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摘要:本文基于筆者專業(yè)知識的應(yīng)用與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié),就土木工程中混凝土裂縫的形成原因及處理措施進(jìn)行簡要分析,旨在規(guī)范施工工藝,強(qiáng)化施工質(zhì)量。
關(guān)鍵詞:土木工程;混凝土施工;裂縫處理
1土木工程混凝土結(jié)構(gòu)裂縫形成因素
1.1施工因素土木工程混凝土施工過程中,裂縫產(chǎn)生的原因決定了其形成的部位、走向以及寬度,一般情況下,下述7種情況較為典型且容易出現(xiàn)混凝土裂縫:(1)現(xiàn)場澆筑過程中,因振搗不當(dāng)(如漏振、過振)而使混凝土均勻性與密實(shí)性降低,進(jìn)而誘導(dǎo)裂縫形成;(2)混凝土拌合不均勻、攪拌時間(過長或不足)控制不當(dāng)或澆筑時間距離拌合完成時間過長;(3)連續(xù)澆筑過程中持續(xù)時間過長,且對結(jié)構(gòu)接茬部位處理不當(dāng);(4)當(dāng)混凝土處于高空澆筑時,因烈日暴曬或風(fēng)速過大而使混凝土因收縮過大而產(chǎn)生裂縫;(5)對于大體積混凝土而言,因水泥水化熱計(jì)算不準(zhǔn)或溫控措施不到位,致使混凝土構(gòu)件因內(nèi)外溫差過大而出現(xiàn)溫度裂縫;(6)因養(yǎng)護(hù)措施不到位使混凝土因早期脫水而出現(xiàn)收縮裂縫;(7)混凝土澆筑完成后拆模時間過早或拆除不當(dāng),使混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生拆模裂縫或人為破壞性裂縫。
1.2結(jié)構(gòu)約束因素外約束與內(nèi)約束為結(jié)構(gòu)約束的主要形式。其中,因外界物體阻礙而使混凝土構(gòu)件發(fā)生變形的稱為外約束,例如,各構(gòu)件間的相互作用或地基與基礎(chǔ)的相互作用便可產(chǎn)生外約束力。一般情況下,混凝土澆筑完成7d后便可基本釋放完水泥水化熱,其后混凝土在降溫過程中便會形成一定的收縮作用,同時隨著混凝土的固結(jié)并將多于水分蒸發(fā)后促使收縮加劇,并受外界條件的作用使其無法產(chǎn)生自由變形,進(jìn)而形成裂縫;所謂內(nèi)約束,是指混凝土構(gòu)件中各質(zhì)點(diǎn)間相互作用所產(chǎn)生的力。混凝土澆筑完成初期階段,由于水泥水化熱的大量釋放而使構(gòu)件內(nèi)部溫度相對較高、外部溫度相對較低,進(jìn)而使構(gòu)件內(nèi)外產(chǎn)生較大的溫度差,依據(jù)物體熱脹冷縮的特征,當(dāng)處于一定溫度狀態(tài)時,構(gòu)件內(nèi)部便會因質(zhì)點(diǎn)變形的出現(xiàn)而使各質(zhì)點(diǎn)間產(chǎn)生相互作用的內(nèi)約束力,此時處于構(gòu)件中心的質(zhì)點(diǎn)因溫度過高而所形成受熱膨脹明顯大于表面,因此構(gòu)件中心便會產(chǎn)生溫度壓應(yīng)力,表面產(chǎn)生溫度拉應(yīng)力。而混凝土澆筑初期階段抗拉強(qiáng)度較低,在溫度應(yīng)力下便會于表面產(chǎn)生細(xì)小裂縫,并且隨著時間的推移,最終使混凝土構(gòu)件產(chǎn)生表面裂縫。
2土木工程混凝土裂縫處理(防治)措施
2.1加強(qiáng)混凝土澆筑混凝土澆筑過程中,應(yīng)結(jié)合澆筑區(qū)域與構(gòu)件類別合理布置鋼筋,同時科學(xué)選擇拌合物品質(zhì)與澆筑方式,以此確保混凝土均勻性與密實(shí)性。除此之外,結(jié)合工程實(shí)況與生產(chǎn)能力,合理編制施工方案,確保混凝土澆筑連續(xù)無間斷現(xiàn)象。在連續(xù)澆筑過程中,澆筑厚度的控制以混凝土不出現(xiàn)離析為標(biāo)準(zhǔn),一般為≤50cm,并在搗平完成后再進(jìn)行上層混凝土的澆筑。
2.2強(qiáng)化混凝土養(yǎng)護(hù)(1)混凝土澆筑完成初步凝結(jié)后便應(yīng)進(jìn)行合理的保濕、保溫養(yǎng)護(hù)措施,同時盡量避免外力擾動及溫度急劇變化現(xiàn)象;(2)一般情況下,混凝土養(yǎng)護(hù)采用覆蓋灑水、噴霧或薄膜保濕等措施,對于養(yǎng)護(hù)時間的控制,礦渣硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥與硅酸鹽水泥拌制的混凝土養(yǎng)護(hù)應(yīng)大于等于7d;有抗?jié)B要求或摻加緩凝劑的混凝土應(yīng)大于等于14d;(3)對于平面混凝土構(gòu)件(如底板、樓板等)而言,為避免混凝土表面水分蒸發(fā)過快,在采用塑料薄膜覆蓋養(yǎng)護(hù)至混凝土表面可站人時撤去塑料薄膜鋪上草簾或麻袋澆水養(yǎng)護(hù)。
2.3嚴(yán)控混凝土溫度(1)優(yōu)化混凝土配比,改善骨料級配,降低水泥用量。摻入一定劑量的粉煤灰于混凝土中,可使混凝土因密實(shí)度的提升而改良其抗?jié)B能力與工作度,促使其最終收縮量得到減小。作為混凝土的摻合料,粉煤灰不僅可有效降低混凝土因水泥水化熱的釋放所造成的內(nèi)部高溫現(xiàn)象,同時還可使混凝土后期的抗裂能力與強(qiáng)度得到明顯提升,進(jìn)而抑制溫度裂縫的出現(xiàn);(2)混凝土拌合過程中可采用冷水對粗骨料進(jìn)行冷卻,使混凝土澆筑溫度降低;(3)降低混凝土澆筑厚度,通過澆筑面層將熱量散發(fā),此措施對高溫天氣表現(xiàn)出極強(qiáng)的必要性;(4)埋設(shè)水管,采用冷水循環(huán)的方式降低混凝土內(nèi)部溫度。2.4合理添加外加劑外加劑的添加可有效改善混凝土的綜合性能(如抗裂能力),同時加強(qiáng)養(yǎng)護(hù),防止混凝土表面出現(xiàn)干縮與開裂現(xiàn)象,促使其耐久性得到提升。例如,由于大量毛細(xì)孔道存于混凝土內(nèi)部,當(dāng)水分蒸發(fā)時便會因毛細(xì)管中張力的出現(xiàn)而使混凝土出現(xiàn)干縮變形,此時通過引氣劑的添加,可使微小氣泡產(chǎn)生于混凝土內(nèi)部,使反應(yīng)物可嵌進(jìn)分散的孔隙中,進(jìn)而可使膨脹壓力的降低而使混凝土干縮變形得到抑制。
3結(jié)語
基于以上論述,筆者結(jié)合自身經(jīng)驗(yàn)的總結(jié),以控制土木工程混凝土裂縫為目的,建議性提出以下兩點(diǎn)措施:(1)增設(shè)防裂鋼筋網(wǎng)。由于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)對于拉應(yīng)力主要由鋼筋承受,因此可通過增設(shè)鋼筋網(wǎng)片的形式增強(qiáng)結(jié)構(gòu)抗拉作用,進(jìn)而避免結(jié)構(gòu)裂縫的形成。其具體布設(shè)方式可參考(1)經(jīng)驗(yàn)公式實(shí)施:εPa=0.5Rf(1+ρ/d)×10-4(1)式中:εPa為實(shí)施配筋后混凝土的極限拉伸(為混凝土抗裂性能的體現(xiàn));Rf為混凝土設(shè)計(jì)抗裂強(qiáng)度,MPa;ρ為結(jié)構(gòu)截面配筋率;d為鋼筋直徑,mm。經(jīng)公式分析可知,對于混凝土抗裂性的提高,可利用細(xì)鋼筋小間距的布置方式得以實(shí)現(xiàn),因此,在與設(shè)計(jì)單位溝通并獲批準(zhǔn)后,施工單位可在混凝土施工過程中增設(shè)準(zhǔn)8@100防裂鋼筋網(wǎng),以此達(dá)到預(yù)防裂縫出現(xiàn)的目的。(2)適量摻加合成纖維。通過合成纖維的摻入,混凝土內(nèi)部會形成數(shù)以千萬計(jì)的纖維三維均勻分布的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),當(dāng)混凝土在塑性階段產(chǎn)生冷縮與干縮現(xiàn)象時,其表面一旦碰觸到合成纖維,便會停止繼續(xù)延伸,從而抑制裂縫的出現(xiàn)。
參考文獻(xiàn)
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[2]陳達(dá)強(qiáng).如何處理土木工程施工中的裂縫[J].房地產(chǎn)導(dǎo)刊,2013(24):143.
作者:張泉 單位:中咨工程建設(shè)監(jiān)理有限公司西安分公司