水運(yùn)工程大體積混凝土防裂控制的研究

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摘要：大體積混凝土裂縫是水運(yùn)工程施工的質(zhì)量通病，采取行之有效的措施加強(qiáng)水運(yùn)工程大體積混凝土防裂控制有著極為重要的意義。本文主要分析了水運(yùn)工程大體積混凝土開裂的影響因素，探討了水運(yùn)工程大體積混凝土防裂控制。

關(guān)鍵詞：水運(yùn)工程；大體積混凝土；開裂因素；防裂控制

大體積混凝土的開裂，從原理上來講，是由于混凝土結(jié)構(gòu)不同部位之間的溫度應(yīng)力超過了混凝土的抗裂能力而產(chǎn)生開裂。在水運(yùn)工程混凝土施工過程中，大體積混凝土施工裂縫控制是至關(guān)重要環(huán)節(jié)，由于受多種因素的影響，混凝土開裂問題一直制約著大體積混凝土的質(zhì)量改進(jìn)，影響了水運(yùn)工程整體施工質(zhì)量。因此，水運(yùn)工程施工單位必須提高對(duì)大體積混凝土施工裂縫問題的重視，積極分析混凝土裂縫的成因，并采取有效的防裂措施加以控制，從而提高工程施工質(zhì)量。

一、水運(yùn)工程大體積混凝土開裂的影響因素

1.水泥水化熱因素

在水運(yùn)工程中，由于混凝土在進(jìn)行澆筑的過程當(dāng)中，其熱源主要是因?yàn)樗嗟乃a(chǎn)生熱量，而水泥水化熱通常情況均在澆筑后的短時(shí)間內(nèi)放熱。因?yàn)樵S多水化熱均凝聚在混凝土內(nèi)部，而慢慢得以釋放，因此混凝土外部和內(nèi)部之間存在溫差，內(nèi)熱外冷，使得其表面產(chǎn)生拉應(yīng)力，而內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，由此其表面容易出現(xiàn)裂縫，造成混凝土開裂。

2.溫度變化因素

由于外界溫度的變化對(duì)混凝土裂縫也具有較大的因素。混凝土的溫度同樣也會(huì)因?yàn)橥饨鐪囟鹊囊蛩厥艿接绊懀饨鐪囟壬撸炷翜囟纫矔?huì)升高；而如果外界溫度降低，混凝土也的溫度也會(huì)降低。但是一旦發(fā)生外界溫度降低過快的情況，會(huì)造成一定程度的溫度應(yīng)力，從而容易使得混凝土出現(xiàn)裂開情況。

3.混凝土的配比引發(fā)開裂

在進(jìn)行實(shí)際操作的過程當(dāng)中，對(duì)混凝土沒有進(jìn)行合理的配比同樣容易出現(xiàn)開裂的情況。比如在進(jìn)行水運(yùn)工程施工過程中，沒有按照工程所需的材料量來計(jì)量和準(zhǔn)備材料，水與灰的比例發(fā)生改變，導(dǎo)致建筑里面裂縫的問題出現(xiàn)。一般情況下在實(shí)際工作中，高強(qiáng)砼的水灰比應(yīng)該在0.24～0.38之間。

4.養(yǎng)護(hù)對(duì)混凝土抗裂性能的影響

通過養(yǎng)護(hù)使混凝土有良好的保濕，從而增加混凝土的抗拉強(qiáng)度及極限拉伸。同時(shí)通過養(yǎng)護(hù)，使混凝土在升溫階段能盡可能適當(dāng)放熱，減小混凝土內(nèi)外溫差，來減輕混凝土開裂幾率。

三、水運(yùn)工程大體積混凝土防裂控制措施

1.混凝土設(shè)計(jì)構(gòu)造控制措施

（1）優(yōu)化配合比設(shè)計(jì)。配合比的設(shè)計(jì)首先要滿足強(qiáng)度等級(jí)、混凝土性能等基本要求，在此基礎(chǔ)上通過雙摻優(yōu)化，即通過試配摻加適量的粉煤灰和減水劑，可改善拌和物的和易性，降低水灰比，以達(dá)到減少水泥用量，降低混凝土水化熱總量，減小混凝土內(nèi)部溫度變化，實(shí)現(xiàn)混凝土防裂的目的。（2）避免應(yīng)力集中。通過避免混凝土結(jié)構(gòu)的突變而產(chǎn)生應(yīng)力集中，由于溫度和收縮作用，會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中而導(dǎo)致開裂。（3）合理配筋。從理論上來講，配置適當(dāng)?shù)臉?gòu)造鋼筋，對(duì)混凝土的極限拉應(yīng)變是有益的。通過合理配置鋼筋，增大混凝土的抗拉性能，從而有效限制混凝土裂縫擴(kuò)展。如在混凝土薄弱位置或應(yīng)力集中位置設(shè)置鋼筋網(wǎng)片等處理辦法。

2.混凝土原材料選擇與控制措施

（1）合理選擇混凝土原材料。一是水泥。水泥必須采用符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的普通硅酸鹽水泥或硅酸鹽水泥，且低堿低熱，不應(yīng)使用溫度大于60℃的水泥拌制混凝土。二是骨料。粗骨料應(yīng)采用級(jí)或多級(jí)級(jí)配，細(xì)骨料采用河砂（中粗砂），控制骨料中的含泥量和堿含量。若骨料中含泥量偏多，不僅增加混凝土的收縮變形，而且降低混凝土的抗拉強(qiáng)度。骨料不宜直接露天堆放、暴曬，宜分級(jí)堆放，堆場(chǎng)上方宜設(shè)罩棚。三是外加劑。減水劑應(yīng)采用高性能減水劑，粉煤灰應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》的規(guī)定，級(jí)別不應(yīng)低于二級(jí)，最好為一級(jí)，堿含量也應(yīng)控制。摻用纖維（鋼纖維或有機(jī)合成纖維）以提高混凝土的抗拉強(qiáng)度。

（2）提高混凝土的穩(wěn)定性。嚴(yán)格檢查和控制原材料，多次檢驗(yàn)混凝土的原材，只有保證所檢驗(yàn)的指標(biāo)合格，才能夠?qū)ζ溥M(jìn)行運(yùn)用，并且還需要對(duì)材料進(jìn)行多次的實(shí)驗(yàn)以及對(duì)其進(jìn)行審批，確保在施工的時(shí)候不會(huì)因?yàn)椴牧系牟缓细穸a(chǎn)生差池。比如強(qiáng)化骨料的粒徑、級(jí)配、砂率、水灰等的比例進(jìn)行規(guī)范和控制，根據(jù)環(huán)境等不同情況，判斷混凝土的初凝時(shí)間和終凝時(shí)間，并且還需要制定出合理的方案，只有保證毫無質(zhì)量問題之后才能夠進(jìn)入施工場(chǎng)地和運(yùn)用。

3.混凝土施工控制措施

（1）減少混凝土的發(fā)熱量。盡量采用低流態(tài)或坍落度小的混凝土；改善骨料級(jí)配，增大骨料料徑，提高骨料堆料高度，水冷骨料；采用高效外加減水劑；采用低發(fā)熱量的水泥。

（2）降低混凝土的入倉(cāng)溫度。在施工組織上進(jìn)行合理安排澆筑時(shí)間，如大方量混凝土澆筑前掌握天氣的變化，夏季施工時(shí)應(yīng)選擇早晚進(jìn)行混凝土澆筑，并可通過采取冰水拌和對(duì)以及對(duì)骨料進(jìn)行預(yù)冷，來降低混凝土入倉(cāng)溫度。

（3）加速混凝土散熱。混凝土澆筑分段分層進(jìn)行，使混凝土沿高度均勻上升；混凝土澆筑入倉(cāng)溫度不超過規(guī)定要求。合理選擇混凝土的澆筑層厚和澆筑間歇時(shí)間，滿足招標(biāo)文件要求。在施工中做到：基礎(chǔ)約束區(qū)混凝土在設(shè)計(jì)和規(guī)范規(guī)定時(shí)間內(nèi)連續(xù)均勻上升，不出現(xiàn)薄層長(zhǎng)間歇，其余部位基本做到短間歇均勻上升，相

臨墻體高差符合設(shè)計(jì)要求，盡量縮短澆筑時(shí)間，合理安排混凝土開澆時(shí)間，避開中午高溫時(shí)段澆筑混凝土。在施工中通過試驗(yàn)建立混凝土出機(jī)口溫度與現(xiàn)場(chǎng)澆筑溫度之間的關(guān)系，并采取有效措施減少混凝土運(yùn)送過程中的溫升。

（4）把握好澆筑工藝。混凝土的澆筑厚度應(yīng)根據(jù)所用振搗器的作用深度及混凝土的和易性確定，整體連續(xù)澆筑時(shí)宜為300～500mm。混凝土澆筑采用整體分層連續(xù)澆筑或推移式連續(xù)澆筑，應(yīng)縮短間歇時(shí)間，并在前層混凝土初凝之前將次層混凝土澆筑完畢。層間最長(zhǎng)的間歇時(shí)間不應(yīng)大于混凝土的初凝時(shí)間。混凝土澆筑宜從低處開始，沿長(zhǎng)邊方向自一端向另一端進(jìn)行。混凝土宜采用二次振搗工藝。在澆筑過程中，及時(shí)清理表面泌水。新老混凝土澆筑間隔時(shí)間不宜大于10d。

4.混凝土防止開裂保養(yǎng)的辦法

（1）混凝土澆筑中的保護(hù)工作。在混凝土裂縫防治工作中，對(duì)于新澆混凝土早期養(yǎng)護(hù)十分重要，好的養(yǎng)護(hù)能夠確保混凝土在早期的時(shí)候少出現(xiàn)收縮現(xiàn)象。并且在對(duì)其進(jìn)行澆灌之時(shí)，需要確保其所在環(huán)境，應(yīng)根據(jù)環(huán)境對(duì)其進(jìn)行護(hù)養(yǎng)；應(yīng)當(dāng)避免在太陽底下暴曬的環(huán)境，盡可能給予其相對(duì)潮濕、陰涼的地方。同時(shí)，還需要對(duì)混凝土的本生溫度進(jìn)行控制，通常對(duì)其本身可以采取覆蓋的方式，比如給以塑料布、土工布等，覆蓋在其表面，這樣做主要是為了讓混凝土當(dāng)中的水份蒸發(fā)速度能夠減慢。

（2）混凝土澆筑工作之后的保護(hù)工作。在相對(duì)炎熱的環(huán)境中，或者空氣相對(duì)干燥的情況下，應(yīng)當(dāng)及時(shí)保養(yǎng)混凝土，避免混凝土當(dāng)中的水份被蒸發(fā)，應(yīng)當(dāng)采取有效措施使得水份緩慢蒸發(fā)，蒸發(fā)過快容易產(chǎn)生脫水的情況。本來已經(jīng)出現(xiàn)凝膠體的水泥顆粒由于不能及時(shí)得到水份的補(bǔ)充，也難以變成穩(wěn)定的結(jié)晶，同時(shí)粘連性也不強(qiáng)，混凝土就會(huì)現(xiàn)表面脫落的情況。

總之，大體積混凝土裂縫危害大，在水運(yùn)工程中加強(qiáng)大體積混凝土防裂有著極為重要的作用，我們要加以重視，不斷探索有效措施，降低混凝土裂縫發(fā)生幾率，提高工程施工質(zhì)量。

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