水利施工中混凝土裂縫控制技術

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一、關于干縮裂縫控制環(huán)節(jié)的分析

在混凝土建設過程中，裂縫問題是比較常見的問題，其影響了混凝土建筑的自身穩(wěn)定性，導致了混凝土建筑的老化。該環(huán)節(jié)涉及了混凝土的溫度、干縮、鋼筋材料等問題。特別是混凝土材料的影響，如果不能具備優(yōu)秀質(zhì)量的鋼筋、砼材料，是難以確?；炷琳w建設質(zhì)量的提升。在水利樞紐洞室襯砌過程中，通過對相應工程混凝土設計標準的深入分析，進行整體施工模塊的優(yōu)化，確保其泵送體系的健全，實現(xiàn)其內(nèi)部各個應用環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)。這需要我們進行泵送環(huán)節(jié)、洞內(nèi)澆筑環(huán)節(jié)、洞外拌和環(huán)節(jié)等的協(xié)調(diào)，實現(xiàn)裂縫的有效控制。混凝土的干縮裂縫主要是由于毛細管壓力造成的。毛細管孔隙在干燥過程中逐步失水，產(chǎn)生很大的毛細管張力，混凝土體積產(chǎn)生收縮，由于混凝土周圍存在約束，內(nèi)部又有拉應力，當拉應力超過混凝土材料抗拉強度時，便產(chǎn)生了干縮裂縫。降低混凝土單位用水量：用水量的增加勢必使剩余水增加，因此，從確?；炷聊途眯猿霭l(fā)，應降低混凝土單位用水量。在該建設應用過程中，水泥材料的影響是非常重要的，受到混凝土的收縮性的影響，要選擇恰當?shù)乃嗖牧稀Ｒ驗椴煌幕炷辆邆洳煌氖湛s值。一般來說，礦渣水泥的伸縮值最大，普通水泥次之。在混凝土的建設過程中，也要進行混凝土周圍約束環(huán)境的控制。這樣對于混凝土的拉應力的適應性保持是非常有好處的，從而避免其過大的拉應力的出現(xiàn)，拉應力增大而使混凝土干裂，因此，應減少混凝土的分倉長度，以使混凝土內(nèi)部拉應力能夠充分釋放。添加膨脹劑：適量添加膨脹劑后可以使混凝土體積膨脹，在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應力，部分抵消了混凝土因毛細孔隙干燥而產(chǎn)生的拉應力，從而起到控制干縮裂縫的作用。在混凝土建設過程中，要通過對混凝土自身質(zhì)量的控制，以降低裂縫的出現(xiàn)頻率。這又涉及到高強混凝土的自身水泥強度問題，當然，該環(huán)節(jié)的開展也要進行適宜的水泥用量的搭配，從而避免其開裂現(xiàn)象的嚴重性。所謂的高強混凝土就是具備較高的體積，有利于促進混凝土的整體穩(wěn)定性，其不一定是高性能混凝土。當然，受到收縮變形的影響，混凝土的抗裂能力會受到一定的變化，這種變化有利于混凝土的抗裂性能，通過對高強混凝土的應用，可以提升混凝土的整體性能。比如可以采用高效減水劑和超細活性摻和料來提高混凝土的密實性和抗?jié)B能力。泵送施工工藝要求的坍落度和水泥用量均較大，必須用摻加外加劑的方法來達到既減水又不使混凝土坍落度損失過大的目的以及添加超細活性摻和料來達到降低水化熱、改善與提高混凝土性能和節(jié)約水泥的目的。因混凝土中摻加粉煤灰技術尚處于探索階段，固替代量并不很大，只有15%，但根據(jù)有關資料，混凝土中單方水泥用量每增減10kg，水化熱相應升降1～1.2℃。

二、混凝土裂縫控制方案的優(yōu)化

在水化熱開裂問題中，要針對水泥水化熱的性質(zhì)展開分析，受到其熱量的影響，混凝土的內(nèi)外溫度的差異是比較大的，再受到溫度應力的影響，其會產(chǎn)生一系列的裂縫。裂縫的出現(xiàn)在某些季節(jié)的施工模塊中比較頻繁，在夏季施工過程中，其中午溫度都是比較高的，特別是露天存放的石子其表面溫度是非常高的。受到混凝土水化熱的影響，其內(nèi)部具備非常高的溫度。為了更好的進行混凝土水化開裂問題的控制，可以進行以下措施的應用，骨料降溫模式的應用，比如進行灑水降溫模式、涼棚搭蓋模式的應用。在水化熱開裂問題解決過程中，在混凝土澆筑前購入冰塊，砸成粒徑約3cm的小塊加入砼生料中，充分拌合后量取出機口溫度，根據(jù)出機口溫度來確定加冰量。實際工作中，出機口的控制溫度為18℃，混凝土單方用冰量在60kg左右。因冰塊破碎工作量較大，粒徑也很難控制，加入冰塊后還需延長拌和時間，降低了混凝土澆筑速度，為克服該問題，實際工作中多采用拌和水降溫的方法，即把冰塊稍加破碎后放入拌和水池中來降低水溫。用此方法，通常能夠把拌和用水的溫度降至攝氏3～7℃左右。受到白天溫度的影響，需要保證各種降溫模式的協(xié)調(diào)，從而實現(xiàn)混凝土入倉溫度的控制，確保其夜間澆筑模式的優(yōu)化，比如針對后夜?jié)仓Ｊ秸归_分析優(yōu)化，確保氣溫的控制，保證溫控體系的健全。通過對上述應用模式的協(xié)調(diào)，可以進行砼入倉溫度的控制。為了滿足工作的需要，工作中多把其他工序的施工安排在白天進行，而把混凝土澆筑安排在夜間進行。通過以上溫控措施，水利樞紐洞室襯砌工程夏季混凝土出機口溫度控制在18℃以內(nèi)，入倉溫度控制在28℃以下，有效地控制了溫度裂縫的產(chǎn)生。受到砼材料性質(zhì)及其自身施工環(huán)境的影響，在早期階段中砼的水化熱影響比較大，特別是在普通硅酸鹽水泥材料的應用過程中，該模塊的水化熱程度比較大，受到泵送施工工藝的影響，也會出現(xiàn)較大的水化熱反應。在澆筑過后一段時間，其內(nèi)部溫度會處于不斷上升的狀態(tài)，這就需要我們鋼模板操作模式的優(yōu)化，進行表面混凝土溫度的控制，實現(xiàn)其水灰比比例的優(yōu)化。一般來說，在澆筑完畢后的18個小時，就可以進行鋼模板的表面灑水降溫模式的應用。在拆模完畢后，要進行混凝土表面全天候養(yǎng)護方案的優(yōu)化，進行鋼模板表面灑水降溫情況的深入對比觀察。控制鋼筋銹蝕引起的裂縫，鋼筋銹蝕后體積膨脹2～4倍，對周邊混凝土產(chǎn)生壓力，可能產(chǎn)生順筋裂縫，甚至脫落，從而影響建筑物的使用。而鋼筋銹蝕多為氣蝕、電離引起。因此，本工程自一開始就注意了鋼筋的銹蝕問題，并從以下幾個方面對鋼筋銹蝕加以控制。鋼筋出廠時，其表面有一層致密的氧化薄膜，可以對鋼筋起到一定的保護作用，但該薄膜遇水或受潮后因水的微酸性而脫落，使鋼筋酸性氧化而銹蝕。因此，鋼筋原材料和加工后的半成品均應作防潮處理。具體的做法是架空放置和上蓋防水雨布。為了更好的避免混凝土問題，進行鋼筋安裝模式的優(yōu)化是非常必要的，需要做好鋼筋安裝的清理工作，實現(xiàn)其表面的積極清潔。針對其發(fā)生銹蝕的部位，進行砂布及其鋼絲刷的應用，進行混凝土建設環(huán)節(jié)與混凝土應用環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)，避免由于其電離情況而導致的鋼筋銹蝕問題。在施工過程中，通過對砼水灰比的控制，可以提升混凝土的和易性。通過對混凝土的振搗，可以實現(xiàn)對致密性的控制，實現(xiàn)混凝土炭化速度的優(yōu)化，當然，在應用過程中，也要避免鋼筋的長時間的空氣接觸。為防止洞室Ⅳ類圍巖區(qū)的圍巖變形對洞室襯砌混凝土的影響而使之產(chǎn)生裂縫，在洞室開挖支護階段就已對Ⅳ類圍巖區(qū)進行了錨桿支護，錨桿布置型式為梅花狀，直徑20mm，長3m，間排距1.251×1.25m；混凝土襯砌后，對周邊圍巖進行固結(jié)灌漿。為保證錨桿和固結(jié)灌漿的施工質(zhì)量，還要對錨桿進行抗拔力試驗，對固結(jié)灌漿進行壓水和超聲波檢查試驗。

三、結(jié)束語

在水利樞紐洞室襯砌建設中，通過對混凝土裂縫防范環(huán)節(jié)的優(yōu)化，可以保證水利建設整體應用效益的提升，從而滿足現(xiàn)實工作的需要。

作者：金永杰 單位：哈爾濱地順建設開發(fā)有限公司