紀學臣 (哈爾濱市阿城區(qū)公路管理總段,黑龍江 哈爾濱 150300)
近年來,我國建筑工程行業(yè)迅速發(fā)展,開啟了工程施工尤其是混凝土施工發(fā)展的新篇章。一直以來,建筑工程施工中混凝土裂縫的問題未得到充分重視,既影響了建筑工程的整體品質(zhì),也損害了參建單位的經(jīng)濟效益和社會效益,造成質(zhì)量安全隱患。開展對建筑工程施工中混凝土裂縫的成因與治理研究,從根源消除建筑工程的各項隱患,是確保建筑工程正常、安全建設的重要保障。
該類型裂縫是由于沒有對混凝土做好養(yǎng)護造成的,混凝土散熱不及時,硬化速度較快,收縮幅度較大。大體積混凝土澆筑技術(shù)的應用會造成體積收縮現(xiàn)象,在收縮時,由于內(nèi)外部溫差較大,混凝土內(nèi)部收縮比外部收縮應力更大,導致裂縫形成。
該類裂縫的成因是混凝土內(nèi)外部之間較大的溫差。如果混凝土內(nèi)部溫度較高,外部受到降溫措施的影響而溫度驟降,內(nèi)部熱量不能及時排出,內(nèi)外之間溫度差較大,再加上澆筑水量較多,內(nèi)部熱量較多,致使混凝土內(nèi)部溫度過高,熱量得不到及時疏散,導致裂縫產(chǎn)生。
施工工藝技術(shù)把關(guān)不嚴格,施工現(xiàn)場缺乏必要的技術(shù)指導,對細微裂縫重視度不夠,或細小的裂縫得不到及時處理,也會導致裂縫加大。
氣候條件是設計建筑混凝土結(jié)構(gòu)工程必須考慮的一項重要因素,結(jié)合氣候特征,對工程混凝土薄弱之處進行修復與鞏固,避免由于溫度差而導致混凝土中產(chǎn)生一定的內(nèi)部應變力,防止工程整體結(jié)構(gòu)受到影響。對大體積混凝土進行分割時,所用的方法與后澆帶設置的方法基本一致,使結(jié)構(gòu)的設置更加科學合理,有利于擴大混凝土散熱面積,避免內(nèi)部溫度驟升而降低應力集中,避免出現(xiàn)溫度裂縫。同時,在設計過程中,充分利用二次澆筑做好混凝土施工工作。此外,在二次澆筑過程中,利用設置鋼絲網(wǎng)等措施,充分保障混凝土的抗拉性。
混凝土輸送方量集中,避免混凝土早期水泥較快水化熱,絕熱溫升高,應當按照以下原則設計配合比:大體積混凝土水泥用量不超過350kg/m3,外摻料粉煤灰選用35%摻量。以摻粉煤灰和聚羧酸外加劑的“雙摻技術(shù)”為思路設計和優(yōu)化配合比。由于澆筑承臺面積較大,需要混凝土具備較強的泵送性能,較強的擴展性和坍損性,坍落度高,擴展度不小于60cm,90min無坍損,4h坍損不大于3cm,且坍落度應在160mm~200mm,初凝時間必須超過20h。
為防止因溫度而出現(xiàn)裂縫應當正確選擇水泥,以水熱化較低為優(yōu),同時,可適當添加合料以節(jié)省水泥。在澆筑混凝土時,現(xiàn)場試驗人員必須對現(xiàn)場進行全面考察,把握坍落度和易性變化,準確測量,及時將結(jié)果反饋攪拌部門,迅速制定對策。混凝土搗固作業(yè)人員上崗之前,應當通過專業(yè)培訓、考核后,持證上崗。在作業(yè)過程中,應當明確劃分各自的職責和工作重點,特別是對于鋼筋多以及端模和拐(死)角等位置應當專門設置搗固處理人員,并由有關(guān)施工和施工人員負責現(xiàn)場作業(yè)指揮工作。振搗主要采用插入式進行,通常插入最佳深度為30cm,垂直插進下層間距60cm 的范圍內(nèi),插入高度在5cm~10cm。作業(yè)人員進行振搗作業(yè)過程中,必須實時跟蹤查看作業(yè)情況及發(fā)展動態(tài),防止出現(xiàn)過振、漏振等不良作業(yè)行為出現(xiàn)。
在澆筑混凝土之前,在結(jié)構(gòu)受剪力與彎矩較小處確定施工縫的位置,選擇的位置便于施工,一般適合在水平面或垂直面設置。具體的處理要求如下:第一,分層分塊澆筑混凝土,出于澆筑一體化接縫混凝土的目的,在一層混凝土澆筑完畢后噴緩凝劑于表面;混凝土達到一定強度后,使用高壓沖水機將表面浮漿沖洗干凈,再噴灑一層清水養(yǎng)生。在完全澆筑好混凝土后,使用鑿毛或用高壓水槍將浮漿、毛面沖洗干凈,同時設置接縫鋼筋,保證混凝土結(jié)合面更好地粘結(jié)。第二,關(guān)鍵位置及有抗震要求的混凝土結(jié)構(gòu)或鋼筋稀疏的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),適合在施工縫處補插錨固鋼筋;需要具備抗?jié)B能力的混凝土,應制作為凹形、凸形或設置止水帶;若施工縫為斜面,則適合澆筑或制作成臺階狀。
第一,冷卻水一般選擇循環(huán)淡水。承臺設置容積為20m3以上蓄水箱,至少為兩個,其中一個供應冷卻進水,另一個回收冷卻出水。待水箱內(nèi)冷卻水自然冷卻直至蓄滿后,用水泵抽至供應蓄水箱里完成補水。第二,水泵為兩臺,每臺功率為5kW,且其中一臺備用。第三,使用分水器引出各層各回路水管,分水器中必須設置獨立水閥,對各回路水管冷卻水流量進行控制;必須設置相應數(shù)量的減壓閥,對水速進行控制。第四,在澆筑混凝土之前,必須進行加壓通水試驗時間在半小時以上,對流量大小進行檢查,一旦出現(xiàn)管道漏水、阻水情況,必須立即修復。第五,使用絲扣連接冷卻水管,用止水帶綁扎好連接部位;或使用黑橡膠套管進行連接,兩邊采用四道鐵絲錯位綁扎,以免漏水。冷卻水管應當采用鐵絲在鋼筋上進行綁扎固定(不宜使用扎絲),避免混凝土下落時嚴重沖擊冷卻水管;施工過程中應當保護好冷卻水,防止混凝土直接掉落至冷卻水管,禁止工人對其直接踩踏。第六,混凝土覆蓋每層循環(huán)冷卻水管,在完成振搗后再通水,根據(jù)測量溫度的結(jié)果確定通水時間。第七,在混凝土覆蓋承臺冷卻水管后,通水流量約為正常值的一半,不僅能避免水泥水化導致混凝土過快升溫,而且能有效避免在進行振搗時,管內(nèi)水壓過大而出現(xiàn)漏水現(xiàn)象;在澆筑好混凝土后,冷卻水達到最大水流量,對溫峰進行削減;在現(xiàn)場測量的溫度峰值過后,冷卻水流量減少一半,混凝土最大降溫速率控制在≤2℃/d;對溫升期混凝土進水溫度進行控制必須控制在30℃以內(nèi),若進水水溫溫度過高,則必須立即降溫,以更換新鮮淡水或增加冰塊的方法有效削減溫峰;在渡過溫峰之后,停止更換新鮮淡水,借助冷卻水本身的循環(huán)達到降溫的效果,避免混凝土溫度快速上升累積過大的應力而產(chǎn)生裂縫。第八,當冷卻水管不再冷卻并完成養(yǎng)生后,先用空壓機壓出水管內(nèi)殘余水,再將冷卻水管吹干,使用壓漿劑將水泥漿壓注進水管中,對管路進行封閉。
若現(xiàn)場檢測溫度在標準范圍之外,必須通過相應舉措進行控制:第一,利用灑水于砂石表面、遮擋光線降溫或拌和水加冰塊進行冷卻、存放水泥散發(fā)熱量等方式解決,降低出機口溫度,使用麻袋遮蓋輸送泵管并灑水,降低輸送摩擦熱。若混凝土澆筑溫度過低,則應當適當提高原材料溫度,通過熱水拌和、加熱骨料等,以物理方式對混凝土澆筑溫度進行調(diào)整。調(diào)整混合比結(jié)合實際骨料的含水量,對配合比進行調(diào)整。第二,當最高溫度過高時,利用增加冷卻水通水流量或?qū)鋮s水降溫的方式解決,且冷卻水溫度應當?shù)陀诨炷林行臏囟龋?5℃~25℃范圍內(nèi)。第三,當內(nèi)外溫度差過高時,適當增加通水流量,降低進水溫度,使內(nèi)部溫度降低。通過冷卻管出水進行蓄水養(yǎng)護,避免混凝土表面散熱過多,實現(xiàn)外部保護和內(nèi)部散熱同步進行。
混凝土施工在工程項目建設中是不可或缺的一部分,及時發(fā)現(xiàn)問題,預防質(zhì)量安全隱患,能大大提升建筑工程工作效率,創(chuàng)造良好的社會、經(jīng)濟雙重價值。在建筑工程施工中,研究混凝土裂縫的成因和治理,不僅要增強工程建設施工管理意識,還要充分應用施工技術(shù)管理措施,促進該項工作的廣泛應用和發(fā)展,進一步推動建筑工程混凝土施工的發(fā)展。