建筑施工中的大体积混凝土裂缝控制

期刊: 建筑监督检测与造价 DOI: PDF下载

钟华东

广东宝鹰建设科技有限公司 珠海市 519000

摘要

大体积混凝土在建筑施工中应用广泛,但其施工过程中容易因温度应力、混凝土收缩等因素导致裂缝的产生。本文从裂缝形成的原因出发,探讨了如何通过配合比优化、温度控制等方法减小裂缝的出现。并针对施工过程中的控制要点提出改进措施,以期提高大体积混凝土的施工质量,减少裂缝问题带来的安全隐患,提升建筑的使用寿命。


关键词

大体积混凝土;裂缝控制;温度应力

正文


引言:大体积混凝土因其经济性和工程性能被广泛应用于各类建筑工程中。然而,随着工程规模的不断扩大,混凝土结构中裂缝的问题日益显著,直接关系到结构的安全性和耐久性。裂缝的产生受多重因素影响,其中包括材料的性质、施工过程中的管理以及设计上的考虑等。因此,掌握裂缝产生的机理并采取有效的预防和控制措施是确保建筑工程质量的基础。

一、大体积混凝土裂缝形成的原因

(一)温度应力引起的裂缝  

在大体积混凝土施工中,温度应力是导致裂缝产生的重要因素。由于水泥在水化过程中会释放大量的热量,导致混凝土内部温度升高。同时,混凝土表面与外界温度差异较大,混凝土的内部和表层之间容易出现温差裂缝。若温度控制不当,内外温度梯度增大,就会形成较大的温度应力,从而产生裂缝。因此,温度控制是大体积混凝土施工中的重要环节,需要在浇筑和养护中采取降温措施以降低温度应力的影响。

(二)收缩引起的裂缝  

混凝土的收缩主要分为塑性收缩和干燥收缩两种类型。在浇筑后的初始阶段,混凝土由于水分蒸发容易发生塑性收缩,这时表面收缩量超过内部,产生裂缝。在后期养护中,混凝土水分继续蒸发,进一步导致干燥收缩,若地基约束或施工措施不当,便可能产生收缩裂缝。这种裂缝会随着混凝土的硬化而进一步扩展,影响结构的耐久性和稳定性。

(三)施工因素导致的裂缝  

施工过程中操作不当也会引发裂缝问题。例如,过快的浇筑速度会导致混凝土内部积累较多的热量,增加温差和温度应力。此外,未按规范要求进行振捣,会使混凝土内部形成孔隙,增加裂缝风险。养护不当则会使混凝土表面水分流失过快,导致塑性收缩裂缝的产生。因此,施工管理的规范性对大体积混凝土的裂缝控制起到关键作用,施工中应根据施工条件和环境因素调整施工方案。

二、大体积混凝土裂缝控制的优化措施

(一)合理配制混凝土配合比,增强抗裂性能  

合理的配合比设计是大体积混凝土裂缝控制的核心之一。为控制温度裂缝风险,需减少水泥用量,增加粗骨料的比例,从而降低水化热的产生,减缓温度上升的速度。选择掺合料如粉煤灰和矿粉,可以有效降低水化热并增强混凝土的密实度和抗裂性。水灰比控制同样至关重要,在满足设计要求的前提下,降低水灰比能提升混凝土的抗压强度,增强抵抗裂缝的能力。配合比设计还应根据现场环境进行适当的调整。例如,在高温环境中施工时,应考虑延长水泥凝结时间,减少混凝土内部温度梯度变化。施工前可通过试配确定不同配合比的表现效果,从而确保混凝土的各项性能满足结构需求,达到较高的抗裂能力。此外,掺合料的选择与比例还需根据施工环境、气候条件和设计要求等进行合理配置,以实现最优抗裂效果,延长混凝土结构的使用寿命。

(二)控制温度,降低温度应力影响  

温度控制在大体积混凝土裂缝防治中占据重要地位。水化热导致混凝土内部产生温度应力,易引发温差裂缝,因此控制水化温度的升高速度是核心策略。具体而言,可以采用分层分段浇筑方式,减少浇筑厚度,分层释放水化热,避免因一次性浇筑过厚造成温度集中。冷却水管技术也是降低温度的重要手段,通过在混凝土内部铺设冷却水管,调控冷却水的流速和温度,降低混凝土的内部温度,确保温度逐步降低。此外,施工结束后进行长时间的湿养护能够有效降低温度梯度,并通过洒水、覆盖湿润材料等措施保持表面湿度,减小外部温度的影响。若在高温或极端气候条件下施工,则需额外加强遮阳、喷雾等降温措施,降低环境温度对表面温度的影响。通过多项温控手段的结合,能够有效减少温差应力的产生,确保大体积混凝土内部结构的完整性。

(三)加强施工过程中的振捣与养护管理  

振捣和养护管理直接影响混凝土的密实度和整体性能,是裂缝控制中不可忽视的环节。在浇筑过程中,通过均匀、适度的振捣消除气泡,避免孔隙集中,降低裂缝风险。振捣要控制好频率和时长,过度振捣会导致混凝土离析,影响整体性能。振捣后的混凝土需要及时养护,防止水分蒸发过快导致的干缩裂缝。养护管理不仅包括传统的洒水、覆盖湿润布等措施,在极端气候条件下,还需根据实际情况适时调整养护方式。在寒冷环境中,应采取覆盖草席、薄膜等保温措施,防止混凝土表面冻结引起早期裂缝。养护周期也需足够长,以确保水化反应充分进行,进而保证混凝土的结构完整性。规范的振捣与养护管理不仅能显著减少混凝土早期裂缝,还能提升其耐久性和结构安全性。

(四)引入智能化监控技术,实时监测施工质量  

智能化监控技术的应用为大体积混凝土裂缝控制提供了科学、精准的支持。在混凝土施工和养护期间,温度、湿度、应力传感器可被安装在不同位置,实时获取内部的温度、湿度和应力数据,便于管理人员随时掌握混凝土的状态。通过实时数据的分析,如果温度或应力超出安全阈值,系统会自动报警,提醒操作人员采取相应措施以缓解应力或降温处理。数据记录系统还可将所有信息存档,为后续分析和改进施工方案提供可靠依据。智能监控技术可与BIM(建筑信息模型)技术结合,建立三维可视化模型,将数据和温度场变化直观地呈现,使管理人员提前预判裂缝可能出现的部位,做好预防措施。智能化技术的运用有效减少了人为失误,优化了施工管理的精准度,从而确保大体积混凝土裂缝的有效控制,为后续的维护和使用打下坚实基础。

结束语大体积混凝土裂缝控制是保障建筑结构安全和耐久性的关键环节。通过优化配合比设计、加强温度控制和施工过程管理,结合智能化监控技术,可以有效减少裂缝的发生,提高混凝土的整体性能。科学合理的裂缝控制方法不仅能够提升工程质量,还能延长建筑物的使用寿命,为施工项目的安全性提供坚实保障。

参考文献  

[1]高晨渊.建筑工程大体积混凝土温度裂缝控制研究[J].工程技术研究,2023,8(18):162-164.
[2]牛晓丹.大体积混凝土裂缝控制技术研究[J].散装水泥,2022(6):143-144,147.


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