1、1建筑混凝土裂缝优化控制策略摘要:现代建筑中混凝土的裂缝较为普遍,尽管在施工中采取各种措施,小心谨慎,但裂缝依然时有出现。包括:浇筑大体积混凝土时应选择较适宜的气温,尽量避开炎热天气浇筑。为保证砼在早期尽可能少产生收缩,新浇砼的早期养护工作尤为重要,主要要控制好构件的湿润养护,对于大体积砼,有条件时宜采用蓄水或流水养护,针对不同情况要采取应对优化控制策略。 关键词:混凝土;裂缝;优化控制;策略 在现代建筑中混凝土的裂缝较为普遍,尽管在施工中采取各种措施,小心谨慎,但裂缝依然时有出现。混凝土产生裂缝的原因有多种,但根本原因是混凝土中的拉应力超过了混凝土的抗拉强度。具体可归结为温度和湿度变化、外荷
2、载产生的变形过大和施工方法不当等几种原因。有效控制混凝土裂缝,实施优化控制策略至关重要。 一、控温度策略 由于温差的作用,裂缝的产生是不可避免的。根据计算可以看出,可以采用掺加粉煤灰等有效方法,以降低混凝土硬化过程中混凝土内表的温2差。因而, 在施工中采取适宜的措施, 能够避免有害裂缝的出现。 降低水泥水化热。包括: 混凝土的热量主要来自水泥水化热,因而选用低水化热的矿渣硅酸盐水泥配制混凝土较好?精心设计混凝土配合比。采用掺加粉煤灰和减水剂的“双掺”技术,减少每立方米混凝土中的水泥用量,以达到降低水化热的目的;选用适宜的骨料。施工中根据现场条件尽量选用粒径较大,级配良好的粗骨料;选用中粗砂,改
3、善混凝土的和易性,并充分利用混凝土的后期强度,减少用水量。严格控制混凝土的塌落度。在现场设专人进行塌落度的测量,将混凝土的塌落度始终控制在设计范围内,一般以 79cm 为最佳,夏季施工时,在混凝土内部预埋冷却水管,通循环冷却水,强制降低混凝土水化热温度。冬季施工时,采用保温措施进行养护,如技术条件允许,可在混凝土结构中掺加 10%15%的大石块,减少混凝土的用量,以达到节省水泥和降低水化热的目的。 二、控养护策略 混凝土常见的裂缝,大多数是不同深度的表面裂缝,其主要原因是温度梯度造成寒冷地区的温度骤降也容易形成裂缝。因此说混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要。 从温度应力观点出发,保温应达到
4、下述要求;防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度,防止表面裂缝。防止混凝土超冷,应该尽量设法使混凝土的施工期最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度。防止老混凝土过冷.以减少新老混凝土间的约束。 混凝土的早期养护,主要目的在于保持适宜的温湿条件.以达到两个方面的效果,3一方面使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭,防止有害的冷缩和干缩。一方面使水泥水化作用顺利进行,以期达到设计的强度和抗裂能力。适宜的温湿度条件是相互关联的。混凝上的保温措施常常也有保湿的效果。 从理论上分析,新浇混凝土中所含水分完全可以满足水泥水化的要求而有余。但由于蒸发等原因常引起水分损失,从而推迟或防碍水泥的水化.表面混凝土最容易而
5、且直接受到这种不利影响。因此混凝土浇筑后的最初几天是养护的关键时期,在施工中应切实重视起来。 三、控配比策略 1.在保证混凝土具有良好工作性的情况下,应尽可能地降低混凝土的单位用水量,采用“三低 ( 低砂率、低坍落度、低水胶比) 、二掺 (掺高效减水剂和高性能引气剂) 、一高( 高粉煤灰掺量) ”的设计准则,生产出高强、高韧性、中弹、低热和高极拉值的抗裂混凝土。 2.在实际确定施工配合比时,应根据当时的具体情况作适当调整。首先,应根据水泥的水化热、泌水性、收缩率、比表面积等性能合理选用水泥及用量;其次,严格控制混凝土用水量,并设法控制混凝土的泥水,提高水泥砂浆的粘度、减少集料的沉降,充分发挥砂
6、、石的骨架作用,减少多余的拌合用水量;再次是严格控制混凝土骨料的含砂量,优化骨料配级: 最后是在高温季节施工时,严格控制各种原材料温度,特别是水泥的温度,对防止混凝土的裂缝产生也很重要。 4四、控工艺策略 (一)改善搅拌工艺。 采用二次投料的净浆裹石或砂浆裹石工艺,可以有效地防止水分聚集在水泥砂浆和石子的界面上,使硬化后界面过渡层结构致密、粘结力增大,从而提高混凝土强度 10?或节约水泥 5?,并进一步减少水化热和裂缝。改善混凝土的搅拌加工工艺,在传统的三冷技术的基础上采用二次风冷新工艺,降低混凝土的浇筑温度。 (二)严格控制浇筑流程。 合理安排施工工序,分层、分块浇筑,以利于散热,减小约束。
7、对已浇筑的混凝土,在终凝前进行二次振动,可排除混凝土因泌水,在石子、水平钢筋下部形成的空隙和水分,提高粘结力和抗拉强度,并减少内部裂缝与气孔,提高抗裂性。在高温季节泵送,宜用温草袋覆盖管道进行降温,以降低入模温度。 (三)注重浇筑完毕后养护。 混凝土养护主要是保持适当的温度和湿度条件。保温能减少混凝土表面的热扩散,降低混凝土表层的温差,防止表面裂缝。混凝土浇筑后,及时用湿润的草帘、麻片等覆盖,并注意洒水养护,适当延长养护时间,保证混凝土表面缓慢冷却。在寒冷季节,混凝土表面应设置保温措施,以防止寒潮袭击。为保证砼在早期尽可能少产生收缩,新浇砼的早期养护工作尤为重要,主要要控制好构件的湿润养护,对
8、于大体积砼,有条件时宜采用蓄水或流水养护,养护时间为 l428 天。 5五、控设计策略 1.对所允许的裂缝,在结构设计、检验时,尤其对混凝土构件受拉区域的裂缝要高度重视,应考虑标准荷载与准永久荷载的关系,换算为最大裂缝宽度的检验允许值;相对其它裂缝的控制,结构应满足使用强度与稳定性、安全性的要求,必须进行验算。当前结构工程向着大型化、复杂化发展,混凝土设计强度等级向 C40C60 发展,设计人员多注重结构安全,而对变形裂缝的控制考虑不周,设计人员应根据多方面情况如;地基情况、静、动荷载, 环境因素、结构耐久性等来控制裂缝。 2.严格控制混凝土施工配合比,根据混凝土强度等级和质量检验以及混凝土和
9、易性的要求确定配合比,严格控制水灰比和水泥用量,要求监理严格监督控制。把好质量关,选择级配良好的石子,控制砂的粒径及含量,适当减少空隙率以减少混凝土收缩量,从而加强混凝土抗裂强度。 控制裂缝的产生与发展,是建筑工程中必不可少的一个重要环节,虽然学术界对混凝土裂缝的成因和计算方法有着不同的理论,但对具体的预防和改善措施意见还是比较统一的。混凝土裂缝问题是一个综合性的问题,对已出现裂缝的结构物,要给予高度重视,准确把握其产生、发展的根本原因,并从设计、施工上采取相应的措施,预防并控制裂缝的继续发生和发展。 总之,混凝土裂缝通过优化控制策略的实施是可以大幅度减少或完全避免的。 6参考文献: 【1】 梁福彬,对混凝土裂缝产生的原因、 防治与处理方法的探讨J.中小企业管理与科技,2007 【2】冯乃谦,使用混凝土大全M。北京;科学出版社,2001. 【3】 皋德馨.浅析混凝土裂缝成因和防控处理J.人力资源管理,2009,(06):193-193. 【4】鞠丽艳.混凝土裂缝抑制措施的研究进展.混凝土,2002. 5.
