李瑩
[摘要]混凝土作為工程施工中的重要材料,具有韌性強,成本低的優(yōu)勢,以其獨特的優(yōu)勢得到了廣泛應用。在混凝土施工中,由于材料特性,可能出現(xiàn)溫度裂縫問題,影響到混凝土整體強度和使用壽命。通常情況下,混凝土是由于水泥水化熱導致溫度變化,混凝土內(nèi)外溫差較大,為建筑物整體安全帶來了嚴重威脅。故此,加強混凝土施工過程的溫度及裂縫控制十分關鍵,有助于為建筑物整體安全提供保障。本文就混凝土施工中的溫度及裂縫控制展開分析,分析裂縫的原因,提出合理有效措施予以控制。
[關鍵詞]混凝土;溫度應力;裂縫;后期養(yǎng)護;水泥水化熱
文章編號:2095-4085(2019)03-0140-02
在工程建設全過程中,混凝土作為工程主要材料,在施工質(zhì)量控制中占據(jù)重要地位。如果施工中的溫度裂縫無法及時有效處理,將會嚴重威脅到混凝土結(jié)構(gòu)安全性和承載力,影響到建筑物整體使用壽命。
1混凝土施工溫度裂縫控制的意義
當前我國的經(jīng)濟處于穩(wěn)定增長階段,現(xiàn)代工藝和技術不斷推陳出新,在工程建設中不可避免的出現(xiàn)矛盾沖突。尤其是作為工程施工中的主要材料,混凝土由于配合比不合理,澆筑或是后期養(yǎng)護不當,可能出現(xiàn)溫度裂縫,嚴重威脅到工程整體質(zhì)量和安全。
我國當前現(xiàn)行的行業(yè)標準中,混凝土在膠凝材料水化熱作用下會出現(xiàn)溫度應力,進而出現(xiàn)裂縫問題,影響到混凝土結(jié)構(gòu)整體強度和硬度。對于大體積混凝土而言,結(jié)構(gòu)物實體最小幾何尺寸在1m以上的混凝土,此類混凝土由于界面劑較大,在具體調(diào)配期間需要運用到大量的水泥,水泥水化熱會引發(fā)混凝土內(nèi)外溫度差異。由于混凝土自身的導熱性較差,水化熱過程中會導致熱量快速流失,內(nèi)部熱量散失,加劇溫度裂縫出現(xiàn)。
2混凝土裂縫的分類
工程施工中可能出現(xiàn)溫度裂縫,從溫度裂縫出現(xiàn)的原因角度進行劃分,包括耦合下的裂縫,荷載下的裂縫以及變形作用下的裂縫。如果從有害程度來劃分,包括有害裂縫和無害裂縫,其中有害裂縫是指對建筑物的整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和使用功能產(chǎn)生不良影響,多數(shù)是指裂縫寬度超過規(guī)定20%的為輕度,超過規(guī)定50%的中度,超過規(guī)定100%為重度。
如果是從深度角度來劃分,混凝土裂縫包括表面裂縫,淺層裂縫,深層裂縫和貫穿裂縫集中。其中貫穿裂縫會完全破壞混凝土結(jié)構(gòu),混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性和防水性會遭到嚴重破壞,不利于混凝土原有作用充分發(fā)揮,帶來的危害較為嚴重;深層裂縫則會切斷混凝土結(jié)構(gòu)斷面,有一定危害;表面裂縫的出現(xiàn),混凝土收縮時會集中應力到某個位置,對于混凝土具體應用效果產(chǎn)生不良影響。
通常情況下,溫度收縮應力作用下產(chǎn)生的初始性裂縫,并不會影響到結(jié)構(gòu)物整體承載力,但是會對混凝土結(jié)構(gòu)物的耐久性和防水性產(chǎn)生不良影響。為了規(guī)避鋼筋混凝土出現(xiàn)碳化,腐蝕問題,需要針對性的對混凝土進行補強處理。如果是對于地下結(jié)構(gòu)而言,混凝土防水性能受到影響,將會侵蝕地基,影響到整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性?;炷亮芽p寬度在0.1mm~0.2mm范圍內(nèi),會出現(xiàn)輕微滲水問題,一段時間后即可自愈;如果裂縫寬度在0.2mm~0.3mm范圍內(nèi),滲水量會逐漸增加,需要通過化學注漿法處理。
3混凝土施工過程中溫度裂縫形成的原因
3.1水泥水化熱
水泥水化熱是導致混凝土溫度裂縫出現(xiàn)的主要原因,是由于混凝土截面厚度比較大,混凝土內(nèi)部水化熱集中不容易流失。結(jié)構(gòu)自然散熱,在混凝土澆筑3d后內(nèi)部達到最高溫度。在混凝土澆筑初期,強度和彈性模量處于較低水平,對于水化熱導致的溫度上升限制力度不足,溫度應力較小。隨著混凝土齡期增長,在一定程度上促使彈性模量提升,并對混凝土內(nèi)部形成較強限制,受到溫度應力作用出現(xiàn)裂縫問題。
3.2環(huán)境氣溫變化
混凝土施工過程中,外部環(huán)境氣溫變化同樣會導致混凝土溫度裂縫出現(xiàn)。外部溫度越高,混凝土的澆筑溫度越高,由于混凝土內(nèi)外溫差是溫度變形導致,溫差越高,溫度應力越大,內(nèi)部溫度甚至高達80C,溫度延續(xù)時間較久。故此,應該選擇合理有效的控制措施,盡可能避免溫差過大產(chǎn)生溫度裂縫。
4混凝土施工過程中溫度及裂縫控制措施
4.1混凝土溫度應力控制
混凝土配合比中,選擇干硬性混凝土,適當添加引氣劑、塑化劑和摻混合料,減少水泥用量,最大程度上降低水化熱帶來的溫度應力?;炷涟韬掀陂g,水冷卻碎石,降低內(nèi)部溫度,后續(xù)混凝土澆筑溫度隨之下降;控制混凝土澆筑厚度,充分發(fā)揮澆筑層面散熱作用;在混凝土內(nèi)部埋設循環(huán)水管,通入冷水后來降低內(nèi)部溫度;在外界溫度變化較大季節(jié),需要做好混凝土的保溫養(yǎng)護工作,避免混凝體內(nèi)外溫差過大。
4.2混凝土外界約束環(huán)境改良
混凝土施工中,通過混凝土合理劃塊分縫,優(yōu)化施工工序和工期,避免混凝土起伏過大,長期暴露在外界環(huán)境下。優(yōu)化混凝土結(jié)構(gòu)整體性,避免貫穿裂縫的存在,對新澆筑的混凝土及早拆模,提高模板周轉(zhuǎn)率來降低資源損耗和施工成本,有效提升混凝土施工效率。如果混凝土溫度在外界氣溫以上,需要綜合考量拆模時間,規(guī)避混凝土裂縫問題出現(xiàn)。
通常情況下,混凝土施工過程中很容易受到客觀因素影響出現(xiàn)隱患,不利于結(jié)構(gòu)整體安全性和穩(wěn)定性。大體積混凝土施工中,鋼筋對于溫度應力帶來的影響較小,但是混凝土彈性模量和鋼彈性模量差異較大,混凝土應力在抗拉強度以上出現(xiàn)裂縫,嚴重影響到鋼筋應力。基于此,如果加入鋼筋來規(guī)避混凝土裂縫問題出現(xiàn)難度較大,加筋會導致混凝土結(jié)構(gòu)裂縫縱橫交叉,寬度小,間距小。如果鋼筋直徑小,間距小,對于混凝土抗裂性能提升具有重要促進作用。由于鋼筋混凝土表面出現(xiàn)較淺的干縮裂縫,開裂會影響到混凝土結(jié)構(gòu)耐久性,強度和硬度,可以適當添加外加劑來改善混凝土性能,提升混凝土施工質(zhì)量。
4.3加強混凝土的后期養(yǎng)護
為了最大程度上規(guī)避混凝土溫度裂縫出現(xiàn),除了做好混凝土配合比和澆筑工作,還要做好后期的養(yǎng)護處理。多數(shù)混凝土表面裂縫出現(xiàn)是由于溫度應力導致,這就需要選擇合理的裂縫預防和養(yǎng)護措施。首先,施工人員需要提高混凝土溫度裂縫控制重視程度,縮小混凝土溫差,降低混凝土溫度裂縫出現(xiàn)幾率。其次,做好混凝土養(yǎng)護工作,表面可以覆蓋一層塑料薄膜或是一層雜草,維持混凝土表面濕度,避免混凝土溫度過快流失,將混凝土內(nèi)外溫度控制在合理范圍內(nèi)。最后,在具體混凝土施工中,控制老混凝土溫度變化,避免新老混凝土接縫質(zhì)量。
通常情況下,施工單位會對混凝土養(yǎng)護處理,覆蓋一層塑料薄膜保持水分,提升混凝土的溫度應力,盡可能避免混凝土內(nèi)外溫差導致混凝土變形。合理控制混凝土水泥水化熱作用,確?;炷辆邆漭^強的抗裂性能和韌性,確?;炷潦┕せ顒佑行蜷_展。通過混凝土早期養(yǎng)護,發(fā)揮原有的保濕作用,主要是由于澆筑初期,混凝土內(nèi)部含有的水分較多,可以滿足水泥水化熱需求,但是由于外界環(huán)境溫度變化,水分蒸發(fā)會對混凝土表面帶來不良影響。故此,提高混凝土養(yǎng)護工作重視,降低混凝土溫度裂縫出現(xiàn)幾率。
5結(jié)論
綜上所述,在工程混凝土施工中,可能受到客觀因素出現(xiàn)混凝土溫度裂縫,如果溫度裂縫無法及時有效處理,將會嚴重威脅到混凝土結(jié)構(gòu)安全性和承載力,影響到建筑物整體使用壽命。故此,需要合理控制混凝土配合比,減少水泥用量,并做好后期混凝土養(yǎng)護工作,規(guī)避混凝土裂縫問題出現(xiàn)。
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