水工結(jié)構(gòu)大體積混凝土裂縫成因及控制處理

趙姍姍

河南靈捷水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限公司

水工結(jié)構(gòu)大體積混凝土裂縫成因及控制處理

趙姍姍

河南靈捷水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限公司

近年來(lái)隨著國(guó)民生活水平的普遍提高，普通群眾的用電需求量越來(lái)越大，這一顯著變化帶來(lái)了水電工程的飛速發(fā)展，但是由于水利水電工程等構(gòu)筑物體積非常巨大，容易產(chǎn)生各種類型的裂縫。這種裂縫有些是自身原因造成的，有些是因?yàn)橥獠凯h(huán)境因素造成的，一旦水工結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生裂縫，將對(duì)其功能和使用產(chǎn)生較大的影響，因此我們必須在裂縫產(chǎn)生前對(duì)其進(jìn)行控制，同時(shí)分析產(chǎn)生裂縫的原因，并采取必要的控制措施來(lái)避免裂縫的產(chǎn)生。本文對(duì)于水工結(jié)構(gòu)大體積混凝土裂縫成因及控制處理進(jìn)行了分析，希望為以后的具體工作起到實(shí)際的參考。

水工結(jié)構(gòu)；大體積；混凝土；裂縫成因；控制處理

1、水工結(jié)構(gòu)大體積混凝土的特點(diǎn)

就水工結(jié)構(gòu)中大體積混凝土而言，它具有比較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和材料組成，且從其自身性質(zhì)來(lái)看，大體積混凝土可以承受很大的壓力，相比之下，由于混凝土本身是脆性材料，所以它的受壓能力不足其受壓能力的百分之十，因此當(dāng)受到自身收縮力或外界力的作用時(shí)變形能力差，很容易產(chǎn)生一些裂縫。除此之外，在對(duì)水工結(jié)構(gòu)中大體積混凝土澆筑時(shí)，需要大量的混凝土材料。混凝土具有水化熱的特點(diǎn)，澆筑后在混凝土內(nèi)部一般會(huì)產(chǎn)生很高的溫度，這時(shí)彈性模量減小，只有很小的變形，但隨著熱量逐漸散去，混凝土溫度慢慢降低，彈性模量也在逐漸增大，這時(shí)會(huì)有很大的變形量。混凝土的這種特點(diǎn)，會(huì)使內(nèi)部產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，而混凝土本身的受拉能力很差，因此在內(nèi)部就會(huì)慢慢產(chǎn)生一定的裂縫。

2、水工結(jié)構(gòu)大體積混凝土裂縫的原因

①混凝土水化熱產(chǎn)生裂縫。眾所周知，混凝土遇水會(huì)釋放出熱量，這樣會(huì)導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是溫度不斷發(fā)生改變。大量的混凝土澆筑放出了足夠多的熱量，如果在較小的混凝土中，這些熱量可能會(huì)很快地散去，但對(duì)于水工結(jié)構(gòu)中大體積混凝土來(lái)說(shuō)，由于其自身體積較大，材料本身也是熱的不良導(dǎo)體，所以水化熱產(chǎn)生的大量熱能會(huì)集聚在內(nèi)部很難快速散去，這就導(dǎo)致其內(nèi)部溫度升高由混凝土的自身特性可知，在高溫下它的彈性變量較小，從而僅僅產(chǎn)生很小的形變，且內(nèi)部變形應(yīng)力也較小，不會(huì)達(dá)到應(yīng)力極限，因此也不會(huì)造成破壞然而隨著散熱過(guò)程的逐漸進(jìn)行，溫度不斷降低，彈性變量漸漸增大，混凝土也會(huì)產(chǎn)生較大的變形，此時(shí)的內(nèi)部應(yīng)力達(dá)到了超出應(yīng)力極限的狀態(tài)，從而導(dǎo)致裂縫。

②外界氣溫改變產(chǎn)生裂縫。經(jīng)驗(yàn)表明，外界氣溫的突然改變會(huì)讓大體積混凝土產(chǎn)生一定地裂縫。具體而言，當(dāng)溫度升高時(shí)，這時(shí)澆筑的混凝土也處于較高的溫度上，而溫度忽然降低的時(shí)候，大體積混凝土的表面溫度會(huì)隨之而降低，但這時(shí)混凝土的內(nèi)部，溫度卻可能會(huì)保持不變或降溫較慢，這樣在大體積混凝土的內(nèi)外表面就形成了一定地溫差，從而導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生。

③混凝土澆筑施工過(guò)程不當(dāng)導(dǎo)致裂縫。在混凝土澆筑施工過(guò)程中施工不當(dāng)導(dǎo)致產(chǎn)生裂縫的原因很多。例如，在澆筑之前，一些相關(guān)人員不了解混凝土的原料配比、水灰比造成后面的澆筑打下不好的基礎(chǔ)；另外，在澆筑施工時(shí)，如果外界溫度很高，則可能會(huì)使?jié)仓臏囟瘸鱿嚓P(guān)規(guī)定；在進(jìn)行澆筑后，沒(méi)有及時(shí)安排專門人員進(jìn)行相應(yīng)地養(yǎng)護(hù)，使得大體積混凝土直接暴露在空氣中，且外表的水分也很快蒸發(fā)兩項(xiàng)不符。

3、水工大體積混凝土溫控防裂措施

①嚴(yán)格控制施工原材料。根據(jù)多年的經(jīng)驗(yàn)，要想將水工結(jié)構(gòu)大體積混凝土裂縫控制在一定范圍，首先必須要做到對(duì)材料控制管理，即謹(jǐn)慎的選擇原材料。一般地，原材料主要由水泥、泥沙以及沙粒碎屑組成，所以我們?cè)谶x擇時(shí)，盡量不要選擇沙石中含泥成分高的材料，這種材料性能很差且強(qiáng)度較弱；相反，我們應(yīng)該選擇收縮系數(shù)小的材料，以減少混凝土的內(nèi)部應(yīng)力；盡量放棄沙粒度小的材料，因?yàn)檫@種要求的混凝土澆筑量很大，澆筑時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大熱量。除此之外，我們也要仔細(xì)選擇各種添加劑，總而言之，我們必須謹(jǐn)慎選擇原材料，以將裂縫控制在合理范圍之內(nèi)

②控制混凝土的配比設(shè)計(jì)。配比設(shè)計(jì)對(duì)混凝土有著非常重要的作用，因此我們必須加強(qiáng)控制大體積混凝土的調(diào)配比例，并且應(yīng)將混凝土水化熱現(xiàn)象作為重中之重，即我們應(yīng)該盡可能選擇水泥含量少的混凝土作為原料，這樣可以很好的減少很多水化熱。隨著科技的發(fā)展，我國(guó)目前也在采用混摻礦渣及煤灰的方法，以最大程度的減少水化熱的產(chǎn)生。一般地，在對(duì)混凝土進(jìn)行調(diào)配時(shí)，我們可以根據(jù)過(guò)程的需要增加相應(yīng)地添加劑，從而達(dá)到增強(qiáng)混凝土強(qiáng)度的目的

③合理控制溫度。對(duì)于大體積混凝土來(lái)說(shuō)，產(chǎn)生裂縫的根本原因中溫度因素占據(jù)很大比例，但是由于溫度是變化莫測(cè)的，想要隨時(shí)控制溫度相對(duì)而言非常困難。所以，我們控制溫度時(shí)，必須在有關(guān)的溫度標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，即對(duì)混凝土進(jìn)行澆筑之前，可以按照體積等相關(guān)數(shù)據(jù)算出澆筑時(shí)可能達(dá)到的溫度，從而合理地對(duì)掌控混凝土的溫度變化。

④加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)。混凝土的養(yǎng)護(hù)包括自然養(yǎng)護(hù)和蒸汽養(yǎng)護(hù)。一般情況下都是采用的是自然養(yǎng)護(hù)方法，有條件的情況下可以采用蒸汽養(yǎng)護(hù)。混凝土的自然養(yǎng)護(hù)大致可以分為除去表面覆蓋物養(yǎng)護(hù)和帶模養(yǎng)護(hù)兩大類，在帶模養(yǎng)護(hù)期間，應(yīng)采取帶模包裹、澆水等基本的措施進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，保證不干燥。在混凝土澆筑后48小時(shí)左右可以稍微松開(kāi)點(diǎn)模板，這種方法可以保證拆模較為順利，最后再繼續(xù)灑水養(yǎng)護(hù)至規(guī)定齡期。

4、結(jié)語(yǔ)

在水利工程以及其他的水工結(jié)構(gòu)中大體積混凝土的裂縫一直是安全隱患，并且大體積混凝土裂縫由于自身因素或外界環(huán)境影響會(huì)繼續(xù)擴(kuò)張，最后導(dǎo)致嚴(yán)重的破壞。研究水工結(jié)構(gòu)中大體積混凝土的裂縫成因具有重要的工程意義，通過(guò)本文對(duì)大體積混凝土特點(diǎn)的分析研究，得出大體積混凝土裂縫的成因以及相應(yīng)的控制措施，對(duì)工程實(shí)踐具有很大的指導(dǎo)意義。

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