探析水利施工中的大體積混凝土抗裂技術(shù)

1、探析水利施工中的大體積混凝土抗裂技術(shù)探析水利施工中的大體積混凝土抗裂技術(shù)摘要：水利設(shè)施的現(xiàn)場(chǎng)施工過程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)大體積混凝土 澆筑中產(chǎn)生裂縫的現(xiàn)象，rtr于裂縫造成的其他一系列影響直接會(huì)導(dǎo)致 水利設(shè)施的正常使用，所以這個(gè)問題對(duì)于施工技術(shù)人員而言，一直是 困擾他們的一個(gè)難題。怎樣控制施工中大體積混凝土澆筑不會(huì)產(chǎn)生裂 縫特成為了工程界內(nèi)比較關(guān)注的問題之一。結(jié)合具體施工過程遇到的 一些實(shí)際問題，對(duì)大體積混凝土在澆筑過程中產(chǎn)生裂縫的原因進(jìn)行分 析，并對(duì)裂縫的控制及預(yù)防提出一些建議。關(guān)鍵詞：水利施工大體積混凝土裂縫防治措施中圖分類號(hào)：tu7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:a文章編號(hào):1007-3973 (2012) 00

2、4-014-02混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性對(duì)水利設(shè)施有著重要的作用o在水利工程的 建設(shè)中，往往會(huì)出現(xiàn)大體積混凝土結(jié)構(gòu)物的澆筑工作，由于其橫截面 的尺寸相對(duì)較大，因此受外力導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)一般不可能，但由于氣化 作用，混凝土遇水后的溫度會(huì)發(fā)生變化，并隨著溫度的變化產(chǎn)生收縮 現(xiàn)象，如果溫度出現(xiàn)大幅度變化并且收縮應(yīng)力也較大時(shí)，裂縫就會(huì)在 大體積混凝土結(jié)構(gòu)上出現(xiàn)，這也是混凝土裂縫產(chǎn)生的主要因索。本文 主要對(duì)其產(chǎn)生的原因進(jìn)行詳細(xì)分析。1分析混凝土裂縫產(chǎn)生的原因1. 1溫差導(dǎo)致混凝土裂縫最容易引起混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的原因是來混凝土內(nèi)部與混凝土表 面由丁水泥水化熱而引起的溫差過大所導(dǎo)致的。一般澆筑大體積混凝 土結(jié)構(gòu)時(shí)要一次

3、成型進(jìn)行澆筑，市于結(jié)構(gòu)的整體體積較大，成型后, 因水泥水化熱后聚集在結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，很難散發(fā)出來，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)內(nèi)部的 溫度比外部明顯高很多，rtr丁結(jié)構(gòu)的內(nèi)外部溫度差異比較大，混凝土 結(jié)構(gòu)的內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)壓力產(chǎn)生的膨脹，如果在溫度比較低的時(shí)候，就會(huì) 出現(xiàn)收縮。在這個(gè)時(shí)候，受混凝土成型時(shí)間段的影響，抗拉能力相對(duì) 比較弱，混凝土結(jié)構(gòu)的外部拉應(yīng)力一旦超過了混凝土的極限抗拉強(qiáng)度, 就會(huì)在混凝土結(jié)構(gòu)的表面出現(xiàn)裂縫。12收縮導(dǎo)致混凝土裂縫硬化的過程中的混凝土?xí)霈F(xiàn)散熱現(xiàn)象，這一現(xiàn)象的發(fā)牛伴隨著 其收縮應(yīng)力也相應(yīng)增大，特別是在大體積的混凝土構(gòu)造中，一旦混凝 土的最大抗拉強(qiáng)度低于收縮應(yīng)力，結(jié)構(gòu)的表面就會(huì)不同程度的出現(xiàn)裂

4、縫。大體積混凝土結(jié)構(gòu)中，即便是水灰比較高，結(jié)構(gòu)自身收縮不大的 情況下，一旦與溫度產(chǎn)生的收縮力度疊加吋，產(chǎn)生的收縮應(yīng)力是非常 大的，如果不出現(xiàn)疊加時(shí)，一般不會(huì)出現(xiàn)裂縫，因此在大型工程中， 混凝土自身的收縮量也被作為一個(gè)評(píng)定指標(biāo)進(jìn)行指導(dǎo)工程建設(shè)的標(biāo) 準(zhǔn)進(jìn)行考慮。2大體積混凝土裂縫的預(yù)防2. 1對(duì)溫差裂縫的預(yù)防由于溫差造成混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，主要是因?yàn)樗畾饣饔孟拢?結(jié)構(gòu)的內(nèi)部和外部溫度出現(xiàn)差異過大造成的，引起水汽熱現(xiàn)象的主要 原因是水與水泥的配置標(biāo)準(zhǔn)、外加劑及攙和劑的選擇以及單位用水量 等，還有就是對(duì)施t過程中的控制。所以，對(duì)施t技術(shù)的控制也避免 大體積混凝土構(gòu)造出現(xiàn)裂縫的有效辦法，在實(shí)際工作中應(yīng)

5、該加以注意。2. 1. 1澆筑厚度與速度的控制澆筑大體積混凝土結(jié)構(gòu)的方案一般可分為三類：全面分層、分段 分層和斜面分層。對(duì)混凝土澆筑強(qiáng)度要求較大的是全面分層法,要求 最小的是斜面分層法，在工程施工中，可以根據(jù)具體的搗實(shí)方法、尺 寸與混凝土的供應(yīng)能力來選擇具體的澆筑方案，現(xiàn)在最常用的方法主 要是斜面分層法。2. 12密實(shí)度的控制為了使入模的混凝土成型和增加其密實(shí)度，就要對(duì)混凝土進(jìn)行搗 實(shí)作業(yè)。在混凝土進(jìn)入到模內(nèi)后，應(yīng)該立刻進(jìn)行充分的振搗，使模板 的每個(gè)角落都充滿混凝土，并使氣體在振搗的過程中排出，這樣混凝 土的密實(shí)度就大大提高，體積較大的混凝土構(gòu)造最好進(jìn)行多次振搗技 術(shù)，振搗次數(shù)越多，混凝土的強(qiáng)

6、度就會(huì)越大，其抗裂縫的性能也就越 強(qiáng)。2. 1. 3初始溫度的控制對(duì)混凝土拌合物及出料口的溫度進(jìn)行控制。如果施丁所在的季節(jié) 性溫度較高，那么出機(jī)口的混凝土拌和物的溫度也會(huì)比較高，這種情 況下要人工進(jìn)行降溫。例如用冷水噴淋預(yù)冷骨料或一次、二次風(fēng)冷骨 料，加冰片或冷水扳指混凝土等。當(dāng)然還可以在壩體混凝土內(nèi)部提前 埋設(shè)冷水管，然后進(jìn)行通水冷卻。2.1.4拆模吋間控制拆模的吋間也很重要，一般越晚越好，在模拆掉之后，要保持混 凝土的表面溫度在應(yīng)15瘢 以上，混凝土的現(xiàn)場(chǎng)試塊強(qiáng)度不低于c5。22對(duì)收縮裂縫的防治防治收縮裂縫的產(chǎn)生主要從混凝土結(jié)構(gòu)的原材料入手，因此對(duì)水 泥的種類、水泥的用量及水灰比的控制，摻

7、合料、骨料、外加劑等原 材料的選擇，對(duì)于防治裂縫都是較為重要的。2. 2. 1水泥的選用水利工程中，大壩的建設(shè)屬于大體積混凝土結(jié)構(gòu)，因此為了防止 裂縫的產(chǎn)牛，在混凝土的選用上要選擇初期強(qiáng)度高、塑性性能好、低 含堿量、低發(fā)熱量、初凝期長(zhǎng)的專門為在大壩施t中使用的特制水泥。 普通硅酸鹽水泥熟料化學(xué)成分。礦物c2s是比較適合的，要嚴(yán)格控制c3a的含量。對(duì)其化學(xué)成 份最好能控制到c2s十c3sm80%、c3a w5%、c4afw15%。還有就是 水泥的品種并不是越多越好，不宜過多，進(jìn)入工地后也要經(jīng)過嚴(yán)格的 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)合格后才能應(yīng)用到工程中，此外還需要對(duì)混凝土的各項(xiàng) 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試驗(yàn)，一日不達(dá)標(biāo)，絕對(duì)不能

8、用于施工。2. 2. 2水灰比及水泥用量混凝土的配置，要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行配置，減少單位用水量，水 泥用量也不宜過多，要保證水泥的流動(dòng)性和保水性，確保所配置出的 混凝土都在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，防止不合格混凝土的出現(xiàn)，一旦發(fā)現(xiàn)配置的 混凝土不達(dá)標(biāo)，堅(jiān)決不能用于澆筑。因此對(duì)混凝土配置中的最小水泥 用量和最大水灰比可以按照表2中的規(guī)定來進(jìn)行配置。2. 2. 3砂石骨料在大體積混凝土中骨料占的比例比較大，可以達(dá)到混凝土絕對(duì)體 積的80% -83%,所以在對(duì)骨料進(jìn)行選擇時(shí)，要選擇那些巖石彈模較 低、膨脹系數(shù)較小、級(jí)配良好、表面清潔無弱包裹層的骨料細(xì)粉含量， 只有選用這些質(zhì)地較好的骨料才能保證混凝土的工作性能，不僅

9、能提 高混凝土的密實(shí)性和耐久性，更重要的是混凝土的抗裂性能也會(huì)大大 的提高。根據(jù)研究表明，砂了中石粉的比例在15%-18%之間吋為最佳 配比。2. 2. 4摻和料為了增強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度和壽命，在水泥摻合料的選擇上，要采用 經(jīng)過測(cè)試的達(dá)標(biāo)的活性材料，否則會(huì)影響到混凝土的使用壽命，其強(qiáng) 度也會(huì)下降。粉煤灰的含堿量和含硫量低，需水量小，都可以摻合在 混凝土中進(jìn)行施工使用。粉煤灰摻合進(jìn)混凝土中后，可以將混凝土的 耐久性和抗?jié)B性大大提高，還可以降低混凝土的收縮量，膠凝材料體 系的水化熱也會(huì)大大減少，混凝土抗拉強(qiáng)度隨之也會(huì)大大增加，抑制 了堿骨料的反應(yīng)造成大體積混凝土構(gòu)造出現(xiàn)裂縫的幾率。此類好處全 部都可以

10、大大提高混凝土的抗裂性，當(dāng)然，并不是只有這一類摻合料 比較好用，還有其它的，諸如：礦渣硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥 等在施丁中也是經(jīng)常使用的，其質(zhì)量也是比較好的。2. 2. 5外加劑混凝土的攪拌中添加高效減水劑和引氣劑，進(jìn)行復(fù)合使用，在大 體積混凝土的單位用水量和膠凝材料用量上大大降低，提高了新拌混 凝土的工作強(qiáng)度，混凝土在硬化后的耐久性、大大提高，熱學(xué)、力學(xué) 及變形等主要性能都起到重要的和關(guān)鍵的作用，混凝土的高效性能的 發(fā)揮離不開外加劑的使用，外加劑成為增加混凝土關(guān)鍵性能的重要組 成部分，應(yīng)該得到積極的使用。3混凝土大壩補(bǔ)強(qiáng)處理3. 1灌漿處理混凝土裂縫的主要措施z就是補(bǔ)強(qiáng)灌漿技術(shù)，該技術(shù)對(duì)

11、混 凝土裂縫的處理是非常有效的。灌漿要采取正確的操作方法，灌漿口 的布置要逐級(jí)進(jìn)行加密布置，也就是在有裂縫的混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行鉆孔, 然后通過灌注補(bǔ)強(qiáng)漿使裂縫的混凝土結(jié)構(gòu)變得穩(wěn)定牢固。3.2結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)混凝土大壩出現(xiàn)嚴(yán)重質(zhì)量問題時(shí)，壩體的應(yīng)力會(huì)重新分布，大壩 的上游面會(huì)出現(xiàn)較大的拉應(yīng)力，此時(shí)，單純依靠灌漿補(bǔ)強(qiáng)已經(jīng)不能保 證壩體的安全，因此要對(duì)壩體的結(jié)構(gòu)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理。主要采取以下方 法：第一就是采用鋼筋錨栓進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固；笫二種方法是壩體和對(duì)穩(wěn) 定時(shí)，沿裂縫挖開一米寬左右的槽，槽壁成鍵槽狀，然后回填優(yōu)質(zhì)混 凝土進(jìn)行加固處理。3. 3重新回填混凝土結(jié)構(gòu)中，一些部位出現(xiàn)裂縫，或者由于澆筑操作不當(dāng)導(dǎo)致 混凝土的

12、強(qiáng)度不足的現(xiàn)象出現(xiàn)，會(huì)造成結(jié)構(gòu)整體出現(xiàn)較為復(fù)雜的影響。 針對(duì)這-情況，對(duì)其采用灌漿處理已經(jīng)很難達(dá)到好的效果，采取結(jié)構(gòu) 補(bǔ)強(qiáng)措施效果也不明顯的時(shí)候，就需要考慮將結(jié)構(gòu)挖除，重新回填施 工，此時(shí)需要注意施工時(shí)的溫度應(yīng)力及施工質(zhì)量，使新老混凝土達(dá)到 很好的結(jié)合效果。4結(jié)論根據(jù)以上論述，只要在混凝土的配置、選料及施工過程中加強(qiáng)控 制，是完全可以預(yù)防裂縫的。要對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)嚴(yán)格的進(jìn)行把關(guān)，規(guī)范操 作，這樣大體積混凝土構(gòu)造的質(zhì)量才能得到保證，國(guó)家財(cái)產(chǎn)和人民的 生命財(cái)產(chǎn)安全才能得到保障。參考文獻(xiàn)：1 曾健水利工程施工中大體積混凝土裂縫的防治j 廣東科 技，2007, (11).2 韓星亮，呂海江，張景峰水工大體積混凝土裂縫的分析與防 治j