文/蔡继尚 荣成市石岛镇兴顺建筑工程有限公司 山东荣成 264309
混凝土结构无论在民用建筑还是在工业建筑里都是不可或缺的一部分,为人们的工作生活提供了良好的空间。因此,如何保证混凝土的施工质量,有效预防病害的产生,是需要深入思考的问题。裂缝问题在混凝土结构中越来越常见,针对裂缝问题需要不断总结经验,创新技术,为建筑价值的实现打下更加结实稳定的基础。
混凝土裂缝原因常见有两种,一种是因为结构承载力不够或因为震动而出现的裂缝,称作荷载裂缝;另一类是由于混凝土本身的温度变化、收缩变形产生的裂缝,称作非荷载裂缝。其中非荷载裂缝又可分为温度裂缝和收缩裂缝。
建筑工程中的混凝土结构在不同荷载的作用下会受到不同的拉应力,其中外荷载是引起裂缝问题的主要原因之一。最典型的是在实际使用过程中,超出荷载规划的物体给混凝土结构带来很大的拉应力,这就导致了裂缝问题发生。
在混凝土硬化期间,水与胶凝材料作用存在水化反应从而释放出一定的热量,随着反应逐渐增多,热量散发越来越快,内部的热量散发较慢,导致混凝土内部和表面出现较大温差,产生温度应力,当温度应力大于混凝土的早期抗裂能力时就会产生温度裂缝;
第一,混凝土的收缩有很多种,有塑性收缩、干燥收缩和沉降收缩等,在施工过程中,为保证混凝土的施工性能,会根据凝胶材料的水化反应情况增加大量的水分,在水化反应结束后,多余的水分会以结晶水的形式存在混凝土内部,并且在混凝土硬化过程中会逐渐蒸发,因此许多细孔或缝隙,造成混凝土体积收缩,因此,混凝土的水胶比越小,收缩值越小。此外,由于混凝土原材料中存在氧化镁和活性碱等有害物质,水化过程当中会产生体积膨胀和收缩,造成收缩裂缝;第三,混凝土在硬化时,因为养护工作不充分,造成混凝土的水分流失太快,会造成混凝土表面产生收缩裂缝。
一是水泥。水泥品种的选择应当考虑水泥水化热与收缩作用,尽可能选用收缩量低、水化热较小的水泥,因为水泥矿物内铝酸三钙发热速度快,散发的热量也最大,越细的水泥发热速度越快,但不会对最终发热量产生影响,所以,水泥材料选择时应尽量应用火山灰水泥或者是矿渣硅酸盐水泥,利用好其后期强度,从而达到减少水泥用量的目的。
二是骨料。混凝土采用较多的是粗骨料,应当使用粒径较好、连续级配以及低弹性模量的骨料,还要加强对细骨料的细度模数的控制,以2.7-3.1 为宜,尽可能地降低含泥率,控制在0.33以内,防止砂率过高造成粗骨料多而细骨料少的问题,进而导致收缩增加,就会出现开裂现象。此外,还要最大限度地降低砂石吸水率,从而达到控制收缩的目的。
三是粉煤灰。通过向混凝土内掺入粉煤灰的做法能够有效减少水泥用量,也就是水泥水化热量,能够有效改善混凝土和易性,使其密实度得以增加,抗渗能力增强,能降低混凝土的收缩量。掺入的粉煤灰主要发挥物理填充作用,使其粉末效应得到明显增强。所以,应当加大密实度,就能有效减少泌水与离析现象的发生,延长水化热峰值出现的时间,并实现温度峰值减小。
四是外加剂。适当添加减水剂可以对混凝土的和易性进行改进,降低水厌比,减少水泥实际用量。通过合理掺加缓凝剂,能够达到延缓混凝土放热峰值出现的目的,尽可能地减少裂缝出现。膨胀剂能够有效替代水泥,使混凝土发生适度膨胀,这样能够抵消混凝土内部拉应力,降低裂缝出现的概率。
混凝土的抗裂能力评价标准主要就是分析极限拉伸率、施工强度保证率以及施工均匀性,在是施工过程中要基于规范要求与技术指标有序开展,加强对现场施工的管理与控制,进而保障混凝土结构符合设计规范的要求,提升整体的抗裂能力。在混凝土施工浇筑之前,要根据规范要求进行基层与模板的处理,保障其湿润透,要避免混凝土出现失水等问题。在振捣施工过程中,要合理的控制振捣棒的具体走向,避免混凝土振捣质量,提升整体的密实度,也要避免过度振捣等问题的出现。在浇筑过程中要根据规范要求进行第二次抹压,要通过吸水泵及时排除在表面中存在的泌水问题,加强控制管理。
在浇筑过程中要根据规范要求严格施工,避免出现过早施加荷载与过早拆模等问题,保障搅拌与运输时间适宜,避免因为时间控制失误而导致出现水分蒸发等问题。在混凝土浇筑完成之后要基于规范要求,根据技术标准做好混凝土的养护施工,保障浇水养护时间适宜,做好混凝土表面的保温养护处理。
在混凝土裂缝控制工作中,养护环节占有重要地位。相关养护技术人员需要根据现场混凝土施工的情况,加强养护要点的把控,全面落实对混凝土的养护管理。第一,需要对表面进行有效的保湿养护,可以采用塑料薄膜或草甸,将其平铺在混凝土表面上,然后及时实施洒水保养;可是如果环境温度不到5℃,要严禁洒水;时间达到规定的养护标准,并且混凝土强度达标后,才能够实施拆模施工,拆解过程中要严禁磕碰、敲打,避免给混凝土结构造成损坏。工作人员要随时注意混凝土结构内部和表面温度差,并妥善控制循环冷却系统,注意水流量与进水的温度,可以使用蒸汽养护方法,或者水循环养护方法,一般情况下要将混凝土结构表面与环境的温度差控制在8℃~10℃之间,混凝土结构内部和表面温度差要低于25℃。
综上所述,建筑工程出现裂缝的原因是复杂多样的,类型主要有荷载裂缝及非荷载裂缝,其中非荷载裂缝主要是由于温度与收缩问题而导致的。为了保障建筑工程在实际使用中的安全性和长期性,要对混凝土裂缝问题严格控制,加强施工材料把控,加强施工质量控制,加强工程的后期养护,最大程度降低裂缝情况,从而发挥出建筑工程建设的效益,推动我国建筑行业的发展。