1前言
在建筑业迅猛发展的今天,预拌混凝土也为我们建筑业注入了新的活力,自建设部1996年印发《关于加快预拌混凝土发展的若干意见的通知》,2003年商务部、公安部、建设部、交通部《关于限期禁止在城市现场搅拌混凝土的通知》后,预拌混凝土生产企业如雨后春笋般地成立起来,预拌混凝土得到了广泛的、大量的应用。不仅节约了资源,保护了环境,也大大提高了工程施工效率,无论是从人力、物力、财力方面都得到了最大程度上的节约。随着城市发展的需求,更多的陈旧建筑物面临拆迁和改建,为预拌混凝土的进一步发展提供了空间。
随着商品混凝土的广泛应用,其优越性得到逐步的体现,一方面提升了工程的施工进度,另一方面也具有更高的成本效益。据实验统计,商品混凝土可提高劳动生产率200%~250%,节省水泥10%~15%,降低生产成本5%左右。由于要考虑运输过程以及浇筑后的强度发展等方面,商品混凝土涉及到减水剂、缓凝剂、膨胀剂、早强剂、防冻剂等外加剂,加剧了混凝土的收缩,继而使裂缝出现的几率也随之增大。本文分析商品混凝土的早期裂缝问题,为商品混凝土行业的治理控制提供依据。
2商品混凝土早期裂缝表现及原因
2.1裂缝表现
虽然有很多的优势,但混凝土也有着其致命的缺陷,其材料的抗拉强度较低,因此很容易出现受拉而产生裂缝,大量的混凝土都是带裂缝工作,随着结构的使用年限增加,其裂缝也会不断增加和发展,导致结构的破坏、内部钢筋的锈蚀等,严重损害工程耐久性,缩短工程使用寿命。商品混凝土作为混凝土的一种产品,由于添加了大量的外加剂,因此裂缝的问题更为突出。混凝土早期裂缝形成的原因一般归结为收缩变形和温度变形。裂缝产生的形式和种类很多,涉及到材料、级别、配合比、设计、施工、养护等。在商品混凝土日益发展的当今社会,由于现代工程对混凝土的泵送技术、坍落度等特殊的要求,商品混凝土的早期稳定性越来越差,许多现浇梁、板在刚刚拆除模板甚至浇注后的6~12h内就出现不同程度的裂缝。
2.2原因
⑴材料组分的影响
现今的商品混凝土的结构组分已发生了较大改变,水胶比的变化范围大,水泥细度不断地减小,各种矿物掺合料的使用增加,混凝土的这些变化导致其早期放热和收缩不断地增加,造成了裂缝的形成。使用的外加剂、掺和料、选用的水泥品种等不恰当,也会造成原配合比的改变,导致收缩大。水泥等级越高、细度越细,混凝土脆性越大、越易开裂。
⑵施工工艺的影响
施工现场的工艺条件对混凝土裂缝有着最直接的影响。混凝土在浇筑过程中,如果出现振捣不密实、不均匀,浇筑时间间隔过长、连续浇筑时间太长、施工缝的处理不当等都有可能产生裂缝,甚至引起结构的失效。
商品混凝土运输到现场后,泵送施工工艺要求混凝土具有较大的坍落度和良好的流动性,尤其是对于一些超高层建筑,后者导致了后期的养护困难,加大了裂缝出现的机率。
对于一些特殊的混凝土结构,其工艺要求标准更高,例如大体积混凝土,在内外的温差下,很容易形成较大的温度应力,而产生裂缝。大体积的混凝土的浇筑需要进行降温处理措施,否则很容易发生裂缝。
3商品混凝土早期裂缝控制的体系
3.1控制结构
要解决混凝土的裂缝问题,就要正确地判断裂缝的成因和形成机理,针对其原因采取措施来有效控制。裂缝原因是设计、施工、材料、环境及管理等相互影响的综合性问题,因素组成的控制链见图1。
我国住建部在2014年曾经发布了《建筑工程裂缝防治技术规程》,对混凝土的抗裂性能进行了初步的分级,如表1所示。
根据评价的指标数据,按评价界限将混凝土抗裂性能分成五个等级,针对不同抗裂等级的混凝土,采取不同等级的混凝土原材料、设计等要求来实现裂缝的控制。
3.2商品混凝土的制备
混凝土的制备原则上要在同一预拌混凝土厂订货,对制备的工艺和流程进行审查,必须满足《预拌混凝土》GB/T14902的规定,施工者要事先制定好关于混凝土制备的技术操作规程和质量控制措施。
3.3商品混凝土的运输
混凝土的运输要考虑到在途中的时间,充分计算混凝土的运输时间和浇筑时间的协调,保证混凝土运送到达施工现场后能够及时地浇筑,避免时间拖得过长。运输车在装料前应将车内残余混凝土及积水排尽。运至浇捣地点混凝土的坍落应符合要求,如果发生了离析现象,要进行搅拌,注意现场浇筑的温度,一般在25℃以下。如果温度不达标,入模的时间持续不能超过一小时。
3.4商品混凝土的浇筑
商品混凝土早期裂缝均属于非荷载裂缝,非荷载变形引起的约束应力有其自身的特点。根据有着“中国工程界控制裂缝的临床医生”之称的王铁梦教授的观点,所有的非荷载变形裂缝的控制措施实际上都分属于“抗”或“放”的措施。在实际工程中伸缩缝、后浇带的设置均都属于“放”的措施。在混凝土中增加配筋,可以提高混凝土的极限拉应变,掺加纤维可以提高混凝土的抗拉强度,即是“抗”的裂缝控制措施。设计中践行‘抗-放’结合的设计理念,在混凝土的结构中充分地考虑力的传导,对部分构件进行加固处理,对于部分构件采取构造处理,合理选择结构方案和使用的材料。一些容易发生裂缝的部位应进行必要的处理措施,例如凹凸交接处的楼板、大面积门洞处、屋面层、受约束较强的楼板、设有后浇带的楼板、沿后浇带两侧部位。框架结构中顶层纵向和横向框架梁的截面上部区域、剪力墙结构的端山墙、开间内纵墙、顶层和底层墙体、地下室顶板均是容易出现开裂的部位。对以上易出现裂缝的部位,在设计中做好构造处理措施,加强裂缝的控制。
对于特殊的混凝土结构,例如大体积混凝土,必要时可以通过导管降温的方式来避免内部的水化热过大,内外的温差一般要低于70℃,表面和环境差则要控制在15℃以内。滑模施工时应保持模板平整光洁,板类混凝土面层浇筑完毕后,应在初凝前进行二次抹压。对于施工缝部位,在浇筑中要对施工缝进行清洁处理,浇筑时间应符合设计要求,将接茬处剔凿干净,浇水湿润,保证施工缝结合良好。对于预应力结构的施工,提前设计和控制好预应力混凝土的浇筑、钢筋的张拉,避免结构发生张力破坏,根据建筑结构要求选择后拉和先拉。
4结语
混凝土的裂缝问题是工程界常见的质量问题,其涉及到多方面的原因,从材料到施工技术,从养护管理到使用等。商品混凝土具有众多优势的同时,裂缝的高发也成为其主要问题。但不同的工程、设计的要求、使用的要求等都会对裂缝的生成和扩展产生影响,因此对这一问题还是需要结合具体工程实例具体分析。(来源:《广东建材》2019.08)
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