浅谈建筑工程大体积混凝土温度裂缝成因分析与控制

作者:未知

  摘 要:在城市基建项目建设中,混凝土作为一种常见常用的施工材料,凭借其性能优势,有力保障了工程的质量效益。路桥地基及面层施工中,由于其施工面积大,为提高工程的安全等级及施工效率,一般选用大体积混凝土。大体积混凝土在制备及浇筑中的常见问题之一是温度裂缝,针对大体积混凝土温度裂缝展开相应的原因分析及控制措施探讨,极为必要。
  关键词:大体积混凝土;温度裂缝;成因;控制措施
  一、大体积混凝土温度裂缝成因及其危害
  1.大体积混凝土温度裂缝的成因
  大体积混凝土温度裂缝问题在施工实践中较为常见,其一旦出现,对工程的施工质量及最终建筑物的质量验收都会造成不良影响。通常而言,大体积混凝土温度裂缝的产生主要是基于混凝土材料属性的制约。具体而言,大体积混凝土温度裂缝产生的原因有以下几个方面:
  第一,大体积混凝土材料质量瑕疵。这一环节主要是在混凝土的配备上,如施工技术人员未严格参照大体积混凝土各类组成材料的配比比例进行操作,会增大混凝土使用环节出现强度下降、内外荷载力不均、材料容脆的概率,最终会导致混凝土温度裂缝的出现。
  第二,大体积混凝土温度控制不力。大体积混凝土在配制完成后,需要考虑到配制搅拌时的温度,同步做好混凝土的运输温度控制,让其在运输车和运输罐里能够保持在合理的温度区间内。但随着施工环境,尤其是施工现场温度的变化,混凝土在出罐浇筑时,极易由于内外温差的差异,致使温度裂缝产生。大体积混凝土温度裂缝的源头,主要源于现场浇筑、水化反应温度因素。
  第三,大体积混凝土施工设计不科学。将大体积混凝土应用到建筑施工环节时,需要考虑到混凝土的等级标号及其能够承担的荷载应力最大值,以此设计建筑物的整体受力结构。但在这一环节中如没有充分兼顾并计算混凝土的最大荷载应力,也会导致混凝土因上下结构压力而造成混凝土裂缝。
  2.大体积混凝土温度裂缝危害
  随着城市基建项目数量及规模的增多,高层建筑及复合式桥梁已屡见不鲜,作为其中的主要施工原料,大体积混凝土有了更大的用武之地。在此背景下,由于大体积混凝土应用范围的扩大,如在施工前后出现大体积混凝土的温度裂缝及结构开裂问题,如裂缝较小,会影响建筑物的美观程度;如裂缝较大,会导致建筑物及路桥的寿命周期直线下降。大体积混凝土在建筑物施工中起到稳定及坚固框架结构的基础作用,混凝土性能表现越好,建筑物结构更具稳定性和安全性。此外,大体积混凝土凭借整体性,还能够在轻度地质灾害,如地震等自然活动产生时,发挥其稳固建筑物主体,减少人财物损失的作用。
  二、大体积混凝土温度裂缝产生的关键因素分析
  大体积混凝土温度裂缝产生的关键在于混凝土温度应力没有得到有效控制。混凝土受制于温差等因素,会在混凝土内部形成较大的温度应力,当内外部应力大小不一并超出混凝土承受限值时,温度裂缝随之产生。具体到混凝土温度裂缝,其又可分为三个反应阶段:在温度裂缝产生早期,混凝土主要对外部温度环境产生轻微反应;在温度裂缝产生中期,混凝土内外温度开始产生交叉叠加作用;在温度裂缝晚期阶段,内外温差已经达到较大值,混凝土的弹性表现逐渐衰弱,在荷载应力作用下,混凝土裂缝不可避免。
  大体积混凝土温度裂缝产生是一个由慢而快的过程,表现出一定的线性发展特点。由于混凝土,特别是大体积混凝土,具备了较大的面积,混凝土内部结构更加容易受到外部温度因素的影响而增大内外温度差异比值。混凝土结构一旦发生变化,混凝土内部温度就趋于复杂,由此,混凝土应力就会有所受损。
  三、大體积混凝土温度裂缝控制措施探究
  1.提高大体积混凝土配制质量,调控混凝土温度
  大体积混凝土在原材料的选择及配比上,要着眼于混凝土性能表现,在水泥、水、粗细集料用量上进行严格管控。根据大体积混凝土的使用对象及建造标准,确定混凝土的强度等级及标号大小,根据实验室数据设定水灰比,在配制时全面考虑并控制配制和搅拌温度。对混凝土的温度表现进行实时监测,如温度升高或降低过快,需要采取相应的手段对其进行抑制,可以结合大体积混凝土浇筑现场的自然地理条件确定方法。通过对混凝土温度进行调控和适当的减缓,能够使混凝土内部结构处于一个稳定的状态,以此保持混凝土的强度和弹性,降低大体积混凝土体积极收缩的概率。
  2.合理添加外加剂,降低水泥导热性
  大体积混凝材料占比中,水泥作为重要构成原料之一,占比最大,相应地,混凝土质量表现很大程度上取决于水泥材料的性能。在大体积混凝土水泥材料的选取上,要优选不具备过高导热性的水泥品种,并将水泥占比用量严格控制在配制搅拌施工技术标准范围内,将大体积混凝土与外部温度感应接触的敏感程度降低。为降低水泥导热性,提高水泥质量表现,在进行大体积混凝土温度裂缝控制时,可以合理适量地通过增加外加剂的方式,减小混凝土裂缝发生几率。例如,在水泥浆稠度的调控上,通过增添防裂剂,可以起到显著的效果,可提高混凝土的抗裂等级,有效防止大体积混凝土出现裂缝。
  3.做好大体积混凝土浇筑后续环节温度管控
  大体积混凝土浇筑完成后,要根据施工现场的温度情况,及时做好混凝土浇筑后的温度管控。通过铺设毛毡等措施使混凝土处于保暖状态,减轻温度应力反应。在夏季要避免混凝土受阳光暴晒,避免发生温度的变化。加强大体积混凝土温度的检测,对信息进行有效的控制,时刻掌握混凝土温度的变化,减小混凝土温湿度。
  四、结语
  大体积混凝土在保障高层建筑物及高等级路桥施工质量上起到重要作用,针对大体积混凝土施工前中后较易因温度因素而引发温度裂缝的问题,要注重从原料的配制比例控制、温度调控、浇筑后期保温措施跟进等方面加以完善,不断提高大体积混凝土的性能表现。
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