大體積混凝土抗裂方式研討

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本文作者：何培文 單位：江蘇淮陰水利建設(shè)有限公司

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)生的收縮力度疊加時(shí)，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。

大體積混凝土裂縫的預(yù)防

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?，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)施工過程中的控制。所以，對(duì)施工技術(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)該加以注意。

(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)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)度就會(huì)越大，其抗裂縫的性能也就越強(qiáng)。

(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。如果施工所在的季節(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。

(4)拆模時(shí)間控制。拆模的時(shí)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°C以上，混凝土的現(xiàn)場(chǎng)試塊強(qiáng)度不低于C5。

2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。

(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)生，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、初凝期長的專門為在大壩施工中使用的特制水泥。普通硅酸鹽水泥熟料化學(xué)成分見表1。由表1可知，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C3S≥80%、C3A≤5%、C4AF≤15%。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)，一旦不達(dá)標(biāo)，絕對(duì)不能用于施工。

(2)水灰比及水泥用量?；炷恋呐渲?，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。

(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，砂子中石粉的比例在15%-18%之間時(shí)為最佳配比。

(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工中也是經(jīng)常使用的，其質(zhì)量也是比較好的。

(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。

混凝土大壩補(bǔ)強(qiáng)處理

1灌漿

處理混凝土裂縫的主要措施之一就是補(bǔ)強(qiáng)灌漿技術(shù)，該技術(shù)對(duì)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。

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；第二種方法是壩體相對(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)這一情況，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。

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，國家財(cái)產(chǎn)和人民的生命財(cái)產(chǎn)安全才能得到保障。