電力工程基礎大體積混凝土裂縫原因分析與防控

摘要:電力工程中建筑物基礎體積往往較大，在進行基礎混凝土施工時如控制不當，容易產生裂縫，文章結合工程實際經驗，并查閱大量資料，對電力工程基礎施工中大體積混凝土裂縫產生的原因進行分析，對裂縫防控措施進行了闡述，希望在類似工程中提供借鑒。

關鍵詞:電力工程大體積混凝土裂縫原因分析防控

中圖分類號:TU755文獻標識碼:A文章編號:1672-3791(2011)02(b)-0143-01

1基礎大體積混凝土裂縫原因分析

在基礎大體積混凝土施工中，引起裂縫的原因較多，歸納起來主要有:溫度與濕度的變化、原材料不合格、施工方法不當、基礎不均勻沉降等。

1.1 溫度應力引起的裂縫

在基礎大體積混凝土施工時，混凝土中水泥在水化過程中釋放出大量的水化熱，是混凝土內部熱量的主要來源，造成混凝土內部溫度不斷升高。由于溫度應力和溫差成正比，隨著施工過程的延續，大量的水化熱越積越多，造成混凝土內部溫度越來越高，當混凝土內部溫度與表面溫度溫差過大時，就會產生較大的溫度應力和溫度變形，到混凝土的抗拉能力不足以抵抗產生的溫度應力時，就會出現裂縫。

1.2 收縮引起裂縫

混凝土中的拌和水只有20%的水分是水泥進行水化熱時所需要的，其余的將被蒸發掉。隨著混凝土的干燥，會出現干縮，由于混凝土表面收縮較快，中心收縮較慢，在混凝土表面會出現拉應力，從而產生了一些裂縫。此類裂縫一般較淺，但卻影響混凝土的外觀質量和鋼筋保護層的效果，因而也需嚴格加以控制。

另外，塑性收縮發生在混凝土硬化前處于塑性狀態之時，由于上部混凝土的均勻沉降受到了限制，如遇到鋼筋和較大的骨料，或地基基礎的不均勻沉降等，使結構中產生附加應力，超出混凝土的抗拉能力，導致結構開裂。

1.3 材料產生的裂縫

混凝土是一種脆性材料，抗拉強度僅是抗壓強度的十分之一，所以混凝土在瞬間荷載作用下，更容易開裂，甚至斷裂。在進行混凝土施工時，如果由于混凝土原材料不均勻，水灰比不穩定，或是運輸與澆筑過程中出現的離析現象等，在混凝土內部產生抗拉強度的不均勻，出現了抗拉強度很低的、易產生裂縫的薄弱部位，則更加劇了大體積混凝土的裂縫的形成。

2大體積混凝土裂縫防控

2.1 原材料的選用與控制

從材料選擇的角度，一開始配制基礎大體積混凝土時，需選用收縮性較低的水泥，并合理搭配水泥強度等級與混凝土強度等級之間的關系。一般情況，水泥強度比混凝土強度等級高一個等級，并盡量選用中熱或低熱水泥，如礦渣水泥、粉煤灰水泥，降低水泥的用量，減少水化熱。

適當摻入粉煤灰，可提高混凝土的抗滲性與耐久性，減小收縮，減少膠凝材料產生的水化熱，提高混凝土的抗拉強度。

選用級配良好的骨料拌和混凝土，一般說來，可選用4mm～40mm連續級配的石子作為大體積混凝土的粗骨料，粗骨料中的針片狀石子嚴禁超標，細骨料盡量采用中砂，不得使用細砂，同時，嚴格控制砂、石子含泥量，一般砂控制在2%以內，石子在1%以內。

控制水灰比，一般控制在0.6以下，并可在混凝土中摻入緩凝劑，這樣在澆筑過程中可以減緩混凝土澆筑速度，以利于混凝土的散熱。

外加劑的選用:適當選用高效減水劑和引氣劑，這對減少大體積混凝土的用水量和膠凝材料用量，改善混凝土拌和物的流動性、保水性，降低水化熱，推遲熱峰出現時間，提高混凝土的力學、耐久性等均起著重要作用。

2.2 混凝土澆筑過程中的控制

控制混凝土入模澆筑溫度:混凝土的入模溫度與拌和物的溫度有直接關系，影響混凝土的拌合物溫度的主要是石子和拌和水的溫度，因此，高溫季節要獲得較低的混凝土入模溫度，最有效的辦法就是降低石子與水的溫度，采取的方法主要有:骨料料堆加設遮陽或采取噴淋，一般粗骨料溫度下降0.8℃～1.1℃，就可使混凝土溫度下降0.5℃;在高溫天氣時，可采用加冰冷水進行混凝土的拌和，但注意加冰量不能超過拌和用水量的75%，使用加冰冷水拌和可使混凝土溫度降低最大在11℃以內;在泵車和澆筑地點采取遮陽措施等。一般說來，混凝土入模澆筑溫度不宜超過28℃。

高溫季節澆筑基礎大體積混凝土時，為了降低大體積混凝土內部溫度，可在大體積混凝土內部埋設冷水管，在混凝土水化過程的初期，采取通冷水的方式降低混凝土內部溫度。冷卻水管可采用30mm～50mm的鋼管，按結構物尺寸分層錯開布置。

混凝土進場要嚴格進行抽樣檢測，保證混凝土的組成、配比不發生波動。混凝土的坍落度一般控制在120±20mm為宜，坍落度不足時，嚴禁隨意向混凝土中加水。

大體積混凝土澆筑應合理分層進行，同時加強混凝土澆筑過程的振搗，提高密實度。

盡量降低大體積混凝土結構在內部溫升階段的內外溫差，為此，可采取盡量晚拆模，并在混凝土表面覆蓋塑料薄膜和加蓋保溫材料、蓄水養護等，以控制內外溫差在預定值以內，同時防止水分蒸發，提高大體積混凝土的抗裂性。研究結果和經驗表明，如果控制混凝土內外溫差在20℃以內，就可防止混凝土表面開裂。

2.3 裂縫的控制與處理技術

混凝土結構出現裂縫不但影響結構的整體性和剛度，還會造成鋼筋的銹蝕、降低混凝土的耐久性和抗疲勞、抗滲性等，因此，根據裂縫的性質和具體情況，我們應區別加以對待和處理，從而保證建筑物的安全使用。常用的裂縫處理措施有:表面修補、嵌縫灌漿、結構加固等。

2.3.1 表面修補法

表面修補是一種常用的簡單處理辦法，主要適用于對結構承載力沒有影響的表面裂縫的處理，為防止裂縫的繼續開裂，可在裂縫表面粘貼玻璃纖維布等，同時涂抹水泥漿、環氧膠泥或涂刷瀝青等防腐材料。

2.3.2 嵌縫灌漿法

此法適用于對結構有影響或有抗滲要求的裂縫的處理，通常沿裂縫鑿槽，在槽內嵌塑性止水材料，應用較多的是聚氯乙稀膠泥。然后沿裂縫兩側鉆孔，利用壓力設備將膠結材料壓入裂縫中，膠結材料硬化后與混凝土形成整體，達到封閉的目的，膠結材料一般為水泥漿、環氧樹脂按一定比例配合而成。

2.3.3 結構加固法

當裂縫影響到結構的使用時，就要采取措施對結構進行加固，一般可采取:加大混凝土結構的截面尺寸、在構件的角部外包型鋼、粘貼鋼板以及噴射混凝土補強等。

3結語

綜上所述，雖然在基礎大體積混凝土施工時產生裂縫較多，但一般也多為施工中質量控制措施不當、不到位，經驗不足、重視程度不夠等原因造成的，在進行基礎大體積混凝土施工時，若能根據現場實際情況，進行合理的施工組織設計，將各種情況考慮周全，加強施工管理，嚴格按國家規范要求施工，就能將裂縫控制在較小的范圍內，甚至杜絕其發生。2009至2010年上半年，作者參與華能沁北電廠三期擴建工程建設，前期進行建筑物基礎施工時，多為大體積混凝土施工，由于參考采取了以上合理防控措施，并通過嚴格的施工管理與質量控制，有效預防了各建構筑物的基礎大體積混凝土裂縫的產生，為整個工程爭創國家優質工程提供了有利條件。