水利施工中大體積混凝土的抗裂技術(shù)分析

盛小平

摘要：近年來(lái)水利工程質(zhì)量問(wèn)題層出不窮，嚴(yán)重影響工程的應(yīng)用發(fā)展，同時(shí)阻礙了水利的建設(shè)步伐，為此，必須采取行之有效的施工技術(shù)，保障水利工程的施工質(zhì)量。為了解決水利施工中大面積混凝土的裂縫問(wèn)題，應(yīng)充分把握抗裂技術(shù)的施工要點(diǎn)，做好材料質(zhì)量控制，同時(shí)做好質(zhì)量驗(yàn)收工作，力求不斷提高水利工程的實(shí)用價(jià)值。本文主要對(duì)水利施工過(guò)程中混凝土抗裂技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行分析，期望能夠?yàn)樘嵘こ痰慕ㄔO(shè)質(zhì)量做出參考。

關(guān)鍵詞：水利施工；混凝土；抗裂技術(shù)

在水利工程建設(shè)中，混凝土施工復(fù)雜，易受到水泥溫度裂縫的影響。在水利工程實(shí)施過(guò)程中，混凝土的抗裂技術(shù)的應(yīng)用是特別重要的。好的混凝土技術(shù)會(huì)很好地解決在水利工程實(shí)施過(guò)程中混凝土出現(xiàn)裂縫的問(wèn)題。只有在水利工程中加強(qiáng)對(duì)裂縫的控制，才能保證水利工程的施工質(zhì)量，保障人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，同時(shí)也促進(jìn)我國(guó)水利事業(yè)的健康發(fā)展。

1 裂縫的分類及危害

在水利工程施工過(guò)程中，按照深度的不同，可以把裂縫分為以下三種：貫穿裂縫、表面裂縫、深層裂縫。貫穿裂縫的形成主要是表面先產(chǎn)生裂縫然后再逐步發(fā)展到深層次的裂縫，最終形成貫穿裂縫，這種裂縫使建筑結(jié)構(gòu)的斷面被切斷，破壞整體的穩(wěn)定性，給整個(gè)建筑帶來(lái)嚴(yán)重的危害；表面裂縫主要就是溫度引起的裂縫，雖然會(huì)影響建筑的外觀美感，但是危害性并不大；深層裂縫是結(jié)構(gòu)斷面被切斷所造成的，會(huì)威脅建筑結(jié)構(gòu)的耐久性。

2 混凝土裂縫產(chǎn)生的原因

2.1 水泥材料自身的原因

1）水泥參數(shù)不足：若采購(gòu)的水利材料，其中有較大的含泥量、集料粒徑太小、且大針片含量超多，這些都會(huì)導(dǎo)致澆筑的混凝土標(biāo)號(hào)不足，進(jìn)而出現(xiàn)開(kāi)裂現(xiàn)象。

2）其他化學(xué)成分或有害物質(zhì)超標(biāo)：此種情況，會(huì)導(dǎo)致混凝土在澆筑后，結(jié)構(gòu)性體積出現(xiàn)一定程度的變化，且此種情況對(duì)建筑工程的整體質(zhì)量影響較為明顯，若不進(jìn)行及時(shí)、有效的處理，則會(huì)造成混凝土裂縫的生成，甚至是結(jié)構(gòu)的崩塌。

3）水泥過(guò)期：若采用的水泥材料超出自身保質(zhì)期時(shí)間，則會(huì)由水泥的過(guò)期而導(dǎo)致其硬化強(qiáng)度降低，使水泥的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)和參數(shù)，無(wú)法滿足設(shè)計(jì)與施工的需要。并且，若水泥長(zhǎng)期置于濕度較為明顯的環(huán)境下，也會(huì)使其強(qiáng)度受到影響，采用此種過(guò)期或受潮的水泥進(jìn)行混凝土澆筑，則會(huì)出現(xiàn)明顯的混凝土裂縫。

2.2 其他外界因素

1）溫度裂縫：溫度裂縫一般情況下不常見(jiàn)，通常是在養(yǎng)護(hù)措施不到位的時(shí)候才會(huì)形成。溫度裂縫的形成主要有以下兩點(diǎn)原因：①晝夜溫差和季節(jié)性溫差比較大的情況下會(huì)造成混凝土溫度裂縫的出現(xiàn)，在一些大型施工過(guò)程中，由于整個(gè)施工的工期跨度比較長(zhǎng)，混凝土在熱脹冷縮的條件下沒(méi)有及時(shí)改變混凝土的配比方式和保養(yǎng)措施，進(jìn)而造成裂縫的出現(xiàn)；②混凝土外層和水泥釋放的熱量溫差過(guò)大也會(huì)導(dǎo)致溫度裂縫的出現(xiàn)，并且這類裂縫一般都比較深，并且多發(fā)生在大型的混凝土建筑結(jié)構(gòu)中。

2）收縮裂縫：由于大體積混凝土常常需要使用現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備進(jìn)行泵送，泵送過(guò)程中混凝土可以經(jīng)由機(jī)械管道被送至施工位置，這個(gè)過(guò)程中其含水量相對(duì)較大，但是一旦混凝土中含水量較高時(shí)則會(huì)增強(qiáng)凝固時(shí)收縮性，最終形成收縮裂縫。究其形成原因主要與空氣干燥程度、溫度狀況和原材料的塑性等相關(guān)。如果收縮力較大就會(huì)導(dǎo)致大體積混凝土本身難以承受其抗拉強(qiáng)度，最終致使收縮裂縫密集分布。

3）陷裂縫的成因：在水利工程中，危害最大的一種混凝土裂縫就是沉陷裂縫，一旦出現(xiàn)了沉陷裂縫就會(huì)造成部分工程需要拆掉重建。混凝土結(jié)構(gòu)之間各個(gè)部分之間不能夠均勻自然的下沉，因?yàn)榫蛯?dǎo)致了沉陷裂縫的出現(xiàn)。在我國(guó)東南沿海地區(qū)，建筑工程中混凝土結(jié)構(gòu)的沉陷裂縫和臺(tái)風(fēng)等自然災(zāi)害有著一定的關(guān)連。對(duì)于一些已經(jīng)建成的建筑物，由于受到地下水、污水、雨水等長(zhǎng)時(shí)間浸泡地基，最終導(dǎo)致地基出現(xiàn)不均勻沉降，造成沉陷裂縫的出現(xiàn)。

4）地基變形：水利工程是建設(shè)在地基基礎(chǔ)上的，地基會(huì)對(duì)水利工程的安全和穩(wěn)定產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。裂縫的出現(xiàn)與地基基礎(chǔ)的不均勻沉降有密切的關(guān)系。如果地基開(kāi)挖深度不足，當(dāng)上部荷載超過(guò)地基的極限承載力時(shí)，下部地基土就會(huì)發(fā)生下沉，從而導(dǎo)致上部結(jié)構(gòu)發(fā)生變形，就會(huì)導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)。

5）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺乏合理性：對(duì)于建水利工程中的混凝土裂縫而言，其在工程設(shè)計(jì)中，會(huì)存在因結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺乏合理性，而導(dǎo)致出現(xiàn)混凝土裂縫現(xiàn)象。有些水利工程在設(shè)計(jì)中，由于設(shè)計(jì)人員的疏忽，造成荷載數(shù)值帶入錯(cuò)誤，或?qū)⒛骋晃恢玫暮奢d數(shù)值漏算，會(huì)使整體水利工程在施工過(guò)程中，出現(xiàn)某位置的單位荷載不符合要求，進(jìn)而出現(xiàn)混凝土裂縫。同時(shí)，在設(shè)計(jì)中還會(huì)存在設(shè)計(jì)構(gòu)造與實(shí)際施工不符的情況，此種情況，也會(huì)對(duì)水利工程結(jié)構(gòu)帶來(lái)諸多隱患。

3 混凝土裂縫相應(yīng)的治理措施

3.1 加強(qiáng)混凝土原材料質(zhì)量控制

混凝土原材料是整個(gè)建筑工程的生命線，其質(zhì)量的好壞也直接影響著建筑工程的質(zhì)量。因此，為了能夠減少混凝土裂縫出現(xiàn)的概率，就要加強(qiáng)對(duì)原材料的質(zhì)量控制。相關(guān)單位人員要按照規(guī)定要求進(jìn)行原材料的選購(gòu)和相關(guān)的級(jí)配試驗(yàn)，并且在施工中對(duì)原材料進(jìn)行科學(xué)的配比，合理控制水泥的質(zhì)量和用料，最終保證原材料的質(zhì)量符合建筑工程的各項(xiàng)要求。

3.2 溫度裂縫的預(yù)防與控制

溫度裂縫是施工過(guò)程中常出現(xiàn)的問(wèn)題。大體積混凝土在澆筑時(shí)，外部散熱較快，內(nèi)部散熱較慢，導(dǎo)致混凝土構(gòu)件內(nèi)外溫差較大，內(nèi)部溫度較高的混凝土體積膨脹受到外部約束，從而使得構(gòu)件出現(xiàn)溫度裂縫。為減少混凝土出現(xiàn)溫度裂縫，施工時(shí)拌合水可采用深井水或在水中加入冰塊，以降低混凝土內(nèi)外溫差；或者采用埋設(shè)冷凝管等方法，加強(qiáng)構(gòu)件表面散熱，減少溫度裂縫；也可選用粉煤灰水泥、礦渣水泥等水化熱較低原材料或者減少水泥膠凝材料用量。

3.3 不均勻沉降裂縫的預(yù)防與控制

地基是水利工程建筑中最基礎(chǔ)的部分，在設(shè)計(jì)施工前，要做好地質(zhì)資料的勘測(cè)工作。依據(jù)當(dāng)?shù)氐牡匦蔚孛惨约案魍翆訁?shù)，來(lái)確定地基開(kāi)挖深度及基礎(chǔ)的選用類型，確保地基土的承載力能承受上部傳來(lái)的荷載。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)的整體剛度，在施工時(shí)要避免將建筑物建在土層結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定以及軟弱土層上，提高地基的施工質(zhì)量，減少沉降裂縫的出現(xiàn)。

3.4 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的完善

在設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師應(yīng)當(dāng)將應(yīng)力問(wèn)題做細(xì)致研究與設(shè)計(jì)，并對(duì)允許范圍內(nèi)出現(xiàn)的混凝土裂縫做嚴(yán)格控制，并結(jié)合合理的設(shè)計(jì)，以此來(lái)增強(qiáng)建筑工程整體的剛度需求，以及各個(gè)位置上的荷載程度。在避免設(shè)計(jì)長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)的建筑同時(shí)，可適當(dāng)?shù)脑诮ㄖこ讨刑砑映两悼p的設(shè)計(jì)。并且，要充分考慮建筑結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單性原則，以及對(duì)鄰近建筑的影響，只有設(shè)計(jì)師在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，充分考量建筑周邊的地質(zhì)、環(huán)境、氣候等諸多因素，才能有的放矢的設(shè)計(jì)出高質(zhì)量的混凝土建筑，并避免其裂縫的生成。

3.5 與耐久性相關(guān)裂縫的預(yù)防與控制

混凝土構(gòu)件在凍融循環(huán)、堿-骨料反應(yīng)等環(huán)境下，由于混凝土內(nèi)部體積膨脹，會(huì)在構(gòu)件內(nèi)部出現(xiàn)許多微裂縫，而外界環(huán)境中的Cl-、So42-會(huì)侵入內(nèi)部，導(dǎo)致鋼筋銹蝕，從而降低了構(gòu)件的承載能力和耐久性能。為防止與耐久性相關(guān)裂縫的出現(xiàn)，可采用提高混凝土密實(shí)性、外涂環(huán)氧樹脂等隔離層和摻入阻銹劑等措施來(lái)預(yù)防和控制。

3.6 重視對(duì)混凝土的養(yǎng)護(hù)

混凝土養(yǎng)護(hù)工作是否到位直接影響著建筑工程的整體質(zhì)量，因此做好混凝土的養(yǎng)護(hù)工作至關(guān)重要。內(nèi)外溫差大、混凝土表面干燥是其出現(xiàn)裂縫的主要原因，在進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù)的過(guò)程中要根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)的對(duì)混凝土進(jìn)行降溫和保濕。在具體的過(guò)程中灑水養(yǎng)護(hù)是應(yīng)用最多的一種形式，不僅能夠保證混凝土表面的濕潤(rùn)性，也可以降低其表面溫度。在大體積混凝土養(yǎng)護(hù)的過(guò)程中，還可以在拆模之后及時(shí)覆蓋濕麻袋和薄膜，有效的隔絕混凝土和外部環(huán)境的接觸，避免水熱化的情況出現(xiàn)，防治裂縫的產(chǎn)生。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各項(xiàng)建筑施工工程拔地而起，建筑質(zhì)量是整個(gè)建筑的生命，尤其是對(duì)于大體積混凝土施工工作一定要做的切實(shí)到位。但就目前一些建筑澆筑的現(xiàn)狀來(lái)看，大面積混凝土開(kāi)裂現(xiàn)象依然十分嚴(yán)重，究其原因除了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工材料及管理等方面的問(wèn)題以外，混凝土施工技術(shù)在其中起著關(guān)鍵的作用。因此必須加強(qiáng)對(duì)大面積混凝土抗裂技術(shù)進(jìn)行分析，以推進(jìn)我國(guó)水利工程施工技術(shù)的飛速發(fā)展。

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