高銅傳
(淄博冠中混凝土有限公司,山東 淄博 255000)
在土木工程中,混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量對(duì)項(xiàng)目質(zhì)量及安全均有較大影響,而裂縫問(wèn)題是混凝土施工的主要質(zhì)量問(wèn)題,限制了工程質(zhì)量提升。不論是外部環(huán)境或材料本身,還是施工人員操作水平等均與裂縫產(chǎn)生有直接關(guān)系,此外后期的養(yǎng)護(hù)工作也非常關(guān)鍵。在土木施工中應(yīng)針對(duì)裂縫產(chǎn)生原因做好裂縫的防治工作,為土木施工質(zhì)量提升奠定基礎(chǔ)。為做好混凝土裂縫問(wèn)題研究,下面首先對(duì)裂縫類型進(jìn)行介紹。
(一)塑性沉降裂縫。該類型裂縫主要是由于骨料的不均勻沉降造成的,多發(fā)生于澆筑初期,此時(shí)混凝土結(jié)構(gòu)還未能完全凝固硬化,其內(nèi)部沉降會(huì)使得結(jié)構(gòu)表面發(fā)生形變,進(jìn)而導(dǎo)致裂縫問(wèn)題。
(二)溫度裂縫。該類型裂縫較為常見(jiàn),外界溫度變化和內(nèi)部水化反應(yīng)是其主要原因。在混凝土的硬化過(guò)程伴隨著水泥的水化反應(yīng),會(huì)釋放大量熱量,這些熱量積聚在結(jié)構(gòu)內(nèi)部,若無(wú)法及時(shí)散發(fā)會(huì)使得內(nèi)外溫差加大,此時(shí)在溫差效應(yīng)下會(huì)產(chǎn)生拉應(yīng)力。而且隨時(shí)間推移,水化反應(yīng)越來(lái)越充分,發(fā)熱量也會(huì)逐漸減小,若環(huán)境溫度發(fā)生驟變,也會(huì)導(dǎo)致溫差產(chǎn)生。若拉應(yīng)力作用超出混凝土結(jié)構(gòu)可承受范圍,則會(huì)產(chǎn)生溫度裂縫。
(三)地基沉降裂縫。該類裂縫是由地基沉降造成的,而地基沉降有兩方面原因:一是土木施工時(shí)未對(duì)土質(zhì)深入研究,地基處理方案不夠科學(xué),在較大重量荷載下發(fā)生沉降;二是回填土施工時(shí)對(duì)土層的處理不合理,壓實(shí)效果不佳,未考慮雨水影響,從而引發(fā)地基沉降裂縫。
(四)地基凍脹裂縫。該類裂縫的產(chǎn)生也與地基有關(guān),主要是在寒冷天氣下地基土?xí)驗(yàn)闅鉁剡^(guò)低而使土中水分凍結(jié),這會(huì)導(dǎo)致地基土層的膨脹,從而形成裂縫。
外部環(huán)境條件尤其是溫度和濕度對(duì)混凝土裂縫產(chǎn)生有較大影響,這是由混凝土材料自身特性決定的。由于混凝土澆筑過(guò)程中伴隨著水泥的水化反應(yīng),會(huì)在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生較多的熱量,同時(shí)混凝土材料的導(dǎo)熱性又不強(qiáng),若無(wú)法及時(shí)散發(fā)出去會(huì)使到內(nèi)部溫度上升,會(huì)造成混凝土內(nèi)外溫差問(wèn)題。再者,混凝土結(jié)構(gòu)同樣存在熱脹冷縮現(xiàn)象,溫差作用下會(huì)因形變不同而產(chǎn)生應(yīng)力,當(dāng)應(yīng)力大小超出混凝土的耐受力時(shí)即會(huì)產(chǎn)生裂縫。這就是溫度裂縫產(chǎn)生的原因,常發(fā)生于混凝土施工初期。此外,由于水泥水化反應(yīng)需消耗較多的水分,若在干燥天氣下水分散失過(guò)快,會(huì)因水分含量低而使水化反應(yīng)不充分,影響混凝土硬化過(guò)程,混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度受限,從而導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生。
通常在混凝土施工前,要對(duì)作業(yè)環(huán)境和施工要求有深入了解,科學(xué)的調(diào)配混凝土材料的配比,只有這樣才能確?;炷潦┕べ|(zhì)量。但有時(shí)混凝土材料配比會(huì)存在不合理的情況,既可能本身配比設(shè)置缺乏科學(xué)論證,也可能是施工時(shí)未嚴(yán)格按照設(shè)定配比進(jìn)行。當(dāng)骨料的含泥量超標(biāo),可產(chǎn)生過(guò)度收縮問(wèn)題;當(dāng)材料級(jí)配設(shè)置不合理同樣會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)收縮造成影響,均會(huì)增加裂縫產(chǎn)生的幾率。此外,當(dāng)水量和水泥含量超標(biāo)時(shí)也會(huì)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度造成不利影響。
土木工程中有時(shí)會(huì)因混凝土攪拌制作離施工地點(diǎn)較遠(yuǎn)而需要進(jìn)行車輛運(yùn)輸,這一過(guò)程同樣重要,若不加以注意,在長(zhǎng)距離運(yùn)輸中容易造成混泥土漿體的分層或離析問(wèn)題,對(duì)其質(zhì)量造成影響,使用前需再次攪拌。出于對(duì)混凝土質(zhì)量的高要求,通常運(yùn)達(dá)施工地點(diǎn)后還要檢測(cè)坍落度,若不符合標(biāo)準(zhǔn),也會(huì)導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。此外,混凝土的養(yǎng)護(hù)同樣重要,這對(duì)于裂縫的預(yù)防十分關(guān)鍵。比如,為控制混凝土溫濕度,常常需要灑水養(yǎng)護(hù),若灑水不夠均勻,也易引發(fā)混凝土裂縫。
在土木工程中,施工人員的操作水平將會(huì)直接影響混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量,而施工人員操作水平受限于文化水平和培訓(xùn)不足,往往是土木施工質(zhì)量的關(guān)鍵影響因素。由于人員流動(dòng)性大,許多施工單位出于成本考量,往往不關(guān)注人員的培訓(xùn)問(wèn)題,這樣導(dǎo)致施工人員操作水平得不到提升。而混凝土施工對(duì)操作的規(guī)范性有較高要求,施工人員無(wú)法保證這一點(diǎn),這就為混凝土裂縫產(chǎn)生留下了可能性。
經(jīng)分析可知,若要實(shí)現(xiàn)混凝土裂縫的有效預(yù)防應(yīng)使環(huán)境因素得到可靠控制,尤其是溫、濕度的控制,主要操作方法主要有:一是要盡量降低澆筑時(shí)的溫度,當(dāng)外界溫度過(guò)高時(shí),為使內(nèi)部溫度及時(shí)散發(fā),可采取灑水降溫的方式;二是在混凝土攪拌時(shí)要視情況添加足夠的水,也可以將碎石等骨料用水降溫,從而降低攪拌時(shí)溫度;三是當(dāng)外界溫度較低或者突然降溫,此時(shí)應(yīng)采取必要保溫措施,降低混凝土內(nèi)外溫差,避免因溫差過(guò)大而導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫。此外,混凝土結(jié)構(gòu)模具的拆除,也應(yīng)根據(jù)硬化程度規(guī)劃好時(shí)間。
混凝土材料的性能和質(zhì)量也是控制裂縫產(chǎn)生的關(guān)鍵,材料的選購(gòu)應(yīng)在保證質(zhì)量的基礎(chǔ)上對(duì)材料性能進(jìn)行優(yōu)選。下面主要針對(duì)水泥使用進(jìn)行分析,由于市場(chǎng)上水泥型號(hào)有許多種,它們所含礦物成分有較大差異,實(shí)際應(yīng)用時(shí)用量也不相同,因此施工前應(yīng)科學(xué)確定材料配比。以水泥中常見(jiàn)礦物成分為例,鋁酸三鈣不論是在發(fā)熱速率還是發(fā)熱總量上均高于其余成分(包括硅酸二鈣、硅酸三鈣等),所以不同型號(hào)的水泥發(fā)熱性能有很大差異,對(duì)混凝土裂縫的影響程度也不同。此外,為改善混凝土性能,人們可以通過(guò)添加適量外加劑的方式進(jìn)行改良。
在配制完成之后,混凝土澆筑施工質(zhì)量好壞同現(xiàn)場(chǎng)施工技術(shù)實(shí)施有直接關(guān)系,若澆筑技術(shù)要點(diǎn)沒(méi)掌握好,可能導(dǎo)致混凝土內(nèi)部間隙產(chǎn)生,會(huì)使得內(nèi)部應(yīng)力集聚在間隙部位,隨著長(zhǎng)時(shí)間積累應(yīng)力效應(yīng)會(huì)不斷增大,從而產(chǎn)生裂縫。因此,對(duì)澆筑、振搗等施工環(huán)節(jié)應(yīng)加強(qiáng)技術(shù)管理,嚴(yán)格監(jiān)督現(xiàn)場(chǎng)施工,促進(jìn)施工人員技術(shù)提升,確保各工序的施工質(zhì)量。在混凝土澆筑環(huán)節(jié)應(yīng)對(duì)施工工藝加以嚴(yán)格控制,避免因技術(shù)管理不到位而致使裂縫產(chǎn)生。
后期養(yǎng)護(hù)不到位也是混凝土裂縫產(chǎn)生的一大原因,因此要重視養(yǎng)護(hù)作業(yè)。要做好以下點(diǎn):一是要在澆筑完成后利用專用草墊加以遮蓋,應(yīng)保證足夠的遮蓋面積,可起到遮陽(yáng)、降低水分蒸發(fā)等作用;二是在高溫氣候下,可以通過(guò)鋪設(shè)水管并通以冷水的方式進(jìn)行降溫,從而控制內(nèi)外溫差,這主要用于大型混凝土澆筑,還可用濕布加以覆蓋并定時(shí)灑水,起到降溫的作用。后期養(yǎng)護(hù)工作的開(kāi)展,對(duì)于減少裂縫和提高混凝土質(zhì)量有重要作用。
在土木工程中,若施工人員未能掌握混凝土澆筑技巧將會(huì)產(chǎn)生一系列的施工質(zhì)量問(wèn)題,其中包括混凝土裂縫,所以應(yīng)通過(guò)多種手段強(qiáng)化其專業(yè)技能。首先要注重實(shí)踐培訓(xùn),以專業(yè)技能培訓(xùn)的方式提升施工人員的實(shí)操水平,提高施工標(biāo)準(zhǔn),從而使施工人員操作更加規(guī)范,切實(shí)提高施工質(zhì)量。其次要建立考核機(jī)制,對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工行為進(jìn)行監(jiān)督和記錄,考核不標(biāo)準(zhǔn)操作,督促施工技術(shù)水平提升,從而更好達(dá)到考核培訓(xùn)效果。
綜上所述,混凝土是土木工程中基礎(chǔ)性結(jié)構(gòu),混凝土裂縫不僅損害工程質(zhì)量,而且還會(huì)為工程安全埋下隱患,因此應(yīng)予以重視。環(huán)境溫度、材料配比、操作水平以及后期養(yǎng)護(hù)等因素均會(huì)引發(fā)混凝土裂縫,施工單位應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境實(shí)施有效的控制措施,避免裂縫的產(chǎn)生,對(duì)已出現(xiàn)裂縫應(yīng)及時(shí)修復(fù),進(jìn)而更好保證土木施工質(zhì)量。