淺析高強(qiáng)混凝土應(yīng)力與裂縫控制

翟吉偉

摘要：混凝土?xí)r建筑工程建設(shè)過程中重要的施工材料之一，混凝土的質(zhì)量直接影響著建筑的整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，因此對混凝土的質(zhì)量問題應(yīng)給予足夠的重視。混凝土在使用過程中會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力和裂縫，應(yīng)力與裂縫會(huì)直接導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)性能受到不同程度的破壞，對結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的保證造成嚴(yán)重的影響。因此本文將對高強(qiáng)混凝土應(yīng)力與裂縫的控制問題展開詳細(xì)的分析和總結(jié)。

關(guān)鍵詞：高強(qiáng)度混凝土；應(yīng)力；裂縫

1前言

混凝土一旦發(fā)生裂縫，就會(huì)給建筑整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性帶來安全隱患，同時(shí)建筑物的外觀美感也會(huì)受到破壞。處于新時(shí)代的建筑公司應(yīng)對高強(qiáng)度混凝土裂縫的成因給予重視，不斷地提升混凝土的施工質(zhì)量，切實(shí)保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，促進(jìn)建筑工程行業(yè)長遠(yuǎn)發(fā)展。

2高強(qiáng)度混凝土的概念

高強(qiáng)度混凝土是指在水泥和砂石建筑材料中摻加一定數(shù)量的礦物材料，促使混凝土的強(qiáng)度變大，在承壓方面與普通的混凝土相比具有絕對的優(yōu)勢。承壓建筑構(gòu)件的截面尺寸由于使用了高強(qiáng)度混凝土而減小，使得混凝土的使用量得以減少，能夠有效降低工程造價(jià)。高強(qiáng)度混凝土主要應(yīng)用于高層或超高層建筑中，為建筑物的整體強(qiáng)度提供支持。本文所描述的是洛陽恒大綠洲項(xiàng)目所使用的高強(qiáng)度混凝土。

3高強(qiáng)度混凝土應(yīng)力分析及裂縫出現(xiàn)的原因分析

高強(qiáng)度混凝土各個(gè)組成成分之間的性質(zhì)存在的差異使得混凝土在發(fā)揮其自身性質(zhì)的同時(shí)會(huì)受到這些方面的影響，導(dǎo)致高強(qiáng)度混凝土內(nèi)部出現(xiàn)應(yīng)力場。高強(qiáng)度混凝土在凝結(jié)的過程中隨著水分的逐漸消失水泥砂漿逐漸開始凝固。由于水分的消失混凝土內(nèi)部會(huì)變得干燥。但是高強(qiáng)度混凝土內(nèi)部各個(gè)組分之間因水分的消失而產(chǎn)生的收縮量是不同的，水泥砂漿的收縮量明顯大于粗、細(xì)骨料的收縮量，使得高強(qiáng)度混凝土內(nèi)部粗骨料收縮產(chǎn)生壓力，水泥砂漿產(chǎn)生拉力。索然混凝土的界面合理仍然為零，但是混凝土的局部收縮應(yīng)力會(huì)逐漸變大，導(dǎo)致粗、細(xì)骨料之間形成局部裂縫。

在溫度變化趨勢相同的情況之下水泥砂漿與骨料之間的線性膨脹系數(shù)不同會(huì)導(dǎo)致它們受溫度影響而產(chǎn)生的相互約束力不同，最終形成了不均勻的應(yīng)力場。高強(qiáng)度混凝土的溫度變化主要是外部環(huán)境溫度變化和自身水化熱反應(yīng)而產(chǎn)生的溫度變化。這些變化都會(huì)在高強(qiáng)度混凝土的表面及內(nèi)部產(chǎn)生較大的溫度差。

高強(qiáng)度混凝土產(chǎn)生裂縫的原因可以總結(jié)為以下幾個(gè)方面：①設(shè)計(jì)：混凝土構(gòu)件在設(shè)計(jì)的過程中不免會(huì)存在結(jié)構(gòu)突變而引起的應(yīng)力集中的情況，構(gòu)件承受較大應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)對混凝土構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力施加不足而產(chǎn)生裂縫。鋼筋混凝土的配筋率沒有達(dá)到要求或鋼筋的規(guī)格不正確都會(huì)使得混凝土產(chǎn)生裂縫。此外混凝土的強(qiáng)度等級設(shè)置較高，促使混凝土中各個(gè)組成成分之間的含量失衡，導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)；②材料：混凝土骨料中的含泥量太大導(dǎo)致混凝土收縮程度較大，增大了高強(qiáng)度混凝土出現(xiàn)裂縫的概率。外加劑的種類選擇和用量也會(huì)對混凝土裂縫產(chǎn)生不良的影響。

4高強(qiáng)混凝土應(yīng)力與裂縫控制措施

通過對高強(qiáng)度混凝土產(chǎn)生應(yīng)力與裂縫的因素進(jìn)行分析可知，控制措施可以從控制溫度和改善混凝土約束條件這兩個(gè)方面進(jìn)行分析和研究。

4.1應(yīng)力控制措施

（1）對高強(qiáng)度混凝土的骨料級配進(jìn)行合理的改善，特別是改善混凝土中水泥的用量，具體措施可以使用干硬性混凝土、摻加混合料、使用引氣劑或塑化劑等外加劑；

（2）進(jìn)行混凝土攪拌的過程中可以采取措施降低高強(qiáng)度混凝土的澆筑溫度；

（3）對高強(qiáng)度混凝土澆筑之后進(jìn)行降溫處理，可以在混凝土內(nèi)部預(yù)先埋置一些管線，在管內(nèi)通冷水進(jìn)行散熱循環(huán)；

（4）高強(qiáng)度混凝土澆筑的過程中采用分層澆筑、分級澆筑等方式，避免大體積一次性澆筑。特別是在外界溫度較高的環(huán)境下合理利用混凝土的澆筑面對混凝土進(jìn)行降溫散熱處理；

（5）混凝土澆筑完成之后需要按照規(guī)定時(shí)間進(jìn)行混凝土的養(yǎng)護(hù)，合理控制拆模時(shí)間。如果外界環(huán)境氣溫降低時(shí)，需要對混凝土外表面進(jìn)行保溫措施，防治混凝土內(nèi)外溫度發(fā)生梯度變化而導(dǎo)致內(nèi)外溫差過大；

（6）對建筑工程的施工順利進(jìn)行科學(xué)合理地安排。

4.2高強(qiáng)度混凝土裂縫控制措施

（1）合理控制混凝土的配合比，從源頭降低裂縫出現(xiàn)的概率。①水泥的種類適宜選用水化熱低、收縮量小的水泥，水泥的細(xì)度必須滿足規(guī)定；②骨料在使用之前對其進(jìn)行清洗，合理降低骨料的含泥量；③在混凝土中合理使用粉煤灰和礦渣，可以利用它們的活性效應(yīng)和形態(tài)效應(yīng)來提升高強(qiáng)度混凝土的和易性和降低混凝土的泌水性，促使高強(qiáng)度混凝土在泵送的過程中能夠提升泵送速度；④高強(qiáng)度混凝土在保證塌落度的情況下盡量降低用水量，即嚴(yán)格控制混凝土的水灰比。通過文獻(xiàn)查閱可知高強(qiáng)度混凝土的水灰比適宜控制在0.9到1.0之間；⑤高強(qiáng)度混凝土在配置的過程中可以摻加少量的纖維，纖維可以在混凝土內(nèi)部建立支撐體系增強(qiáng)混凝土的整體性減小裂縫的產(chǎn)生；⑥混凝土構(gòu)件的厚度設(shè)計(jì)要適宜，構(gòu)件太薄容易產(chǎn)生裂縫，構(gòu)件太厚就浪費(fèi)了材料。

（2）提升施工質(zhì)量，控制裂縫的產(chǎn)生：①在混凝土振搗的過程中必須做到振搗適宜，不能出現(xiàn)過振、漏振的現(xiàn)象，振搗到混凝土表面不再出現(xiàn)氣泡為止；②混凝土養(yǎng)護(hù)過程中嚴(yán)格控制溫度和濕度，避免水分散失速度過快。

5結(jié)語

高強(qiáng)度混凝土已經(jīng)逐漸應(yīng)用于新時(shí)代背景下高層、超高層建筑施工之中，因其獨(dú)特的性能使得建筑結(jié)構(gòu)得到了良好的保障。值得注意的是達(dá)到高強(qiáng)度混凝土絕對安全的施工是做不到的，但是可以通過對導(dǎo)致混凝土應(yīng)力與裂縫產(chǎn)生的因素進(jìn)行分析，針對性地提出相應(yīng)的對策可以大幅度地降低混凝土裂縫出現(xiàn)的概率，通過可靠的理論知識(shí)和充足的工作經(jīng)驗(yàn)來對高強(qiáng)度混凝土的質(zhì)量進(jìn)行有效控制，不斷地強(qiáng)化對高強(qiáng)度混凝土裂縫的預(yù)防和控制能力，進(jìn)而確保施工質(zhì)量。在具體的工作中還要對工程中實(shí)際問題多觀察、多研究，對出現(xiàn)的問題多分析、多總結(jié)，能夠提出多種混凝土裂縫的處理措施。這樣不僅能夠促使建筑企業(yè)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的雙豐收，還會(huì)推進(jìn)建筑企業(yè)的發(fā)展邁入新的征程。