水工混凝土溫度控制和防裂措施

摘要：本文闡述了水工混凝土的特點(diǎn)，對(duì)建筑工程中由于混凝土質(zhì)量通病進(jìn)行了分析，并針對(duì)這些問(wèn)題提出了防治措施和解決的方法。

關(guān)鍵詞：混凝土工程質(zhì)量通病防治措施

混凝土質(zhì)量通病是影響建筑工程質(zhì)量的重要因素，當(dāng)前，這已成為制約結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量的一個(gè)突出問(wèn)題，其主要表現(xiàn)為裂縫超限、保護(hù)層厚度偏差超標(biāo)、混凝土結(jié)合面處理不當(dāng)、預(yù)應(yīng)力孔道壓漿不密實(shí)等。這些通病直接影響混凝土結(jié)構(gòu)工程的耐久性和安全性，降低了其可靠性和有效使用年限。因此分析工程特性、壩址氣候和工程特點(diǎn)，合理地確定混凝土抗裂指標(biāo)、穩(wěn)定溫度場(chǎng)、分縫分塊、溫控標(biāo)準(zhǔn)及防裂措施，對(duì)于防止危害性貫穿裂縫，盡量減少表面裂縫，確保工程的質(zhì)量和安全，是至關(guān)重要的。

一、水工混凝土的特點(diǎn)

水工混凝土是用于水電水利工程的擋水、發(fā)電、泄洪、輸水、排沙等建筑物，密度為2400KG/M3左右的水泥基混凝土。經(jīng)常或周期性地受環(huán)境水作用的水工構(gòu)筑物所用的混凝土。根據(jù)構(gòu)筑物的大小，可分為大體積混凝土和一般混凝土。大體積混凝土又分為內(nèi)部混凝土和外部混凝土。水工混凝土常用于水上、水下和水位變動(dòng)區(qū)等部位。因其用途不同，技術(shù)要求也不同:常與環(huán)境水相接觸時(shí)，一般要求具有較好的抗?jié)B性；在寒冷地區(qū)、特別是在水位變動(dòng)區(qū)應(yīng)用時(shí)，要求具有較高的抗凍性；與侵蝕性的水相接觸時(shí)，要求具有良好的耐蝕性；在大體積構(gòu)筑物中應(yīng)用時(shí)，為防止溫度裂縫的出現(xiàn)，要求具有抵熱性和低收縮性；在受高速水流沖刷的部位使用時(shí)，要求具有抗沖刷、耐磨及抗氣蝕性等。水工混凝土是水利工程中，尤其是大型水利工程中最主要的建筑材料。長(zhǎng)期的施工實(shí)踐證明，在水工混凝土中摻入具有減水、緩凝及增加耐久性的外加劑，如木質(zhì)素磺酸鹽減水劑、糖蜜塑化劑、松香皂引氣劑（在有抗凍性要求的地區(qū)或部位必須摻入），以及摻入適量的優(yōu)質(zhì)摻合料，如粉煤灰等，對(duì)改善混凝土拌合物的和易性及提高耐久性都具有明顯效果。

二、混凝土出現(xiàn)裂縫原因及分析

1、 溫度變化混凝土由于溫度變化發(fā)生體積變形、膨脹或收縮，這是材料固有的物理特性。當(dāng)這種體積變化受到約束時(shí)就會(huì)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，這種應(yīng)力如果超過(guò)了混凝土的抗拉強(qiáng)度，就會(huì)引起開(kāi)裂。例如大體積混凝土澆筑后，在硬化期間水泥放出大量水化熱，內(nèi)部溫度不斷上升，使混凝土表面與內(nèi)部溫差很大，如果內(nèi)外表面溫差超過(guò)25℃時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生裂縫；有的體積較大或者較長(zhǎng)的混凝土結(jié)構(gòu)，在施工后幾天或幾十天中出現(xiàn)大量裂縫；有的在現(xiàn)澆樓板四周的墻體上出現(xiàn)的水平或斜裂縫。這些都是因?yàn)闇囟茸兓鸬牧芽p。

2、體積收縮混凝土的收縮分為自身收縮，即水泥水化作用引起的體積收縮；塑性收縮，即在初凝結(jié)過(guò)程中發(fā)生化學(xué)的收縮；炭化收縮，即二氧化碳與水泥水化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)引起的收縮、干縮；濕度收縮，即混凝土中多余水分蒸發(fā)，隨著溫度降低體積減少而發(fā)生的收縮，其收縮量占整個(gè)收縮量的絕大部分。收縮使混凝土的體積變小，在其內(nèi)部也會(huì)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，當(dāng)這種應(yīng)力超過(guò)了混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，也會(huì)引起混凝土裂縫。例如，有的混凝土結(jié)構(gòu)體積并不大，但在混凝土終凝后，表面卻出現(xiàn)了大量不規(guī)則的裂縫；有的在樓板拆模后，發(fā)現(xiàn)板和梁交界處出現(xiàn)的水平裂縫；有的結(jié)構(gòu)較長(zhǎng)，在冬季忽然降溫或夏季突然降暴雨后，在混凝土構(gòu)件表面出現(xiàn)的裂縫。這些大多是由于收縮引起的裂縫。

3、 不均勻沉降如果結(jié)構(gòu)物的基礎(chǔ)不牢固，發(fā)生了不均勻沉降，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變形，也會(huì)在其內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力而造成混凝土構(gòu)件開(kāi)裂。這種情況在日常工作中也會(huì)時(shí)有發(fā)生。

4、化學(xué)反應(yīng)也會(huì)引起混凝土開(kāi)裂例如，堿骨料反應(yīng)將引起混凝土體積膨脹而產(chǎn)生裂縫。氯離子的侵蝕引起鋼筋銹蝕也會(huì)造成混凝土開(kāi)裂。

三、混凝土施工質(zhì)量的控制措施

1、商品混凝土質(zhì)量控制。施工配合比應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)和質(zhì)量檢驗(yàn)以及混凝土施工和易性等要求確定。充分考慮工程項(xiàng)目的特點(diǎn)、氣候條件、混凝土輸送方式等因素進(jìn)行配制。審核水泥產(chǎn)地、品牌、品種、標(biāo)號(hào)，砂、石產(chǎn)地、細(xì)度模數(shù)、含泥量等指標(biāo)，外加劑、摻合料的選用、摻量及坍落度是否滿足要求。商品混凝土的和易性是保證澆筑質(zhì)量的主要因素要求在進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)，不但要滿足強(qiáng)度的要求，還要有良好的和易性。不應(yīng)強(qiáng)調(diào)以強(qiáng)烈振搗來(lái)保障混凝土的澆筑質(zhì)量，而應(yīng)強(qiáng)調(diào)為施工提供具有良好和易性的便于振實(shí)的混凝土拌合物。也就是說(shuō)混凝土拌合物應(yīng)具有較大的流動(dòng)性、可塑性，以利于澆筑振實(shí)，而且還應(yīng)具有較好的粘聚性和保水性，以免產(chǎn)生離析、泌水等現(xiàn)象。而同時(shí)用水量和水灰比卻不能增大，甚至應(yīng)該降低，以保證或提高混凝土強(qiáng)度等技術(shù)性能。這一矛盾可以通過(guò)摻入減水劑的手段來(lái)解決。摻外加劑是保證商品混凝土質(zhì)量的有效措施減水劑，是最常用的一外加劑。減水劑能在不增加用水量的情況下，顯著增大混凝土的流動(dòng)性，節(jié)省水泥用量。普通減水劑(如木鈣)摻量約為水泥用的2％～3％，可將混凝土塌落度增大到80mm～100mm， 高效復(fù)合減水劑摻量為1% ～2%，可將混凝土塌落度增加到140mm～180mm，而混凝土拌合物的粘聚性和保水性卻很好，幾乎不離析、不泌水，易于運(yùn)輸、泵送，對(duì)于澆筑結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜、截面深狹、鋼筋密集的混凝土結(jié)構(gòu)，也可獲得很好的成型質(zhì)量。但減水劑的使用，會(huì)使混凝土含量增加，混凝土對(duì)減水劑摻量很敏感，摻量過(guò)大，會(huì)使混凝土泌水性大增，影響混凝土強(qiáng)度。因此，應(yīng)嚴(yán)格控制減水劑的摻量。

2、 混凝土的澆筑質(zhì)量要求。澆筑混凝土?xí)r，應(yīng)注意防止混凝土的分層離析，混凝土拌合物運(yùn)至澆筑地點(diǎn)后，應(yīng)立即澆筑入模，混凝土由料斗，漏斗內(nèi)卸出進(jìn)行澆筑混凝土的高度不得超過(guò)2m，否則應(yīng)采用串筒、斜槽、溜槽等下料。澆筑混凝土應(yīng)連續(xù)進(jìn)行。如必須間歇時(shí)間宜縮短，應(yīng)在前層混凝土凝結(jié)之前，將次層混凝土澆筑完畢?；炷吝\(yùn)輸、澆筑及間歇的全部時(shí)間不得超過(guò)規(guī)范規(guī)定，當(dāng)超過(guò)規(guī)定時(shí)間必須設(shè)置施工縫。澆筑豎向結(jié)構(gòu)混凝土前，底部應(yīng)先填以50mm～100mm厚與混凝土成分相同的水泥砂漿，防止出現(xiàn)蜂窩、麻面?；炷猎跐仓办o置過(guò)程中，應(yīng)采取措施防止產(chǎn)生裂縫，混凝土因沉降及干縮產(chǎn)生的非結(jié)構(gòu)性的表面裂縫，應(yīng)在混凝土終凝前予以修整。在澆筑與拄和墻連成整體的梁和板時(shí)，應(yīng)在拄和墻澆筑完畢后停歇1h～1.5h，使混凝土獲得初步沉實(shí)后，再繼續(xù)澆筑，以防止接縫出現(xiàn)裂縫。

3、 混凝土溫度、濕度控制。一方面使混凝土免受不利溫、濕度變化的侵襲，防止有害的冷縮和干縮。一方面使水泥水化作用順利進(jìn)行，以期達(dá)到設(shè)計(jì)的強(qiáng)度和抗裂能力。混凝土的養(yǎng)護(hù)方法、時(shí)間與自然溫度、混凝土成分有關(guān)，當(dāng)平均溫度高于+5℃的條件下，用適當(dāng)?shù)牟牧蠈?duì)混凝土表面加以覆蓋并澆水，應(yīng)在混凝土澆筑完畢后的12h 內(nèi)進(jìn)行，最少不得少于7d。當(dāng)平均氣溫低于+5℃或混凝土的表面不便澆水時(shí)，也可使用塑料薄膜布養(yǎng)護(hù)和涂刷薄膜養(yǎng)生液，防止混凝土內(nèi)部水分蒸發(fā)的方法進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。冬季施工一般采取綜合蓄熱及蒸養(yǎng)法?；炷两Y(jié)構(gòu)澆筑后，達(dá)到一定強(qiáng)度，方可拆模，不能急于拆模，以免引起混凝土表面的早期裂縫破壞混凝土結(jié)構(gòu)。

4、 混凝土質(zhì)量的驗(yàn)收。外觀檢查主要是觀察有無(wú)裂縫。蜂窩、麻面、露筋、空洞、連接部位疏松。錨筋松動(dòng)等嚴(yán)重缺陷，如有發(fā)生，應(yīng)進(jìn)行返工或采取加固措施。幾何尺寸檢查主要是通過(guò)施測(cè)實(shí)量，確定構(gòu)件是否能滿足使用功能以及下步施工的要求，并對(duì)該產(chǎn)品的質(zhì)量等級(jí)予以評(píng)定。內(nèi)在質(zhì)量的驗(yàn)收最為重要，并具有否定權(quán)。主要通過(guò)檢閱各種技術(shù)資料，如原材料化驗(yàn)單，施工記錄，并在上述記錄合格的基礎(chǔ)上，根據(jù)混凝土試壓報(bào)告單，分別采取方差未知或非統(tǒng)汁方法進(jìn)行強(qiáng)度評(píng)定，驗(yàn)收合格后，方為完成了混凝土施工的全過(guò)程，質(zhì)量控制也就告一段落，可以將產(chǎn)品交付使用。

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