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摘要:在砼施工中,裂缝问题一直无法回避,由于大体积砼浇筑工艺的特殊性(浇筑时间短,方量大),砼浇筑普遍采用商品混凝土及泵送施工,外加剂、掺和料等广泛使用,裂缝更容易发生,尤其是在冬季大体积砼施工中更加普遍存在。虽然有的裂缝不影响结构的正常使用,但是对于缝隙人们心理上往往产生一种不安全感,裂缝问题已严重影响到人们的正常生活与生产。因此在冬季大体积砼施工中如何控制裂缝产生是摆在每个工程技术人员和管理人员面前的一个迫切需要解决的难题。
关键词:冬季;大体积砼;裂缝成因;防治措施
1大体积砼施工裂缝形成原因
由于我国冬季气候严寒干燥,本身寒冷气候对砼施工就有很大影响,对于大体积砼来说,影响更大,故产生裂缝的原因更多,根据目前砼施工的环境和施工技术水平,在施工中产生裂缝的原因常见的主要有以下几种:
1.1材料质量原因
材料质量的好坏对砼是否能够满足设计值有很大影响,其中水泥、粗细骨料及掺和料质量好坏分别对砼裂缝产生很大影响。首先安定性不合格的水泥,在水泥水化后凝结过程中,产生强烈变化,在砼内部产生破坏性应力,降低砼强度导致开裂。砂、石骨料级配不合理,以及骨料中混有吸水膨胀失水收缩物质及含泥量超标等,导致混凝土构件强度降低,表面产生裂缝。掺和料错用、不当使用外加剂或采用劣质产品,掺用后起不到应有的作用,如:掺入早强剂的混凝土不早强、掺入抗冻剂的混凝土不抗冻等,都直接影响到砼的质量,造成砼强度降低,产生裂缝。掺和料掺量过大,也会导致砼不能及时硬化,降低砼强度,收缩加大,导致砼构件出现裂缝。
1.2施工不当原因
由于砼浇筑工程属于“脏、累、苦”的工作,施工过程枯燥无味,尤其是在冬季大体积砼浇筑中,气候原因要求短时间内必须完成大量砼浇筑,很容易造成人员的疲劳。同时砼浇筑工资待遇较差,现场施工人员多属于无技术、文化水平较低的人员,造成施工人员技术水平和素质水平普遍不高,致使施工中不能严格按照施工工艺及相关规范和技术要求施工,造成浇筑的砼强度降低,出现裂缝。施工不当主要表现为:基础垫层处理不符合要求,软弱层清除不干净,碎石、泥土等杂质清除不干净,造成浇筑砼不能与基础垫层充分结合;模板安装不符合要求,加固不牢,造成砼浇筑中出现跑模、涨模等现象,降低浇筑砼的强度;不按标准拆模,提前拆除会导致提前解除约束,砼内部反应还没有趋于稳定,在砼内部应力作用下,出现构件变形裂缝;由于大体积砼要求短时间拌制砼量很大,加上目前商品砼价格普遍偏高,在实际建设工程中浇筑砼的价格普遍较低,为降低成本,砼搅拌站多采用拌和站拌制,在拌制过程中,为了不堵塞、好下料,擅自更改细骨料、粉煤灰、水等的添加量,造成砼塌落度普遍比设计值增大较多,同时现场施工操作人员为图方便、省力,振捣不实、不振捣或往运入仓砼中任意加水,导致砼性能劣化,出现裂缝。
1.3温差应力原因
一般说来因水化热引起砼的温升值与环境温度的差值小于25℃时,其所产生的温度应力将会小于砼本身的抗拉强度,不会造成砼的开裂;当差值大于25℃时,其所产生的温度应力在可能大于砼本身的抗拉强度,造成砼的开裂。我国许多地方有较长的寒冷季节,由于受工期制约,许多工程的混凝土冬季施工是不可避免的。由于在冬季施工中外界气温很低,浇筑后的砼内部水化热造成内部温度很高,远高于外界温度,同时如果保温措施做不好,使得砼内外温差值远大于25℃,其所产生的温度应力很可能会使砼开裂。
1.4基础不均沉降原因
基础的不均质,造成在砼自重及外荷载作用下,产生不均匀沉降,导致砼出现变形裂缝。尤其是在基础底部存在不均软弱夹层及破碎的比较严重地区,硬质石块间存在夹泥,如果处理不好,其变形不均匀,在外荷载的作用下,很容易造成砼构件产生裂缝。
1.5其他原因
大体积砼分块大小、钢筋选配、刚性基础等也是影响砼裂缝的主要原因。砼分块较大,受拉区钢筋与受压区钢筋面积、型号差别较大,刚性基础等,在砼硬化过程中,砼上下受到约束力差别很大,在突破其承受能力极限后,造成砼开裂。
2冬季大体积砼施工裂缝控制
虽然大体积砼的裂缝是不可避免的,但其危害程度是可以控制的,根据裂缝形成原因,在冬季施工中可以采取以下措施进行控制。
2.1材料控制
选择品质好、稳定性强、水化热低的水泥,如矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥等或在普通硅酸盐水泥中掺入粉煤灰等掺和料,以降低水泥水化热。选择合理的砂、石级配,严格控制含泥量应不大于1%。按设计要求掺入质量合格的相应掺入料。
2.2冬季大体砼施工过程中控制
2.2.1做好基础处理,对软弱层进行处理,达到设计要求;冬季施工中尤其注意要清除基础中的冻土、冰块等,以免在温度升高,出现空洞;在冬季多日温度低于-5℃时,可以采用大棚,升低温的形式消除冻土和冰块。
2.2.2在施工过程中认真做好模板制安,做好支撑,使模板牢固可,;施工中严格按照规范要求进行配料,杜绝不合格料入仓;加强对砼的振捣控制,振捣均匀,避免过振或漏振;砼浇注完成后及时对砼进行二次压光,二次压光的时间应控制在泌水充分挥发之后(能撑得住人的时候)才开始进行,不宜过早或过迟进行。严禁在砼表面撒水泥灰进行抹面,施工后及时做好保温防护,尤其暴露在外面的侧模的保温防护;同时在绑扎钢筋和浇注过程中,应按设计及规范要求控制混凝土保护层的厚度,避免砼保护层过大或过小。
2.2.3采取有效措施减小砼因水化热温升与环境的的温差值,控制温差在25℃以内。在冬季气温低于正常砼施工要求的温度时,可采用以下方法综合方法保证砼硬化正常温度及降低温差。首先:加热原材料,以便在砼拌制、运输及浇筑中,储备相应热量,加快水泥水化放热。其次:浇筑中可采用搭暖棚升火炉的方式提高入仓环境温度,避免砼在较低温度环境下浇筑造成冻伤。最后砼浇筑后增加测温措施,注意观测砼内部温度变化情况,根据砼内部温度变化随时提高保护温度,降低温差,做好保温养护。在冬季砼施工中可以掺入抗冻剂降低水的冰点,使得水化作用能继续进行。
2.3其他措施
控制砼分块的大小,在不影响施工进度的情况下尽可能分小,加快砼内部水化热散发,降低温差减小应力。构件钢筋选配,尽量选用型号差别小的钢筋,同时受力筋与构造筋配筋率不要差别太大,避免因约束力不同,造成变形差别较大,造成砼开裂。同时为了降低大体砼内部水化热可在经设计单位允许下,在砼中掺入最大尺寸小于构件三分之一、总量小于砼量的25%,粒径为150-200mm的洁净毛石。
结语:
总之,虽然造成砼裂缝的因素有多种多样,但是在施工过程只要对可能造成裂缝的因素采取合理的施工方法,对各个环节进行了有效实施和严密的组织,采取不同的措施加以控制,大体砼的裂缝是控制和避免的。
参考文献:
[1]唐晓雪、余忠:大体积混凝土施工裂缝防止措施[J].四川建筑科学研究,2006,(05).
[2]王顶堂:大体积混凝土裂缝控制技术应用研究[J].安徽建筑工业学院学报(自然科学版),2008,(06).