大体积混凝土裂缝控制方法改进措施

【摘 要】随着我国经济建设的不断发展,对大体积的混凝土工程需求越来越大.裂缝是大体积混凝土施工常会遇到的问题,对施工的质量和外观都会造成很大的影响.产生裂缝的原因有很多,本文结合实际的工作经验,对常见的大体积混凝土裂缝影响因素和原因进行了分析,并提出了一些改进措施,以期推动混凝土施工的发展.

【关 键 词 】大体积混凝土；裂缝；控制方法

大体积混凝土施工,在一些现代大型建筑施工中有着广泛的运用,如超高层建筑施工、大型桥梁等施工中.裂缝是混凝土施工中的常见问题和难点,在当前形势下对大体积混凝土裂缝的产生和控制方法进行探讨,具有重要的实践意义.

一、大体积混凝土施工概述

大体积混凝土施工,既是指体积较大的的混凝土施工,常会因为凝胶材料的水化引起混凝土内外产生较大的温差,从而导致混凝土裂缝的出现.大体的混凝土一般包含有较大的基础底板、厚墙、厚板、宽梁和支撑柱等.而大体积混凝土施工裂缝的控制,也是《混凝土结构工程施工规范》的重要内容,规范中对我国大体积混凝土施工的裂缝防治措施进行了总结,从混凝土配合比和温度控制、测温点设置等角度对改善裂缝问题进行了指导和规定,得到当前建筑行业的普遍认可.

二、大体积的混凝土裂缝原因分析

1.塑性裂缝的产生原因

由于混凝土的塑性收缩带来的裂缝叫做塑性裂缝,主要产生在混凝土的塑性阶段,是较为常见的混凝土裂缝原因.混凝土在完成浇灌四个小时候,内部的水化反应强烈,出现内部水分的蒸发现象,引起混凝土的收缩.由于内部钢筋等分布的情况,混凝土就会出现不同程度的收缩导致裂缝.此外,由于在浇灌完成后没有做好后期的保护工作,没有进行及时的洒水或覆膜保护,导致混凝土表面的水分蒸发过快,产生急剧的收缩从而导致变形应力的产生.混凝土水泥比例和水灰比不合理,也会导致塑料裂缝的产生.

2.应力裂缝产生的原因

应力裂缝是指在混凝土内部产生化学反应,造成收缩,温度差等导致拉力的产生,当拉力大于混凝土本身的抗拉强度时,就会产生裂缝,称为应力裂缝.其中,由于内外温度差是导致混凝土应力裂缝的主要原因.

2.1 干燥收缩

初步硬化后的混凝土中包含着很多水分,包括有化合水和自由水等形式.化合水是水泥水化作用的必须品,完成水泥的硬化.而自由水是在施工过程中为了便于施工操作所添加的水,存在于混凝土的内部空隙内.当混凝土外部环境干燥时,混凝土内部的自由水会产生不同程度的蒸发,依次为粗毛孔蒸发、细毛孔蒸发、分子层吸附水的蒸发,且对大体积混凝土造成的影响依次加大.干燥收缩与混凝土所处的外部环境关系较大.

2.2 温度导致的收缩

水泥的水化过程中会产生大量的热量,造成大体积混凝土内部温度的升高.且由于大体积混凝土内外部热量的散失快慢不同,就造成了内外的较大温差.当温差较大时,所产生的温度应力就会大于混凝土本身的抗拉能力从而产生裂缝.水泥的水化热作用是大体积混凝土产生裂缝的一个重要原因.混凝土降温阶段,收缩的混凝土在地基、结构边界或者垫层等处容易受到外力的作用,从而产生拉应力,在交界处产生裂缝.这种裂缝的特点是由交界处向上延伸,逐渐减小,严重时会贯穿混凝土结构.

三、大体积混凝土裂缝的控制方法和改进措施

1.使用外加剂

微膨胀的外加剂,可以有效的吸收大体积混凝土收缩时的拉应力,减少混凝土裂缝的出现.减水剂可以有效的减少混凝土内部的拌合水,降低水灰比,减少由于水分存在导致的内部空隙和解决水分蒸发带来的收缩裂缝.混凝土中添加减水剂,可以有效的减水25%,降低水胶比和减少水化热量,对于预防混凝土浇筑完成后的温度收缩和塑性收缩裂缝具有很好的效果.缓凝剂可以延长混凝土内部水化反应的时间,保证混凝土内外部温差在可控制的范围之内,不会导致较严重裂缝的出现.

2.使用参合材料

当前,以工业固体废渣为主的混凝土参合材料,主要包括有粉煤灰、矿渣微粉等.这些掺合物可以在一定的条件下产生水化反应凝胶物质,与水泥中产生的凝胶物质一起增加混凝土的强度,而且其水化产生的热量较小.其次,掺合物还可以提高混凝土的密度、抗腐蚀度等,对于提高混凝土构件的整体强度具有很好的作用.

3.增加粗骨料的选用

在大体积混凝土中增加粗骨料的用来,可以有效的提高混凝土的强度,减少混凝土裂缝的出现.这是由于粗骨料可以替代凝胶材料,从而减少凝胶材料进行水化反应时产生的热量,降低温度温差应力裂缝的产生.

4.设置冷却水管

在大体积的混凝土中设置冷却水管,是减少裂缝的有效的措施.冷水管的设置一般为蛇形分布,选用薄壁管,冷却水管之间的间距为1m左右,边缘处距混凝土结构边缘0.5m以上.冷却水管应该保证强度,进行防水试验,保证不会出现漏水现象.混凝土分层浇筑,冷却水管也分层供水,供水的温度和时间要做好严格的控制,根据现场施工的实际条件和要求进行测算.在施工完成后,采用同标号的水泥砂浆对冷却管进行封堵.

5.后期养护和裂缝的处理措施

混凝土施工在浇灌完成后,需要进行合理的养护.提高混凝土湿度可以预防内部水分蒸发带来的塑性收缩裂缝,提高混凝土环境温度可以减少内部温差,预防温度差带来的裂缝.大体积的混凝土结构,后期养护的时间应适当增长.对于已经出现的混凝土裂缝,需要进行及时的修补,保证混凝土结构的强度安全.常见的修补有表面覆盖法,既是通过表面涂抹对较小的裂缝进行修补；开槽法,既是环氧树脂潜入U型槽进行修补；低压灌浆法,使用于对0.2-0.5mm的裂缝进行修补；仿生自愈法,在裂缝参合粘结剂胶囊,促进裂缝愈合.

总结：

大体积混凝土结构在现代建筑中有着广泛的使用,导致大体积混凝土产生裂缝的原因也多种多样,其性质、危害和修补的措施也不尽相同.在实际的施工中,需要通过总结经验、提高施工技术和加强管理等,有效的对大体积混凝土裂缝进行控制和治理,保证建筑功能安全目标的实现.