论文部分内容阅读
摘 要:随着我国现代化建设不断向前推进,大体积混凝土结构在施工建设中的应用也越来越普遍。为此论文对大体积混凝土裂缝的成因和混凝土的养护进行了浅显探讨,以期为同行提供借鉴和参考。
关键词:混凝土;施工技术;应用
近些年,我国经济实力不断提高,对基础设施的投入力度的不断加大,我国的大型、特大型工程日益增多,大体积混凝土工程也越来越多。其特点是长度、宽度、厚度尺寸均较大,混凝土浇筑面和浇筑量大,整体性要求高,往往不允许留施工缝,对混凝土施工技术要求也较高[1]。因此,加强对大体积混凝土裂缝的成因的分析,研究落实对混凝土的养护就显得尤为重要。
一、大体积混凝土裂缝的成因分析
根据有关资料,混凝土早期裂缝叨%左右由施工因素造成的,15%左右因混凝土材料方面的原因造成,5%左右因设计不当造成。按照日本混凝土工程协会编写的《混凝土工程裂缝调查及补强加固技术规程》,混凝土裂缝的产生主要与材料、施工、设计、使用环境等有关。因此,混凝土产生裂缝原因主要有以下几点。
(一)混凝土本身的影响
1、混凝土的体积稳定性
混凝土的体积稳定性是指混凝土在抵抗物理、化学作用下产生变形的能力。体积稳定性不好致使混凝土的抗渗性性能降低,溶液性的物质渗透到混凝土中,造成混凝土的耐久性能下降。混凝土的体积变化可以分为三个阶段。
①混凝土硬化前的体积变化;②混凝土硬化过程中的体积变化;③混凝土硬化后的体积变化。
2、混凝土的收缩性
收缩是混凝土本身所固有的一种重要特性。在没有负载的情况下,混凝土的开裂往往由于收缩变形而导致。混凝土的收缩变形主要包括以下几个方面等。
①干燥收缩;②自收缩;③塑性收缩;④化学减缩;⑤温度收缩;⑥碳化收缩;⑦沉降收缩。
3、混凝土的徐变性
在任意荷载作用下,混凝土结构除了发生弹性变形外,还产生一种随时间缓慢增加的非弹性变形,称为"徐变变形"。徐变变形比瞬时弹性变形大1-3倍。徐变变形是混凝土内部质点的粘性滑动现象。当混凝土结构变形不变,混凝土内部约束应力减小,称为"应力松弛"。徐变能降低大体积混凝土结构的温度应力,减少收缩裂缝,也能削减结构应力集中区和因基础不均匀沉降引起局部应力的结构的应力峰值[2]。有时在工程施工中可在保持大体积混凝土强度不变的条件下,设法提高混凝土的徐变以减缓结构裂缝的目的。但结构的徐变也有不利的一面,比如徐变会不断加大结构的变形;在预应力混凝土结构中,徐变会还会引起预应力的损失等,所以应综合考虑徐变的影响。
4、混凝土所用材料的影响
①水泥和水
混凝土结构开裂主要是由于本身收缩受到约束而产生的拉应力超过其抗拉强度。混凝土产生的收缩值及强度值因水泥种类、水泥用量拌制不同而不同。水泥的细度问题是需要我们特别关注的,水泥的细度越细,混凝土越容易开裂。
②砂、石骨料
混凝土骨料的含泥量越高越容易开裂。这是由于骨料表面所带的泥份妨碍了骨料与水泥浆之间的咬合粘结,弱化了界面结构,因而降低了混凝土的抗拉强度。
③外加剂和掺合料
试验表明掺化学外加剂的混凝土干缩值较大。使用一般化学外加剂比使用促凝性AE减水剂的干缩值低。混凝土的初期干缩值在使用外加剂的情况下较大,不掺外加剂比使用促凝性AE减水剂混凝土的干缩值低。混凝土掺加膨胀剂时养护的要求更高。在早期养护不好时,膨胀混凝土更容易发生裂缝[3]。
(二)施工方面的因素
①违章施工、不当施工造成混凝土裂缝
夏季施工时由于混凝土的经时坍损较大,混凝土的和易性和流动性较差,如果现场工人人为加水,就会降低混凝土强度,造成不同配比混凝土的干缩裂缝和凝缩裂缝。主要由以下原因造成。重视施工时预留孔洞、预埋通风采暖水电管道,未采取钢筋加强措施,造成裂缝;主要结构部位模板支撑不利,或拆模过早造成混凝土内部受振,或者混凝土内部在未达到设计强度时超负荷造成裂缝;混凝土养护工作管理不严,造成混凝土早期强度增长时失水,收缩量大,产生裂缝;现场浇筑停歇时间超过混凝土终凝时间,没有处理好接头部位等。
②施工时混凝土振捣方式不当
不正确的振捣方式会造成混凝土分层离析、表面浮浆而使混凝土面层开裂,或混凝土产生均匀沉降收缩而在结构厚薄交界处出现裂缝。
③混凝土养护不当引起混凝土开裂
现场养护不当是造成混凝土收缩开裂最主要的原因。混凝土浇筑后,若表面不及时覆盖进行潮湿养护,表面水分迅速蒸发,很容易产生收缩裂缝,特别是在风速、相对湿度低、大气温高的情况下,干缩更容易发生。
④环境气候的因素
外界气温的变化情况在大体积混凝土结构施工期间对防止大体积混凝土开裂有重大影响。混凝土的内部温度是各种温度的叠加,而温度应力则是温差所引起的温度变形造成的,与温差呈正比。因此,应采取合理的温度控制措施,以防大体积混凝土温度应力过大[4]。
二、大体积混凝土的养护途径
降低大体积混凝土块体内外温度差和減慢降温速度来达到降低块体自约束应力和提高混凝土抗拉强度,以承受外约束应力时的抗裂能力,对混凝土的养护是非常重要的。具体而言,可以通过以下途径:
(一)保湿养护
1、刚浇筑不久的砼,尚处于凝固硬化阶段,水化的速度较快,适宜的潮湿条件可防止砼表面脱水而产生干缩裂缝。
2、砼在潮湿条件下,可使水泥的水化作用顺利进行,提高砼的极限拉伸强度。防水混凝土的养护是至关重要的。在浇灌后,如混凝土养护不及时,混凝土内水分将迅速蒸发,使水泥水化不完全。而水分蒸发造成毛细管网彼此连通,形成渗水通道;同时混凝土收缩增大,出现龟裂,使混凝土抗渗性急剧下降,甚至完全丧失抗渗能力。
(二)保湿养护
首先,在每次混凝土浇筑完毕后,应及时按温控技术措施的要求进行保温养护,并应符合下列规定:1、保温养护措施,应使混凝上浇筑块体的内外温差及降温速度满足温控指标的要求;2、保温养护的持续时间,应根据温度应力(包括混凝土收缩产生的应力)加以控制、确定,但不得少于巧天。保温覆盖层的拆除应分层逐步进行;3、保温养护过程中,应保持混凝土表面的湿润。
其次,混凝土浇筑后4-6小时内可能在表面上出现塑性裂缝,可采取二次压光或二次浇灌层处理。
再次,塑料薄膜、草袋锯末等可作为保温材料覆盖混凝土和模板,在寒冷季节可搭设挡风保温棚。覆盖层的厚度应根据温控指标的要求计算。
最后,在大体积混凝土施工时,可因地制宜地采用保温性能好而又便宜的材料用作大体积混凝土的保温养护中。
参考文献:
[1] 黄亮.房屋建筑大体积混凝土结构施工技术[J].建筑技术,2012,16(7):195
[2] 陈裕新.浅析钢筋混凝土裂缝的预防和控制[J].中国高新技术企业,2009,(11):178.
[3] 卢云峰.高层建筑地下室钢筋混凝土裂缝的成因和控制[J].中国科技博览,2009,(32):316.
[4] 张进才,王利,陈倩.浅谈钢筋混凝土裂缝的成因及预防[J].科学之友,2009,(4):149-150.
作者简介:陈景明,四川二滩国际工程咨询有限责任公司。朱小军,四川二滩国际工程咨询有限责任公司。
关键词:混凝土;施工技术;应用
近些年,我国经济实力不断提高,对基础设施的投入力度的不断加大,我国的大型、特大型工程日益增多,大体积混凝土工程也越来越多。其特点是长度、宽度、厚度尺寸均较大,混凝土浇筑面和浇筑量大,整体性要求高,往往不允许留施工缝,对混凝土施工技术要求也较高[1]。因此,加强对大体积混凝土裂缝的成因的分析,研究落实对混凝土的养护就显得尤为重要。
一、大体积混凝土裂缝的成因分析
根据有关资料,混凝土早期裂缝叨%左右由施工因素造成的,15%左右因混凝土材料方面的原因造成,5%左右因设计不当造成。按照日本混凝土工程协会编写的《混凝土工程裂缝调查及补强加固技术规程》,混凝土裂缝的产生主要与材料、施工、设计、使用环境等有关。因此,混凝土产生裂缝原因主要有以下几点。
(一)混凝土本身的影响
1、混凝土的体积稳定性
混凝土的体积稳定性是指混凝土在抵抗物理、化学作用下产生变形的能力。体积稳定性不好致使混凝土的抗渗性性能降低,溶液性的物质渗透到混凝土中,造成混凝土的耐久性能下降。混凝土的体积变化可以分为三个阶段。
①混凝土硬化前的体积变化;②混凝土硬化过程中的体积变化;③混凝土硬化后的体积变化。
2、混凝土的收缩性
收缩是混凝土本身所固有的一种重要特性。在没有负载的情况下,混凝土的开裂往往由于收缩变形而导致。混凝土的收缩变形主要包括以下几个方面等。
①干燥收缩;②自收缩;③塑性收缩;④化学减缩;⑤温度收缩;⑥碳化收缩;⑦沉降收缩。
3、混凝土的徐变性
在任意荷载作用下,混凝土结构除了发生弹性变形外,还产生一种随时间缓慢增加的非弹性变形,称为"徐变变形"。徐变变形比瞬时弹性变形大1-3倍。徐变变形是混凝土内部质点的粘性滑动现象。当混凝土结构变形不变,混凝土内部约束应力减小,称为"应力松弛"。徐变能降低大体积混凝土结构的温度应力,减少收缩裂缝,也能削减结构应力集中区和因基础不均匀沉降引起局部应力的结构的应力峰值[2]。有时在工程施工中可在保持大体积混凝土强度不变的条件下,设法提高混凝土的徐变以减缓结构裂缝的目的。但结构的徐变也有不利的一面,比如徐变会不断加大结构的变形;在预应力混凝土结构中,徐变会还会引起预应力的损失等,所以应综合考虑徐变的影响。
4、混凝土所用材料的影响
①水泥和水
混凝土结构开裂主要是由于本身收缩受到约束而产生的拉应力超过其抗拉强度。混凝土产生的收缩值及强度值因水泥种类、水泥用量拌制不同而不同。水泥的细度问题是需要我们特别关注的,水泥的细度越细,混凝土越容易开裂。
②砂、石骨料
混凝土骨料的含泥量越高越容易开裂。这是由于骨料表面所带的泥份妨碍了骨料与水泥浆之间的咬合粘结,弱化了界面结构,因而降低了混凝土的抗拉强度。
③外加剂和掺合料
试验表明掺化学外加剂的混凝土干缩值较大。使用一般化学外加剂比使用促凝性AE减水剂的干缩值低。混凝土的初期干缩值在使用外加剂的情况下较大,不掺外加剂比使用促凝性AE减水剂混凝土的干缩值低。混凝土掺加膨胀剂时养护的要求更高。在早期养护不好时,膨胀混凝土更容易发生裂缝[3]。
(二)施工方面的因素
①违章施工、不当施工造成混凝土裂缝
夏季施工时由于混凝土的经时坍损较大,混凝土的和易性和流动性较差,如果现场工人人为加水,就会降低混凝土强度,造成不同配比混凝土的干缩裂缝和凝缩裂缝。主要由以下原因造成。重视施工时预留孔洞、预埋通风采暖水电管道,未采取钢筋加强措施,造成裂缝;主要结构部位模板支撑不利,或拆模过早造成混凝土内部受振,或者混凝土内部在未达到设计强度时超负荷造成裂缝;混凝土养护工作管理不严,造成混凝土早期强度增长时失水,收缩量大,产生裂缝;现场浇筑停歇时间超过混凝土终凝时间,没有处理好接头部位等。
②施工时混凝土振捣方式不当
不正确的振捣方式会造成混凝土分层离析、表面浮浆而使混凝土面层开裂,或混凝土产生均匀沉降收缩而在结构厚薄交界处出现裂缝。
③混凝土养护不当引起混凝土开裂
现场养护不当是造成混凝土收缩开裂最主要的原因。混凝土浇筑后,若表面不及时覆盖进行潮湿养护,表面水分迅速蒸发,很容易产生收缩裂缝,特别是在风速、相对湿度低、大气温高的情况下,干缩更容易发生。
④环境气候的因素
外界气温的变化情况在大体积混凝土结构施工期间对防止大体积混凝土开裂有重大影响。混凝土的内部温度是各种温度的叠加,而温度应力则是温差所引起的温度变形造成的,与温差呈正比。因此,应采取合理的温度控制措施,以防大体积混凝土温度应力过大[4]。
二、大体积混凝土的养护途径
降低大体积混凝土块体内外温度差和減慢降温速度来达到降低块体自约束应力和提高混凝土抗拉强度,以承受外约束应力时的抗裂能力,对混凝土的养护是非常重要的。具体而言,可以通过以下途径:
(一)保湿养护
1、刚浇筑不久的砼,尚处于凝固硬化阶段,水化的速度较快,适宜的潮湿条件可防止砼表面脱水而产生干缩裂缝。
2、砼在潮湿条件下,可使水泥的水化作用顺利进行,提高砼的极限拉伸强度。防水混凝土的养护是至关重要的。在浇灌后,如混凝土养护不及时,混凝土内水分将迅速蒸发,使水泥水化不完全。而水分蒸发造成毛细管网彼此连通,形成渗水通道;同时混凝土收缩增大,出现龟裂,使混凝土抗渗性急剧下降,甚至完全丧失抗渗能力。
(二)保湿养护
首先,在每次混凝土浇筑完毕后,应及时按温控技术措施的要求进行保温养护,并应符合下列规定:1、保温养护措施,应使混凝上浇筑块体的内外温差及降温速度满足温控指标的要求;2、保温养护的持续时间,应根据温度应力(包括混凝土收缩产生的应力)加以控制、确定,但不得少于巧天。保温覆盖层的拆除应分层逐步进行;3、保温养护过程中,应保持混凝土表面的湿润。
其次,混凝土浇筑后4-6小时内可能在表面上出现塑性裂缝,可采取二次压光或二次浇灌层处理。
再次,塑料薄膜、草袋锯末等可作为保温材料覆盖混凝土和模板,在寒冷季节可搭设挡风保温棚。覆盖层的厚度应根据温控指标的要求计算。
最后,在大体积混凝土施工时,可因地制宜地采用保温性能好而又便宜的材料用作大体积混凝土的保温养护中。
参考文献:
[1] 黄亮.房屋建筑大体积混凝土结构施工技术[J].建筑技术,2012,16(7):195
[2] 陈裕新.浅析钢筋混凝土裂缝的预防和控制[J].中国高新技术企业,2009,(11):178.
[3] 卢云峰.高层建筑地下室钢筋混凝土裂缝的成因和控制[J].中国科技博览,2009,(32):316.
[4] 张进才,王利,陈倩.浅谈钢筋混凝土裂缝的成因及预防[J].科学之友,2009,(4):149-150.
作者简介:陈景明,四川二滩国际工程咨询有限责任公司。朱小军,四川二滩国际工程咨询有限责任公司。