大体积混凝土防裂技术方法及应用.pdf
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1、智能城市应用2023第6卷 第9期 Smart City Application.2023,6(9)Copyright 2023 by authors and Viser Technology Pte.Ltd.19 大体积混凝土防裂技术方法及应用大体积混凝土防裂技术方法及应用 郭 峰 马 莉 江苏省泰州市同一建设工程质量检测有限公司,江苏 泰州 225300 摘要近年来,随着我国建筑技术的快速发展以及建筑规模扩大,大体积混凝土结构在工程建设中广泛应用,如大型设备基础、高层楼房基础、水利大坝等。然而,由于大体积混凝土自身性质和施工过程中的影响因素,常常会出现裂缝问题,严重影响结构的安全性和使用寿
2、命。混凝土开裂后,原本连续的结构体被断裂分割,从而降低了结构的整体强度和刚度及稳定性,增加结构发生倾覆、塌陷或崩塌等事故的风险。因此,研究大体积混凝土防裂技术方法及应用,可以帮助解决大体积混凝土结构的裂缝问题,提高结构的安全性和耐久性。本文将对大体积混凝土裂缝的成因进行分析,并提出预防措施。关键词大体积混凝土;裂缝;预防措施 DOI:10.33142/sca.v6i9.9978 中图分类号:TU5 文献标识码:A Method and Application of Crack Prevention Technology for Large Volume Concrete GUO Feng,MA
3、 Li Jiangsu Taizhou Tongyi Construction Engineering Quality Testing Co.,Ltd.,Taizhou,Jiangsu,225300,China Abstract:In recent years,with the rapid development of construction technology and the expansion of building scale in China,large volume concrete structures have been widely used in engineering
4、construction,such as large-scale equipment foundations,high-rise building foundations,water conservancy dams,etc.However,due to the inherent properties of large volume concrete and the influencing factors during construction,cracks often occur,seriously affecting the safety and service life of the s
5、tructure.After concrete cracks,the originally continuous structure is broken and divided,thereby reducing the overall strength,stiffness,and stability of the structure,and increasing the risk of accidents such as overturning,collapse,or collapse.Therefore,studying the methods and applications of cra
6、ck prevention technology for large volume concrete can help solve the problem of cracks in large volume concrete structures,improve the safety and durability of the structure,which will analyze the causes of cracks in large volume concrete and propose preventive measures.Keywords:large volume concre
7、te;cracks;preventive measures 引言 在建筑结构中,混凝土是一种常用的材料,但由于其内部存在着各种因素导致的应力集中,往往容易发生开裂现象。混凝土开裂不仅会影响结构的性能和使用寿命,还给维修和维护带来不小的困扰和成本。因此,研究和应用大体积混凝土防裂技术方法成为现代建筑工程中亟待解决的问题。大体积混凝土防裂技术是指通过改变混凝土配方、控制施工工艺和采用适当的防裂措施等手段,全面提升混凝土的抗裂性能,从而减少开裂的发生和发展。这种技术方法与传统的混凝土抗裂措施相比,具有更加综合、系统和科学的特点。通过对大体积混凝土防裂技术方法及应用的研究,可以为工程实践提供科学的指导
8、和技术支持,降低结构开裂的风险,提高结构的性能和耐久性,实现更加安全、可靠、经济的建筑结构设计和施工。1 大体积混凝土裂缝 在大体积混凝土结构中,常见的裂缝类型包括贯穿裂缝、深层裂缝和表面裂缝。贯穿裂缝是指从混凝土结构的一侧延伸到另一侧的裂缝,这种裂缝通常是由混凝土受到剪切力的作用引起的。深层裂缝是指在混凝土结构内部形成的裂缝,通常位于混凝土构件的内部或中心位置,深层裂缝常常是由于混凝土内部的温度应力或收缩应力引起的。表面裂缝是指在混凝土结构表面形成的裂缝,通常位于构件的外部表面,表面裂缝的形成通常与混凝土的干缩、温度变化、负载变化等因素有关。这种裂缝常常在混凝土早龄期出现,并随着时间的推移逐
9、渐扩大。裂缝的出现并不意味着一定会出现结构安全问题,不同建筑以及不同部位的裂缝都有最大允许值,0.3 是室内正常环境下一般构件最大裂缝宽度值,0.2 则是露天或室内高湿度环境内一般构件最大裂缝宽度值,对于地下或半地下结构混凝土裂缝,当裂缝宽度在0.1 左右时,可能这种裂缝前期会出现轻微渗水问题,但是随着时间的延长,裂缝也会慢慢地恢复,但是如果裂缝的值超过 0.20.3,那么裂缝就会随着渗水量的增大而逐渐地扩大。所以针对地下工程,要严格地避免裂缝值不超过0.2,如果超过这个值,就需要及时地通过化学灌浆的方式进行处理。2 大体积混凝土裂缝形成的原因 2.1 水泥水化热 水泥水化热是导致大体积混凝土
10、裂缝形成的内部因智能城市应用2023 第6卷 第9期 Smart City Application.2023,6(9)20 Copyright 2023 by authors and Viser Technology Pte.Ltd.素之一。当水泥与水发生反应形成水化产物时,会释放出热量,这就是水泥的水化热。在大体积混凝土中,水化热的释放会导致混凝土温度升高。混凝土的体积变化受温度变化的影响,而温度升高会导致混凝土体积膨胀。当混凝土体积膨胀超过其周围环境的限制时,会形成内部应力。这种内部应力可能超过混凝土的抗拉强度,从而产生裂缝。水泥水化热是一个相对比较短暂的过程,一般在水泥固化的早期发生。在
11、这个阶段,水泥浆体的温度会显著升高,达到峰值,然后逐渐降低。这个过程通常持续几天到几周的时间。2.2 外界温度变化引起的裂缝 2.2.1 日常气温的变化 无论是白天还是夜晚浇筑混凝土,混凝土的水硬反应都要经历几个小时乃至十几个小时,对大体积混凝土的浇筑甚至需要几十个小时,那么浇筑过程就要经历白天到黑夜再到白天,这时候浇筑的混凝土就要经历白天到夜晚的温差变化,白天气温高,混凝土内部分子运动的速度加快,到夜晚气温下降,物质分子运动的速度要低于白天的运动速度,使各分子之间的距离加大,这样也就使混凝土由于气温的变化而产生自身的拉应力,而这时混凝土的自身强度还没有达到高点,其自身的抗拉强度还不能完全抵消
12、由温差变化而带来的拉应力,就会使混凝土的表面由于温差而产生裂缝。对于这种状况,在浇筑后就要在混凝土的表面覆盖一层塑料薄膜或者草帘,用来防止混凝土表面由于温差变化而造成的裂缝,后期还要进行保湿养护。这样由于日常气温的变化缺少养护而产生的裂缝是在工作中常见的问题。例如:在 2014 年的四五月份期间,笔者在商品混凝土公司试验室任职,我公司在给某单位供应混凝土时就遇到这样的问题,该单位所承建的是标准厂房,在第一次浇筑混凝土时天气状况是阴转小雨,浇筑完毕后连续两天都是小雨天气,浇筑第二层时天气是晴天,浇筑后第三天发现有不规则的裂缝,数量不多,而等到一个星期后发现大量的不规则裂缝,到工地现场查看,发现施
13、工单位对混凝土没有进行二次抹面,浇水养护也不及时,向施工方说明造成裂缝的原因是没有进行二次压实抹面和及时的浇水养护造成的,施工单位矢口否认,在进行第三次浇筑屋面时,我公司的材料和配合比都没有变化,试验室对该工程进行质量跟踪,在混凝土达到终凝后监督施工单位对混凝土的浇筑面进行养护,使混凝土表面保持潮湿状态,屋面层的混凝土就没有裂缝产生了。这种情况下施工单位心服口服,承认是他们的工作不到位造成的,后通过二次修补把裂缝的问题处理好。2.2.2 太阳光的辐射 因太阳光的辐射主要出现在夏季高温季节,早晚和中午因太阳对气温的影响要相差十几度,混凝土表面的水分随着气温的升高水分子运动速度加快,水分就容易被蒸
14、发,混凝土表面产生收缩,从而产生开裂。在混凝土浇筑完成后及时地在混凝土表面加以覆盖,让混凝土表面的水分不被蒸发掉,就能有效地防止混凝土表面的开裂。2.2.3 自然风的影响 由于自然风产生的混凝土开裂主要集中在春末和冬季,因为这两个季节空气干燥,湿度较小,混凝土表面的水分因空气的流动而被带走,水分的散失对混凝土表面产生拉应力,当产生的拉应力高于其自身的抗拉强度时,混凝土表面就会产生开裂现象。对这种开裂的预防只要使混凝土表面保持潮湿状态,再加以覆盖就能有效地防止裂缝的产生。2.3 塑性收缩裂缝 2.3.1 现象 构筑物的表面上有不连续、形态无规、长度参差不齐的裂纹,如同干涸的泥土表面一般。这种情况
15、多数在混凝土刚刚浇筑完不久就会出现,尤其是混凝土自身的温度与环境温度有较大差距,并且自身温度高于 40并长时间维持,或者是所处环境特别干燥的条件下更为明显。这种被定义为塑性裂痕或龟裂的现象,实际上是干缩裂缝的一种,相当常见。2.3.2 原因分析(1)如果混凝土施工完毕后,没有立即盖上保护层,因为风吹和阳光照射,表层的自由水分会过快蒸发,从而导致混凝土表面急速收缩。在此阶段,混凝土的初始强度较弱,无法抵抗这种由收缩造成的应力,因此易产生裂痕。(2)过度使用具有较高收缩能力的水泥,或者过量使用水泥和石粉。(3)混凝土水灰比例过高,同时模具过于干燥。2.3.3 预防措施(1)在配制混凝土的过程中,有
16、必要严谨地管理与调整水灰比,并优选用高品质的以及级配良好的砂石以减少混凝土中空隙。同时,浇筑时需确保对混凝土进行充足的振动,进而减少其收缩的程度,提升其对裂纹的抵抗力。(2)在进行混凝土浇筑之前,应对基层和模板充分湿化。(3)在完成混凝土浇筑后,要覆盖湿物料并进行保养,对于大体积混凝土,在浇筑完成某个区域后就开始保养,而不是等全部浇筑完成后一起开始养护。(4)在温度较高、湿度较低或风速较大的情况下施工,应尽快在浇筑混凝土后喷水保湿,同时在施工过程中加强表面的压实和保养工作。(5)对混凝土的保养,可通过喷涂氯乳液保护剂或使用湿草袋或塑料布覆盖的方法进行。如看到表面有细微裂纹,就要立即压实并添加保
17、护覆盖。(6)需要设置挡风设施。2.3.4 治理方法 针对这种类型的裂痕,虽对构造的强度冲击不明显,但却可能导致钢筋生锈,因此在其表层上涂抹少许砂浆能有效进行防护。至于预制部件,其裂痕表面可施用环氧泥胶或者粘贴环氧玻璃布以封堵处理。智能城市应用2023第6卷 第9期 Smart City Application.2023,6(9)Copyright 2023 by authors and Viser Technology Pte.Ltd.21 2.4 干燥收缩裂缝 2.4.1 现象 1 裂纹表现在表面,裂缝相对比较窄。其延展方向呈现出垂直与水平交错并且分布无规律的模式。细长的樑和板框结构元素(
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