生影响。
 
  5.4 约束力引起的裂缝
 
  在进行大体积混凝土结构施工时,由于其面积大、结构重,而浇筑又需要连续整体浇筑,此时,地基会对混凝土形成一股外部约束力,进而引发混凝土裂缝问题。同样,约束力还有来自混凝土内部,即温度应力产生的约束力,使混凝土出现裂缝。
 
  6 优化土木工程中大体积混凝土结构施工技术的措施
 
  6.1 科学使用施工技术
 
  科学使用施工技术包括以下三个方面:(1)合理控制水泥用量。由于水泥是混凝土重要的原材料,但其由于会产生水化热现象而释放大量的热量,导致混凝土内外部出现温差值引发裂缝,因此,为了减少水泥水化热放出的热量,合理控制水泥用量是关键。除此之外,还可以根据实际情况选择搅拌技术,充分搅拌混凝土,使其内部热量散发出来。(2)合理控制建筑温度。由于气温对混凝土浇筑的温度影响较大,浇筑温度的波动会直接影响混凝土的温度应力。大体积混凝土浇筑应尽量避免在高温天气施工,如切实需要在高温天气进行浇筑,那么一定要做好原材料的降温措施,将浇筑温度合理控制在规定范围内。(3)针对特殊情况进行强制降温,这种方式主要是对埋在混凝土内部的水管所采取的降温措施。
 
  6.2 注重混凝土抗裂性能的提高
 
  要想提高混凝土的抗裂性能,需要从以下四个方面入手:(1)科学加入添加剂。在混凝土原料中增加添加剂是控制其自缩值的有效方式之一,目前常用的添加剂有减水剂和膨胀剂,需注意的是,添加剂的掺加需要严格按照混凝土外加剂的规范标准进行,这样才能确保自缩值在规定范围内,增强其抗裂性;(2)与时俱进,关注新型混凝土材料。目前新型混凝土材料主要有活性微粒混凝土、纤维增强混凝土、轻质混凝土等,这些新型混凝土都具有抗拉强度高、抗裂性能好的优势;(3)注重添加配筋合理性。合理添加配筋也是提升混凝土抗裂性能的有效途径之一;(4)注重混凝土原材料的调配比例。科学配比混凝土原材料是提升其抗裂性的前提和基础。因此,在进行大体积混凝土结构施工前,技术人员应该严格按照规定的比例进行原材料配比,如有条件可以先提前实验,准确计算各种原料的比例。这样才能保证混凝土的强度达到施工要求。此外,还需重视混凝土的搅拌工作,均匀搅拌,防止出现离析问题。
 
  6.3 减少约束力
 
  减少约束力主要包括两个方面:即减少内部约束力和减少外部约束力。首先,内部约束力的减少方法。温度应力是大体积混凝土结构产生内部约束力的主要原因,温度应力会随着内部约束力的增加而增大。而产生温度应力的原因是混凝土内外部温差形成的。所有减少内部约束力的有效方式是要合理控制混凝土内部温度,尽量缩小与外部温差值。混凝土内部温度的控制可以通过采用覆盖、暖棚等保温方式。其次,外部约束力的减少方法。在进行大体积混凝土结构施工时,由于其面积大、结构重,而浇筑又需要连续整体浇筑,此时,地基会对混凝土形成一股外部约束力,进而引发混凝土裂缝问题。因此,减少地基对混凝土的约束力是降低外部约束力的解决之道。目前,主要是通过在大体积混凝土与地基接触面之间设置滑动层,以此减少外部约束力,使混凝土免受裂缝的损坏。
 
  7 结束语
 
  总而言之,土木工程中大体积混凝土结构施工技术具有一定的复杂性,其中涉及到很多的施工细节。大体积混凝土结构施工是土木工程必不可少的环节,二者在质量方面的作用是相互相承的。因此,只有大体积混凝土结构施工质量得到了保障,才能提高土木工程建筑的整体质量,这就需要科学、有效解决大体积混凝土施工过程中出现的所有问题,为保障土木工程建筑质量奠定坚实的基础。
 
  参考文献
 
  [1] 徐建月.土木工程建筑中大体积混凝土结构的施工技术要点探析[J].住宅与房地产,2019(27):165.
  [2] 赵大勇.论土木工程中大体积混凝土结构施工技术[J].住宅与房地产,2019(28):211.
  [3] 李成,张力.土木工程建筑中大体积混凝土结构的施工技术探讨[J].绿色环保建材,2019(11):137,139.
 
作者单位:福建江夏学院原文出处:陈佳润.论土木工程中大体积混凝土结构施工技术[J].建材与装饰,2020(11):7-8.
 

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