土建施工中關(guān)于混凝土施工技術(shù)的應(yīng)用

任勇

【摘 要】水泥在水花的過程當(dāng)中都會(huì)有大量的熱產(chǎn)生，因此會(huì)產(chǎn)生一定的溫度應(yīng)力，以及再其遇冷的時(shí)候收縮，產(chǎn)生一定的收縮應(yīng)力?？梢哉f這方面的原因是大體積混凝土裂縫的最主要的原因，因此針對這種情況需要采取不同的措施，來控制大體積混凝土裂縫的現(xiàn)象發(fā)生。本文主要從實(shí)際工程案例進(jìn)行分析，大體積混凝土產(chǎn)生列分的原因，及針對這些問題提出了相應(yīng)的解決措施，這些對于預(yù)防大體積混凝土防止裂縫具有重要的意義。

【關(guān)鍵詞】大體積混凝土 裂縫 控制

1 引言

對大體積混凝土裂縫進(jìn)行控制是一項(xiàng)重要的工作，混凝土中水泥在進(jìn)行水化釋放出水化熱產(chǎn)生了溫度應(yīng)力，混凝土在受冷、養(yǎng)護(hù)過程中發(fā)生收縮，進(jìn)而產(chǎn)生的收縮應(yīng)力是產(chǎn)生大體積混凝土裂縫的主要原因。針對不同類型的大體積混凝土應(yīng)該采用不同的控制裂縫的措施，主要控制其內(nèi)部的溫度，避免混凝土出現(xiàn)收縮。下面結(jié)合工程實(shí)例，分析其裂縫的產(chǎn)生原因及相應(yīng)的控制措施。

2 基礎(chǔ)的大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的原因

2.1 水化熱導(dǎo)致的內(nèi)外溫差變化

大體積混凝土由于其尺寸大，混凝土用量大等特性，容易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變形，當(dāng)混凝土水泥水化時(shí)，所產(chǎn)生的水化熱及周圍的溫度約束會(huì)對大體積混凝土產(chǎn)生影響，進(jìn)而出現(xiàn)溫度應(yīng)力。在溫差超過25℃時(shí)，混凝土所承受拉力超過其抗拉強(qiáng)度極限值，便形成了塑性變形，甚至是永久變形，就產(chǎn)生了裂縫。

第一個(gè)階段是在大體積混凝土的澆筑初期。初凝時(shí)，需要的水泥量大，而大量的水泥水化必然會(huì)釋放巨量的水化熱，由于水化熱的產(chǎn)生，使其內(nèi)部的溫度上升速度很快。而混凝土表面由于散熱性較好，表面溫度很快降低，低于混凝土內(nèi)部溫度。這樣混凝土形成了一個(gè)內(nèi)部溫度高，表面溫度低的梯度，根據(jù)熱脹冷縮的原理，混凝土內(nèi)部便出現(xiàn)了壓應(yīng)力，但是外部表現(xiàn)為拉應(yīng)力。當(dāng)混凝土表面的拉應(yīng)力大于混凝土自身抗拉強(qiáng)度時(shí)，便出現(xiàn)了裂縫。第二個(gè)階段的界限是從混凝土自身澆筑了72個(gè)小時(shí)之后。在這個(gè)第二階段當(dāng)中，混凝土自身的水化熱之后并且釋放完畢，混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部開始進(jìn)行進(jìn)一步的降溫，使得整個(gè)的混凝土結(jié)構(gòu)從開始的膨脹開始慢慢轉(zhuǎn)為自身的收縮，再加上混凝土自身結(jié)構(gòu)當(dāng)中的一部分的水分逐漸散失，最終使得混凝土自身的體積進(jìn)行收縮并且變形，不過還是因?yàn)槠溆型獠康囊欢ǔ潭鹊募s束，其自身是不可能發(fā)生特別大的變化的，由此其自身就很有可能出現(xiàn)從混凝土的結(jié)構(gòu)自身的約束面而向上產(chǎn)生的一些溫度裂縫，而這些裂縫的存在對于混凝土自身結(jié)構(gòu)的整體性以及耐久性都帶來了壞處。

2.2 混凝土的收縮

混凝土結(jié)構(gòu)自身也會(huì)出現(xiàn)一些導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生的裂縫的情況，其主要原因是鋼筋配置不夠或者鋼筋為粗大鋼筋，使混凝土和鋼筋的粘結(jié)面積不夠，由于承受結(jié)構(gòu)拉力而混凝土收縮產(chǎn)生裂縫。還有一種可能是，混凝土的配合比不合理，混凝土結(jié)構(gòu)在施工過程中也會(huì)產(chǎn)生裂縫，比如混凝土強(qiáng)度過低，坍落度過大或過小，混凝土初凝時(shí)間不夠等諸多原因均會(huì)導(dǎo)致混凝土因收縮變形而產(chǎn)生裂縫。

2.3 工程案例

某地區(qū)要建造一座商業(yè)大樓，其建筑面積為六十五萬平方米，該項(xiàng)目工程的主樓建造，是由兩座塔樓、基座以及裙樓組成的，本工程的基礎(chǔ)采用直徑為1.5m的鉆孔灌注樁，兩個(gè)塔樓位于樁基礎(chǔ)之上。針對此工程可以采取的防裂縫措施論述見下文。

3 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的大體積混凝土防裂縫措施

3.1 把握好混凝土材料配合比

一般來說我們可以嘗試通過在混凝土的鑄造的時(shí)候進(jìn)行合理的配置鋼筋成分來進(jìn)一步的控制在一般的混凝土的結(jié)構(gòu)當(dāng)中容易出現(xiàn)的裂縫，這其實(shí)對于一些大體積的混凝土也能夠起到一些效果。要想控制混凝土制造時(shí)水泥水自身化熱所可能產(chǎn)生的一些裂縫，我們可以嘗試在設(shè)計(jì)當(dāng)中，在一些有可能會(huì)出現(xiàn)混凝土的裂縫的相關(guān)部位進(jìn)行大量鋼筋的配置?；炷两Y(jié)構(gòu)的主要材料為混凝土和鋼筋，前面已經(jīng)提到控制配筋來控制裂縫，對于混凝土材料，要注意選用性能良好的原材料并不斷優(yōu)化其材料配合比，使其具有較強(qiáng)的抗裂能力，使混凝土結(jié)構(gòu)的溫度升高小，通過優(yōu)化材料和配比，獲得“低溫、低熱”的混凝土，從而降低溫差，減少結(jié)構(gòu)的裂縫。對于混凝土材料的選擇可以參照一下條例進(jìn)行：

（1）水泥：根據(jù)大體積混凝土的特點(diǎn)，可以選用低水化熱的水泥品牌，在滿足大體積混凝土各方面要求的情況下，比如質(zhì)量要求、泵送要求等，盡量減少水泥的用量。（2）砂石：選用級配比較好的砂石，石子的粒徑最好在10～30mm的區(qū)間，其含泥量不宜大于1%，而且不能含有有機(jī)雜質(zhì)。砂子最好為中粗砂，細(xì)度模數(shù)不宜大于2.6，含泥量不宜超過2%。在滿足泵送的要求下，盡量選擇粒徑較大的石子，降低砂率，級配較好的砂石，以減少單方的混凝土水泥用量和用水量。（3）外加劑：混凝土摻用外加劑時(shí)，可以保證混凝土的泵送條件和控制混凝土的坍落度損失，使混凝土的初凝時(shí)間不少于6小時(shí)。（4）配合比：混凝土的配合比選用應(yīng)滿足以下要求：水灰比控制在0.3～0.4，膠凝材料控制在530kg/m3以下，砂率控制在40%～50%范圍內(nèi)，硂的初凝時(shí)間控制在12h以上。

3.2 注意對混凝土的升溫和降溫進(jìn)行控制

對于控制混凝土結(jié)構(gòu)的升溫、降溫速率，主要是減小內(nèi)外溫差，可以采用的具體措施有以下幾點(diǎn)：

（1）合理使用高效的緩凝減水劑。其不僅能夠改善混凝土的和易性，還可以降低約10%的用水量和水泥用量，從而達(dá)到降低水化熱，控制施工過程中可能出現(xiàn)的溫度裂縫的目的。（2）摻入粉煤灰。在混凝土中摻入粉煤灰可以頂替部分水泥的作用，可有有效的降低水化熱，但值得注意的是，只能在采用普通硅酸鹽水泥的混凝土中摻入粉煤灰。（3）粗細(xì)骨料的選擇。施工中應(yīng)該優(yōu)先選擇級配較好的粗骨料進(jìn)行配置混凝土，由于工程中常采用商品泵送混凝土，因此花崗巖碎石作為粗骨料只能取粒徑為10-30mm。（4）注意對混凝土的出機(jī)、澆筑溫度進(jìn)行控制。主要對其升溫值和溫差進(jìn)行有效控制。一般采用降低混凝土骨料的溫度來進(jìn)行對混凝土溫度的控制，比如當(dāng)工程在夏季施工，由于天氣溫度本身較高，可以搭設(shè)一些遮陽的設(shè)備來降低砂石溫度，并可以采取沖水降溫的方法。采取一些夜間澆筑等合理有效的施工流程和機(jī)械來控制混凝土的澆筑溫度。（5）當(dāng)混凝土自身澆筑進(jìn)行完畢之后，如果要盡快的減少混凝土降溫階段所帶來的內(nèi)外之間的溫差，我們有必要采用相應(yīng)的保溫以及保濕養(yǎng)護(hù)相關(guān)的措施，進(jìn)而保證混凝土自身的水化過程，同時(shí)還需要進(jìn)一步的確保其混凝土自身的抗拉的強(qiáng)度，同時(shí)還能夠延緩水化熱等相關(guān)的降溫的速率積極的作用。

3.3 控制混凝土收縮，提高抗拉極限強(qiáng)度

大體積混凝土的混凝土澆筑施工，可以采用分階段分層振搗密實(shí)的方法，并進(jìn)行二次振搗，主要目的是排除混凝土中部分可能出現(xiàn)的水分和空隙，提高鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)力，避免由于混凝土坍落度過大，因?yàn)樗涠冗^大很容易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫，這種方法可以有效的改善混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部出現(xiàn)的微裂的現(xiàn)象，提高混凝土結(jié)構(gòu)的密實(shí)度，從而增強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂性能和抗壓強(qiáng)度，同時(shí)有助于內(nèi)部熱量的散發(fā)，減低內(nèi)外溫差。

3.4 大體積混凝土施工監(jiān)測控制

在其進(jìn)行溫控施工過程中，不僅要測點(diǎn)水化熱，而且對于混凝土澆筑也要進(jìn)行詳細(xì)的溫度的監(jiān)測，可以澆筑混凝土的一些主張要的位置埋設(shè)一些傳感器，對混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)外溫度變化進(jìn)行有效的監(jiān)控。而且區(qū)域的氣候情況、基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)構(gòu)造、基礎(chǔ)的約束形式及結(jié)構(gòu)的配筋情況均會(huì)影響其應(yīng)力狀態(tài)。在各項(xiàng)降溫措施實(shí)施之后，通過實(shí)時(shí)監(jiān)控的手段，在一定范圍內(nèi)，能準(zhǔn)確的采取保溫保濕措施來防止其產(chǎn)生裂縫。界面粘結(jié)劑乳液確保存放溫度保持在40℃以下，可使用塑料水塔進(jìn)行存儲。進(jìn)行界面粘結(jié)防水層施工時(shí)，是利用混凝土拌和樓進(jìn)行后場攪拌，利用拌和站的稱量系統(tǒng)進(jìn)行稱量。稱量過程中，攪拌缸要求不間斷進(jìn)行攪拌，直至最后一次稱量攪拌完成。攪拌過程中專人負(fù)責(zé)觀察混合料狀況（主要是干濕狀況和施工性），防止水泥倉內(nèi)水泥出現(xiàn)大塊結(jié)團(tuán)現(xiàn)象，粗集料中混入大塊碎石或磚頭等，設(shè)專人負(fù)責(zé)原材料狀況檢查，保證水泥的連續(xù)、正常供應(yīng)，且稱重正確；防止料斗內(nèi)有其他不同種大顆粒材料混入后影響路面攤鋪質(zhì)量。

4 結(jié)語

大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的主要原因是由水泥水化熱產(chǎn)生的內(nèi)外溫差，而產(chǎn)生的溫度應(yīng)力和混凝土的收縮產(chǎn)生的收縮應(yīng)力。驗(yàn)算底框砌體結(jié)構(gòu)進(jìn)行時(shí)，對于多層結(jié)構(gòu)剛度比較均勻的話可以適用底部剪力法，而一些架構(gòu)比較復(fù)雜的多層結(jié)構(gòu)的抗震墻的方式不能完全適用于底層框架混合結(jié)構(gòu)的剪力分配。對于這種情況應(yīng)該采用剪力按比例山框架按剛度承擔(dān)，抗震墻承擔(dān)全部剪力的雙保險(xiǎn)的方法。當(dāng)電算化已經(jīng)普及在工程設(shè)計(jì)的今天，如何做出正確的評價(jià)和分析就顯得非常的重要。對于點(diǎn)算結(jié)果的分析和判斷需要從多方而進(jìn)行考慮，尤其是電算結(jié)果的實(shí)際應(yīng)用上能否滿足實(shí)際的要求。針對這些原因本文提出了注意對混凝土材料配合比進(jìn)行控制，以期降低其用量的同時(shí)提高其抗拉強(qiáng)度；控制混凝土的溫度升高和降低混凝土的溫度降低速率，以控制內(nèi)外溫差；在大體積混凝土施工過程中對溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，信息化施工。經(jīng)過工程實(shí)踐證明這些措施可以有效的控制大體積混凝土施工產(chǎn)生的裂縫。

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