水工结构大体积混凝土裂缝成因及控制处理

摘 要:随着国民经济发展,现代水电工程的进步迅速,人们对水电工程的质量要求也日益提高。混凝土是水工结构的基础,提高大体积混凝土的质量是保证水利工程质量的关键,为了保证混凝土的质量达到相关的标准,必须控制混凝土的裂缝数量。本文首先介绍了水工结构大体积混凝土的特点,对混凝土出现裂缝现象的成因进行了分析,根据目前大体积混凝土的施工现状提出了几项控制裂缝生产的处理措施,为提高水利工程的质量奠定了基础。

关键词:水工结构;大体积混凝土;裂缝现象;成因;控制

大体积混凝土由于自身的特性,在环境温度发生改变时容易产生形变,从而造成裂缝,裂缝会严重威胁到水利工程的质量,对工程的平稳性产生很大的影响,因此我们必须清晰认识裂缝成因,采取有效的措施控制裂缝的产生。研究水工结构大体积混凝土裂缝的控制处理有利于保证水工结构的稳定性,能同时提高水利工程的经济效益和社会效益。

一、水工结构大体积混凝土的特点

水工结构中大体积混凝土最明显特点是体积较大,其本身结构和材料都比较复杂,由于体积庞大、浇筑量较大,对结构施工的整体性要求也较高;大体积混凝土的受压能力较强,但是受拉能力较弱,因此受到外界收缩作用力时容易产生变形,导致裂缝的产生。大体积混凝土浇筑时具有水化热的特点,容易在内部产生高温,随着散热的进行,混凝土的弹性模量就会出现反弹,这时混凝土会因为受拉能力差而出现裂缝。所以在建筑施工中应注意对其进行水平分层,利用分层施工方法降低水化热产生的负面影响。水工结构中大体积混凝土常与钢筋共存,两者相结合就能达到较强的受压能力与受拉能力,但是对于钢筋数量较少的工程,大体积混凝土会出现较大的拉应力,与外界环境接触的过程中,内部产生的拉应力就会对破坏混凝土结构的稳定性。

二、水工结构大体积混凝土裂缝的成因

2.1混凝土水化热与温变

水工结构中大体积混凝土产生裂缝的主要原因是水化热导致的温变,浇筑混凝土后,原本高温的大体积混凝土表面的热量会随着时间减少,但是大体积混凝内部的水化热量却达不到释放,两者温度的不平衡会导致大体积混凝土变形应力与内应力的失调,从而导致裂缝的产生。外界气温的突然变化也会导致大体积混凝土内外产生温差,使混凝土产生形变,增加裂缝产生的几率。

2.2混凝土的收缩变形

混凝土在浇筑后,水泥内的水分就会随着时间而不断蒸发,由于大体积混凝土内外水分蒸发快慢不同,就会导致内外收缩状态不相一致,从而产生自身形变,严重时会导致裂缝的产生。另外,大体积混凝土凝固前,其强度不能得到有效保证,如果大体积混凝土表面接触大风或者强烈的阳光照射,也会因为内外水分蒸发不一致使混凝土表面产生急剧收缩现象,最终产生裂纹。

2.3混凝土浇筑施工作业不合理

大体积混凝土原料选择与配比设计不合理会造成混凝土浇筑问题,在施工过程中没有严格进行质量控制会增加大体积混凝土裂缝产生的几率,在大体积混凝土施工的后期,如果没有进行合理的养护处理,大体积混凝土容易因为外界条件的变化而产生不可控的形变,导致混凝土出现裂缝。

三、水工结构大体积混凝土裂缝的控制处理

3.1施工原材料的控制与配比设计

材料的控制管理是水工结构大体积混凝土裂缝控制的基础工作,我们必须严格选择混凝土的原材料,为水工结构大体积混凝土的质量奠定基础。大体积混凝土的主要材料是水泥与泥沙碎屑,应优选收缩系数小的材料,能有效减少混凝土的内应力;应避免选择含泥成分高的沙石材料,这种材料的强度不能达到标准,适应性较差;还应尽量避免选择沙粒较小的原材料,这样会增加混凝土的浇筑量,伴随产生的水化热现象也会更加严重。配比设计中应注意减少混凝土的水泥含量,这样可以有效控制水化热现象,还可以采用加入的添加剂,有效提高水工结构大体积混凝土的强度,将混凝土裂缝的产生机率降到最小范围。

3.2水工结构工程施工过程的控制

水工结构大体积混凝土出现裂缝常常是因为施工不当造成的,因此我们应科学地控制施工过程。混凝土浇筑完毕后要及时进行混凝土的温度测量,这是大体积混凝土质量监测的重要环节,能有效防止或减少结构裂缝产生的几率。首先要对混凝土实体设置温测点,定时搜集并整理温度数据,通常采用电阻型温度计进行温度数据传输,发现异常温度应及时进行分析与补救。

为了满足大体积混凝土的施工效率,浇筑的频率需满足规定要求,但是要注意控制每次的浇筑量,尤其是对于超高框架柱浇筑施工,还要严格控制高度,特别是剪力墙体。高层建筑的大体积混凝土的施工过程中,应把握好大体积混凝土的自身特点,结合具体的实际情况采取相关的质量控制措施。

3.3工程的后期养护控制

为了有效控制大体积混凝土裂缝的产生,我们也不能忽视对大体积混凝土施工后期的养护控制,应在施工完成后根据施工现场实时的天气与环境采取适宜的养护措施。在混凝土浇筑前,应准确计算浇筑温度,有效控制不必要的升温,避免出现因混凝土内应力造成的形变。另外,还应及时给大体积混凝土覆盖薄膜,有效减少水分的流失,提高混凝土的使用质量。冬季还应采取防寒毡覆盖的措施,进行混凝土的保温工作,及时做好温度测量与检查工作,控制混凝土内外温差,增强混凝土自身抗力。

四、总结

随着水电工程的质量要求的提高,大体积混凝土的裂缝问题成为水工建设中的重要问题,大体积混凝土的裂缝会影响整个水利工程结构的稳定性,对人们生命与财产造成威胁。我们应深入研究水工结构中大体积混凝土的裂缝成因,利用有效的措施控制混凝土裂缝的产生,严格进行施工原材料与配比设计的控制,同时做好施工过程监管与后期养护管理,提高水工工程的安全性与稳定性。

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