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【摘 要】混凝土早期开裂防治问题的重要参与方包括设计方、混凝土生产方、施工方,只有多方的协同合作,才能在墙板构件早期防裂问题中达到满意的结果.在墙板构件早期防裂工程中,正确的施工措施才能保证裂缝控制的材料措施、结构和构造设计措施顺利实施,并在实际的混凝土结构中有效发挥裂缝控制的作用;同时,施工中也可在保证材料控制措施、结构和构造设计措施顺利实施的基础上,采取其它辅助手段,进一步提高混凝土结构的抗裂性能,提高防裂效果.

【关 键 词 】钢混结构;墙板构建;早期裂缝;构造措施;温度应力;优化配合比;动态养护

0 引言

混凝土作为水泥浆体硬化后的水泥石与砂、石骨料组成的非均质复合材料,微裂缝是其本身的固有属性.微裂缝在外力或变形作用下逐渐扩展并互相串连穿过硬化后的水泥石,将发展成为可见的宏观裂缝.微观裂缝为宏观裂缝的出现提供了裂缝源,使混凝土结构在建设与使用过程中可能出现不同形式、不同程度的宏观裂缝.

根据裂缝的肉眼可见程度,工程界一般将大于等于0.05mm的裂缝(实际最佳视力可见为0.02mm)称为“宏观裂缝”,否则称之微观裂缝.裂缝按其产生的原因,可分为荷载裂缝和变形裂缝.荷载裂缝是指因动、静载的直接作用引起的.变形裂缝是指因不均匀沉降、温度变化、湿度变异、膨胀、收缩、徐变等变形因素引起的裂缝.

1.混凝土质量控制

1.1 优化配合比

根据最小单位用水量或最小胶凝材料用量原则、最大骨料堆积密度原则、适当水灰比原则“三原则”进行抗裂配合比优化设计.在满足混凝土强度和工作性能的前提下,选择最小胶凝材料用量;增大骨料体积,控制骨料的合理级配,减小骨料空隙率,以减少胶凝材料用量;选用级配良好的粗、细骨料.

1.2 混凝土浇筑

确保浇筑后混凝土具有良好的均质性,应保证混凝土组成、配比不发生波动.在泵送混凝土进场时严格把关.严禁坍落度超出设计要求、出现大的波动,这有利于控制塑性塌落.在坍落度不足时,严禁随意加水,以保证混凝土组成和配比一致性,避免混凝土均质性降低.

混凝土的浇筑环境、出料高度、次序对混凝土的均质性、早期微缺陷的形成都会产生影响.混凝土墙板可采取分层分段浇筑方式.分段连续浇筑时,每段混凝土可采用由外向内、对称次序的方式进行浇筑,防止模板受力不匀产生位移而出现应力集中现象出现.分层浇筑时,在下一层混凝土初凝前将上一层混凝土浇筑完毕,避免上层混凝土与下层之间形成较强的内约束作用,出现约束微裂缝,带来裂缝隐患,影响混凝土的整体性.

施工中的振捣会对混凝土的塑性塌落及均质性产生较大影响.

振捣不足时,将造成混凝土密实程度不足,可能会引起混凝土强度的降低,也可能使混凝土产生较大的塑性塌落而引起沉缩裂缝;而过度振捣则会使混凝土表面出现大量浮浆,造成混凝土均质性变差.因此,混凝土振捣的原则应是充分但不过分振捣.采用振捣棒操作时,做到“快插慢拔”,插点应均匀.防止塑性塌落裂缝产生,可在混凝土初凝前进行二次振捣,使混凝土充分沉实.

1.3 钢筋构造工程

适当的“细、密”方式配筋可以在约束混凝土早期收缩的同时,分散微裂缝,延迟宏观裂缝的出现.利用构造配筋达到有效防裂的前提是,按设计方案的裂缝构造控制措施精确实施钢筋构造工程,在整个施工过程中不产生偏差.这些构造控制措施的内容通常包括锚固长度规定、构造钢筋的设置、构造缝及后浇带的设置等.

1.4 模板工程

模板应表面光滑,并避免采用吸水性大的材料制备.模板表面的凸凹不平会限制混凝土的均匀下沉,降低混凝土的均质性;吸水过大或太快会造成部分混凝土丧失流动性,导致塑性沉降裂缝产生.模板材料应满足强度要求,确保能够承受混凝土自重以及施工荷载的作用.

支模时,保证模板定位精确、连接牢固,并置于坚实的地面之上,使之能有效发挥承受荷载、抵抗变形的作用.模板安装应保证接缝构造紧密、不渗水、不漏浆,避免混凝土与实际配比发生变化,均质性降低.拼接模板时确保模板整齐光滑,避免错位现象,因产生突变截面而造成混凝土不均匀沉降,从而导致塑性塌落裂缝产生.

2.减小约束的方式

现实工程中,理想的无约束状态是无法实现的,构件总是在施工成型、性能发展过程中,受到模板、钢筋、相邻构件的约束.因此,非荷载变形引起的混凝土约束应力原因来源于自身变形受到一定程度的内外约束,约束应力大小

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不仅取决于非荷载变形量,也取决于构件受到的约束程度.通过一定技术手段,在一定程度上有效释放混凝土结构的非荷载变形,或是降低结构所受的约束程度,就能达到降低混凝土内部约束应力,提高其抗裂性能的目的.

如果材料自身具有足够高的抗拉强度和极限拉伸应变,即便混凝土发生的非荷载变形受到完全约束,构件也具有足够的抵抗能力而不至于开裂.工程中,可采用适当增加配筋或增加纤维增强的方式,提高混凝土本身的极限拉伸或抗拉强度来获得一定的抗裂效果,也可在混凝土施工中采取正确措施(如合理振捣、养护)来提高混凝土的均质性,保证其抗拉强度和极限拉伸应变增长.


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商品混凝土普遍具有较高的收缩变形,同时伴随提高施工效率的泵送工艺,建设方及施工方均希望能获得大体量完整性的混凝土产品.为了解决此类混凝土产品的防裂问题,采用“抗放结合”的裂缝控制措施,能获得较为理想的裂缝控制效果.考虑到目前工程中裂缝的普遍存在性以及混凝土收缩变形大的实际情况,“放”的措施使用明显不足,应该进一步加强.

3.动态养护

根据工程的实际情况,混凝土的养护可采用洒水、喷雾、湿草垫覆盖、养护剂涂刷等多种方式进行.养护除常规概念上的湿养护以外,也包括保温.对于混凝土墙板,在其水化降温期间,洒水类“冷养护”是不当的,只能加剧混凝土的早期裂缝.甚至必要时,还要对其进行保温.因此,“冷养护”应当在墙板降温基本完成后进行.

对于混凝土墙板的干缩裂缝,理论上只要能够保证充足的保湿养护,干燥收缩裂缝的发生几率将大大降低.因此,实际工程中减少混凝土的长期收缩,防止干缩裂缝的最有效措施就是洒水养护.即便受到施工条件和进度的影响,也应保证混凝土墙板的充分养护,至少应满足7-14天的养护要求.

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对于高温、大风环境下的混凝土工程,或者凝结硬化慢的混凝土(冬季施工、掺加缓凝剂),通常由于混凝土面层失水速度远大于其泌水速度,极其容易形成表面塑性收缩裂缝,抹压操作后必须及时进行养护,养护时间也应适当延长,有条件时可采用保水性能好的养护剂养护.


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施工管理是裂缝施工控制最重要的一部分,也是裂缝施工控制措施取得效果的关键.所有施工控制措施都将借助于施工管理得以实施.

结合材料、设计、施工三方的共同努力,施工防裂措施实施到位,即便是在超长、超大的混凝土墙板构件的施工中,突破原有伸缩缝、后浇带的设置要求,也能达到成功防裂的效果.

5.结束语

总之,无论是理论研究还是试验研究,其目的是为了在混凝土结构实际工程通过采取适当的措施来尽可能避免或减小这种早期裂缝的出现,或是将其控制在符合规范要求的范围内,使之不致发展成有害裂缝.工程建设是一个不可逆过程,必须用“事前预控”的思路来对待混凝土早期裂缝的防治问题.

【参考文献】

[1]王铁梦.工程结构裂缝控制[M].北京:中国建筑工业出版社,1997.

[2]袁勇.混凝土早期裂缝控制[M].北京:科学出版社,2004.

[3]富文权,韩素芳.混凝土工程裂缝分析与控制[M].北京:中国铁道出版社, 2002.

[责任编辑:刘帅]

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