肖玉誠(chéng)
(江西華廈建設(shè)項(xiàng)目管理有限公司,江西 萍鄉(xiāng) 337000)
隨著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展,建筑施工技術(shù)不斷的進(jìn)步,這使得建筑工程規(guī)模逐漸擴(kuò)大,大體積混凝土應(yīng)用的頻率也越來(lái)越高,對(duì)工程建設(shè)活動(dòng)的有效開(kāi)展產(chǎn)生了巨大的推動(dòng)作用。但在對(duì)大體積混凝土進(jìn)行施工的過(guò)程中,受到諸多因素的影響,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各種各樣的裂縫問(wèn)題,這些裂縫的存在,不僅會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的外觀質(zhì)量造成不利影響,還會(huì)降低結(jié)構(gòu)的質(zhì)量安全水平,導(dǎo)致工程整體質(zhì)量難以滿(mǎn)足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。而為了避免這種情況的出現(xiàn),還需要相關(guān)單位結(jié)合實(shí)際,對(duì)各種裂縫控制措施加強(qiáng)研究與應(yīng)用,這對(duì)于工程質(zhì)量的有效控制有著非常重要的意義。
與常規(guī)混凝土結(jié)構(gòu)施工相比,大體積混凝土有著較高的材料用量和澆筑施工量,且由于其體型龐大、構(gòu)件截面尺寸大、施工條件復(fù)雜,所以對(duì)于施工技術(shù)的要求也相對(duì)較高。這也導(dǎo)致此類(lèi)工程結(jié)構(gòu)具有較高的施工難度。與此同時(shí),大體積混凝土在具體施工的過(guò)程中,其更容易受到自身收縮、水化熱反應(yīng)以及外界條件等因素的影響,而出現(xiàn)收縮應(yīng)力以及溫度應(yīng)力。進(jìn)而形成較高的裂縫質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。
在大體積混凝土當(dāng)中,裂縫問(wèn)題較為常見(jiàn),而根據(jù)裂縫程度進(jìn)行劃分,具體可以分為以下幾類(lèi):
(1)表層裂縫。顧名思義,這種裂縫主要存在于混凝土結(jié)構(gòu)的表層,其深度和寬度都較為有限,通常不會(huì)影響到混凝土結(jié)構(gòu)的整體性能和受力安全。僅會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的外觀質(zhì)量造成一定的影響,降低人們對(duì)于結(jié)構(gòu)安全的信任程度。
(2)深度裂縫。這種裂縫通常具有較大的深度,可能會(huì)在部分結(jié)構(gòu)面當(dāng)中產(chǎn)生切斷的情況,這不僅會(huì)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性造成不利影響,同時(shí)還會(huì)降低結(jié)構(gòu)受力的安全性。
(3)貫通裂縫。這是一種較為嚴(yán)重的裂縫問(wèn)題,一旦在結(jié)構(gòu)當(dāng)中出現(xiàn)這種問(wèn)題,會(huì)將結(jié)構(gòu)徹底切斷,導(dǎo)致其失去應(yīng)有的工程性能,從而產(chǎn)生十分嚴(yán)重的后果。
對(duì)于大體積混凝土而言,材料選擇及使用不當(dāng)是造成裂縫問(wèn)題的主要原因之一,如果材料質(zhì)量不佳或者是應(yīng)用比例不合理,就會(huì)使裂縫問(wèn)題的產(chǎn)生概率急劇攀升。如粗細(xì)骨料具有較大的含泥量,會(huì)使混凝土出現(xiàn)較為嚴(yán)重的收縮變形問(wèn)題,并對(duì)其抗拉強(qiáng)度造成一定的影響。與此同時(shí),如果粗骨料級(jí)配、砂率以及水灰比控制不當(dāng),也容易造成裂縫問(wèn)題。
首先,大體積混凝土具有較大的結(jié)構(gòu)斷面,所以其內(nèi)部散熱能力也相對(duì)較差,在水化熱影響下,其內(nèi)部溫度會(huì)逐漸提升,而內(nèi)部溫度在發(fā)生劇烈變化的情況下,會(huì)增加混凝土結(jié)構(gòu)的早期塑收縮以及硬化收縮。而這種收縮應(yīng)力非常容易在混凝土結(jié)構(gòu)當(dāng)中造成裂縫問(wèn)題,導(dǎo)致混凝土的強(qiáng)度以及工用性能受到極大的影響。其次,如果在混凝土完成施工以后,環(huán)境溫度出現(xiàn)劇烈的變化,在沒(méi)有充分落實(shí)控制措施的情況下,會(huì)在混凝土內(nèi)外形成較大的溫度差異,進(jìn)行產(chǎn)生溫度應(yīng)力,造成裂縫。
通常在混凝土水分快速蒸發(fā)的情況下就容易出現(xiàn)干縮裂縫。干縮裂縫的形成主要有兩種情況。一是,進(jìn)行混凝土泵送的過(guò)程中,由于其具有較高的含水量,在高溫環(huán)境的影響下,會(huì)出現(xiàn)快速揮發(fā)的情況,而如果在此過(guò)程中,混凝土內(nèi)部供水速度無(wú)法超過(guò)表層失水速度,就會(huì)在表層產(chǎn)生嚴(yán)重的收縮問(wèn)題,進(jìn)而造成干縮裂縫。二是,養(yǎng)護(hù)工作落實(shí)不到位,未能通過(guò)及時(shí)的澆水保證混凝土表面的濕潤(rùn)性,致使其水分過(guò)分流失,形成干縮應(yīng)力,引發(fā)裂縫問(wèn)題。
第一,在混凝土澆搗期間,如果鋪入不當(dāng)或者是振搗措施落實(shí)不到位,出現(xiàn)過(guò)振或者是漏振等問(wèn)題,就會(huì)對(duì)混凝土的均勻性以及密實(shí)度造成不利影響,加大裂縫問(wèn)題的產(chǎn)生概率。第二,混凝土結(jié)構(gòu)在溫度逐漸提升的過(guò)程中,會(huì)產(chǎn)生擴(kuò)大變形現(xiàn)象,但這種變形往往會(huì)被約束面的壓應(yīng)力限制,由于該階段的混凝土應(yīng)力松弛以及徐變都相對(duì)較大,而彈性模量相對(duì)較小,在固定基座影響下,不會(huì)產(chǎn)生太大的壓應(yīng)力。但隨著溫度的降低,會(huì)有相應(yīng)的拉應(yīng)力產(chǎn)生,如果這種拉應(yīng)力大于結(jié)構(gòu)的抗拉極限,就會(huì)有較大的裂縫產(chǎn)生。除此之外,大體積混凝土受到自身特點(diǎn)的影響,經(jīng)常會(huì)形成內(nèi)約束應(yīng)力,如果結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺乏合理性,導(dǎo)致這種內(nèi)約束應(yīng)力偏高,就可能會(huì)有裂縫問(wèn)題出現(xiàn)。
(1)在水泥方面??梢詫?duì)低熱水泥進(jìn)行使用,這種水泥當(dāng)中的熟料礦物含量相對(duì)較低,且其中石膏、活性氧化硅、活性氧化鋁以及氫氧化鈣的作用進(jìn)程相對(duì)較慢。雖然在早期階段,強(qiáng)度較低,但隨著時(shí)間的延長(zhǎng),會(huì)使結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不斷上升,凝結(jié)后期甚至比同標(biāo)號(hào)的硅酸鹽水泥具有更高的強(qiáng)度。當(dāng)然,為了有效控制裂縫問(wèn)題,提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,可以應(yīng)用低熱礦渣水泥、中熱硅酸鹽水泥以及粉煤灰進(jìn)行混合料的制備,這樣不僅能夠提高混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫抵抗能力,還能使其干縮反應(yīng)有效降低,在提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的同時(shí),使其具有更高的抗腐蝕性以及耐磨性。
(2)在集料方面。對(duì)于粗骨料,應(yīng)該確保粗骨料的級(jí)配能夠自然、連續(xù)。與此同時(shí),要做好粗骨料的粒徑控制,要保證其大小適中,這樣一方面能夠提高混凝土結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度,降低裂縫的產(chǎn)生概率,另一方面能夠減少水資源的消耗,達(dá)到節(jié)約資源,減少水化熱的目的。而在細(xì)骨料方面。應(yīng)該選擇高質(zhì)量的粗砂或中砂,要將其細(xì)度模數(shù)控制在2.6-2.9之間。具體可以應(yīng)用較大的細(xì)度模數(shù)以及平均的顆粒直徑,這樣可以將混凝土的溫度提升速度以及收縮幅度有效降低,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)裂縫問(wèn)題的有效控制。此外,在選擇集料的過(guò)程中,必須要做好含泥量的控制工作,如果含泥量過(guò)高,會(huì)對(duì)混凝土的抗腐蝕能力、收縮性以及強(qiáng)度造成極大的影響,導(dǎo)致混凝土在后期出現(xiàn)較大的收縮幅度,而在抗拉力受到影響的情況下,極其容易出現(xiàn)裂縫問(wèn)題。因此,在選擇集料的過(guò)程中,需要將粗骨料含泥量控制在1%以?xún)?nèi),細(xì)骨料含泥量要控制在3%以?xún)?nèi)。
(3)合理應(yīng)用外加劑。如木質(zhì)素磺酸鈣等,其能夠有效分散混凝土結(jié)構(gòu)當(dāng)中的顆粒,并降低水表面張力。而適量的加入外加劑,不僅能夠使混凝土獲得更高的和易性,還能將制備用水有效減少,在提高混凝土強(qiáng)度的同時(shí),減少水化熱反應(yīng)。
在配比方面,應(yīng)該結(jié)合相關(guān)施工規(guī)范以及工程實(shí)際要求,落實(shí)配比設(shè)計(jì)工作,并通過(guò)反復(fù)的實(shí)驗(yàn),確定最佳配比方案,在確?;炷亮鲃?dòng)性、強(qiáng)度的基礎(chǔ)上,盡可能的減少水泥和水的用量。使混凝土的配比質(zhì)量得到有效的控制。
(1)對(duì)混凝土出機(jī)溫度以及澆筑溫度進(jìn)行嚴(yán)格的控制。在混凝土當(dāng)中,石子具有較小的比熱容量,而由于其在混凝土當(dāng)中的含量相對(duì)較高。所以,想要對(duì)混凝土的出機(jī)溫度進(jìn)行有效的控制,首先就是要做好石子的溫度控制工作,而最為有效的方法就是將石子存放在陰涼處,在必要的情況下,還要使用涼水對(duì)其進(jìn)行沖洗,這樣可以將溫度的影響適當(dāng)降低。
而對(duì)于澆筑溫度的控制,首先,需要將混凝土輸送構(gòu)件的內(nèi)外部溫差有效降低,如果所在區(qū)域較為炎熱,需要工作人員做好冷量丟失的控制工作,即使用涼水對(duì)輸送管表面進(jìn)行噴灑,并使用草席進(jìn)行包裹。而在混凝土澆筑期間,需要對(duì)輸送位置進(jìn)行合理的選擇,盡可能的降低設(shè)備在陽(yáng)光下的暴露面積,并提高混凝土的供給速率。
(2)合理的進(jìn)行分層及分段澆筑。對(duì)于大體積混凝土而言,一次性澆筑容易出現(xiàn)過(guò)高的溫度應(yīng)力,進(jìn)而引發(fā)溫度裂縫問(wèn)題,因此,在具體施工中,需要根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)情況,對(duì)其實(shí)施分層澆筑,從而降低溫度應(yīng)力對(duì)于工程質(zhì)量的影響。
(3)對(duì)二次振搗加以落實(shí)。通常在完成澆筑,混凝土初凝以前落實(shí)二次振搗操作,能夠?qū)⒒炷廉?dāng)中的空隙氣泡有效減少,大大提高混凝土與鋼筋的結(jié)合程度,強(qiáng)化混凝土對(duì)于壓力的抵抗能力,從而避免抵抗裂縫的形成。
(1)對(duì)鋼筋進(jìn)行合理的配置。正常情況下,鋼筋的合理配置對(duì)于混凝土抗裂性能的提升有著良好的促進(jìn)作用。但在進(jìn)行鋼筋配置的過(guò)程中需要將間距小以及直徑小作為基本配置原則,在此基礎(chǔ)上對(duì)全截面設(shè)置模式進(jìn)行應(yīng)用,能夠使混凝土具有更高的貫穿裂縫抵抗能力。除此之外,在結(jié)構(gòu)表面設(shè)置鋼筋,還能提高結(jié)構(gòu)表面的抗伸縮能力以及抗溫度應(yīng)力能力。
(2)對(duì)滑動(dòng)層進(jìn)行設(shè)置。在混凝土邊緣經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)溫度應(yīng)力以及約束應(yīng)力,而如果能夠在外約束接觸面當(dāng)中對(duì)滑動(dòng)層進(jìn)行綜合的設(shè)置,將會(huì)使結(jié)構(gòu)抗伸縮能力得到有效的提升。而滑動(dòng)層的設(shè)置方法如下:設(shè)置2道熱瀝青材料,并對(duì)瀝青油氈紙進(jìn)行鋪設(shè)。
(3)對(duì)緩沖層進(jìn)行設(shè)置。緩沖層能夠?qū)⒒A(chǔ)收縮過(guò)程中的側(cè)向壓力有效降低,因此,在施工過(guò)程中,可以在底板地梁部分以及高低底板交接處設(shè)置厚度為30-50mm的聚苯乙烯泡沫,以此來(lái)進(jìn)行垂直隔離,即可達(dá)到降低側(cè)向壓力的目的。
在混凝土澆筑施工完成以后,需要及時(shí)落實(shí)養(yǎng)護(hù)措施。首先,要做好灑水工作,確保結(jié)構(gòu)表面能夠始終保持濕潤(rùn),這樣能夠避免結(jié)構(gòu)表面由于水分快速流失出現(xiàn)干縮裂縫問(wèn)題。其次,在所處環(huán)境溫度變化較為明顯的區(qū)域,在完成澆筑施工以后,還需要對(duì)結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行覆蓋處理,具體可以使用草席、塑料薄膜等材料進(jìn)行覆蓋,在實(shí)現(xiàn)混凝土表面有效保護(hù)的同時(shí),降低環(huán)境溫度對(duì)混凝土質(zhì)量的影響。養(yǎng)護(hù)操作至少要持續(xù)15天以上,且不可過(guò)早結(jié)束養(yǎng)護(hù)操作,在結(jié)構(gòu)當(dāng)中形成質(zhì)量安全隱患。在混凝土養(yǎng)護(hù)階段,關(guān)于溫度控制,相關(guān)工作人員一般可從以下幾方面入手:第一,室外溫度與混凝土表面溫度之間的差值一般應(yīng)小于20%,且混凝土的表面溫度和中心溫度之間的產(chǎn)值也應(yīng)小于20%,當(dāng)結(jié)構(gòu)混凝土的抗裂能力達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)時(shí),溫度應(yīng)保持在25℃至30℃之間。第二,在混凝土拆模環(huán)節(jié),混凝土的溫差應(yīng)保持在24℃以下,溫差主要就是指外界氣溫與中心溫度和表面溫度之間的溫差。第三,對(duì)于混凝土的內(nèi)外溫差,一般可以通過(guò)內(nèi)部降溫法進(jìn)行降低。第四,保溫法,主要就是在模板外側(cè)以及結(jié)構(gòu)物外露的混凝土表面覆蓋保溫相應(yīng)材料,使其能夠緩慢散熱,以提高混凝土強(qiáng)度,使混凝土的內(nèi)外溫差保持在20℃以?xún)?nèi)。總之,大體積混凝土施工裂縫控制,與混凝土的保溫及養(yǎng)護(hù)工作息息相關(guān),因此,必須要引起相關(guān)工作人員的高度重視,以提高大體積混凝土施工質(zhì)量。
綜上所述,在大體積混凝土施工中,受到諸多因素的影響,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各種各樣的裂縫問(wèn)題,這些裂縫會(huì)對(duì)整個(gè)工程的施工質(zhì)量造成極大的影響,進(jìn)而影響工程的使用安全和使用壽命。對(duì)此,相關(guān)單位應(yīng)該保持高度的重視,要結(jié)合裂縫產(chǎn)生原因,對(duì)各項(xiàng)控制措施進(jìn)行合理的應(yīng)用,以此來(lái)實(shí)現(xiàn)裂縫問(wèn)題的有效防控,使工程的施工質(zhì)量得到相應(yīng)的保證。