張燕輝 劉莉莉
摘 要:隨著經(jīng)濟發(fā)展,水利工程正向著更專業(yè)化,更復雜結構方向推進,在建筑過程中,混凝土施工是其重要組成部分,高度復雜的水利工程對大體積混凝土需求越來越大,但是大體積混凝土施工非常復雜,本文將分析大體積混凝土裂縫產(chǎn)生原因,進而詳談施工技術。
關鍵詞:水利工程;大體積混凝土;施工技術
大體積混凝土值得是那些斷面比較大的混凝土結構,這些結構的特點就是澆筑量大、結構尺寸大、混凝土內部鋼筋多等,正因為這些特征因此在施工過程中容易出現(xiàn)裂縫,在水利工程中施工環(huán)境復雜,因此必須重視混凝土管理工作,總而保證混凝土施工質量。
一、大體積混凝土裂縫產(chǎn)生原因
1、水泥水化熱
大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的原因之一是水泥水化熱會導致混凝土的溫度應力。產(chǎn)生水泥水化熱的原因有三:水泥水化過程釋放大量熱量;大體積混凝土結構尺寸較大;大體積混凝土表面系數(shù)小。綜合以上三點原因,水泥水化釋放的熱量無法散失,導致混凝土內外溫差產(chǎn)生并逐漸增大?;炷劣凶陨淼目估瓘姸龋缛羰┕ぬ幚磉^程中沒有注意這一點,致使溫度應力超過混凝土極限抗拉強度時,混凝土就會產(chǎn)生裂縫。
2、混凝土收縮性
混凝土有收縮的特性,而它這種特性也是造成大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的原因之一?;炷廉a(chǎn)生收縮的原因是水泥混凝土在澆筑完成之后,絕大多數(shù)水分會隨之蒸發(fā),既而導致混凝土的收縮,變形。這種收縮變形對于大體積混凝土來說是很嚴重的,變形越嚴重越會致使內部應力產(chǎn)生,從而使混凝土產(chǎn)生裂縫,這個影響也是不容忽視的。
3、混凝土內部條件
大體積混凝土內部的約束條件也會影響到其產(chǎn)生裂縫?;炷翢o論是受溫度影響還是材料收縮影響,都是在一定條件下完成的,當這些條件滿足時混凝土內部不會產(chǎn)生內部應力,但是當這些約束條件不能控制混凝土內部應力的時候,即混凝土的極限承載值一旦被其約束條件產(chǎn)生的內部應力超越,混凝土的斷裂就隨之出現(xiàn)。
綜上所述,大體積混凝土裂縫產(chǎn)生偏離不了這三點原因,也就是說水泥水化熱,混凝土收縮特性,大體積混凝土的內部約束條件就是導致裂縫的罪魁禍首。
二、大體積混凝土施工技術
1、混凝土的原材料選用
上文中也講到水泥水化熱是影響大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的重要因素,所以,對于水泥的選擇非常重要,應該采用水化熱低一些的水泥材料,比如說低熱硅酸鹽水泥和熱礦渣硅酸鹽水泥等。與此同時,外摻劑選用緩凝高效減水劑,這是結合水利工程具體情況通過水泥適應性以及實際應用效果的最合適選擇,綜合這兩方面,就能在原料上降低大體積混凝土的水化熱[1]。
2、大體積混凝土配合比設計
混凝土施工是及其復雜的過程,在這個過程中大體積混凝土配合比設計直接影響了水泥水化熱程度,因此如何更好減弱混凝土水化熱等多方面都應作為配合比設計的因素。
混凝土強度是考慮的重點,一切操作都要以此為前提,在進行混凝土配合比設計時,要保證混凝土的強度等級,控制好水泥的用量,不要太多,其次要控制好水膠比,著兩者也是控制水化熱的前提,從而保證混凝土有更高的強度; 混凝土澆注過程中的沙率如果控制不當會嚴重影響到大體積混凝土的形態(tài),因此在澆注過程要注意砂率比例,將砂率控制在35%-40%左右,這樣既不影響混凝土形態(tài)又能保證大體積混凝土的施工;同時還要注意混凝土澆注過程中水量的大小,水量大小將影響混凝土凝固時間,在控制好水量前提下,盡可能的將混凝土緩凝時間控制在20小時左右。
3、大體積混凝土生產(chǎn)與運輸
大體積混凝土的生產(chǎn)必須嚴格按照規(guī)范要求。要嚴格控制生產(chǎn)的混凝土滿足強度、水化熱、可泵性等諸多要求,生產(chǎn)過程中按照規(guī)定一一執(zhí)行,不能有偷工減料情況發(fā)生,其次在混凝土運輸過程中,對于運輸工具有特殊要求,保證運輸工具防風、防雨,在運輸過程中還要不斷進行攪拌,如果在運輸工程中出現(xiàn)混凝土離析,這些混凝土就不能應用到建筑施工中[2]。
三、大體積混凝土施工作業(yè)
1、施工前準備
大體積混凝土施工作業(yè)之前要做很多準備工作,比如說混凝土的升溫峰值,里表溫差及降溫的速率控制指標,要通過嚴格計算來明確準確值。大體積混凝土的溫度,溫度應力和收縮應力的驗算,這些要嚴格根據(jù)相關規(guī)定的方法來驗算,馬虎不得。這些數(shù)據(jù)最終影響到整個施工,我們也知道,數(shù)據(jù)中一個小數(shù)點就影響巨大,所以對于水利工程施工而言,各項指標都有相關明確規(guī)定的數(shù)據(jù),比如說混凝土澆筑體的絕熱溫升值最大值為45攝氏度。
2、大體積混凝土模板工程
大體積混凝土模板工程施工過程中,要注意大體積混凝土的穩(wěn)定性、大體積混凝土的強度及大體積混凝土的剛度驗算,這三點都要按照國家現(xiàn)行規(guī)范進行,要求硬性條件高。大體積混凝土的拆模時間要控制好,不能過早進行拆模,其拆模時間受多方面影響,要想拆模也要考慮大體積混凝土的溫度控制要求,強度形成,各方面都達到要求,符合拆模標準才可拆模。
3、特殊條件下大體積混凝土施工
這里的特殊條件指的是特殊的氣候條件下,一年四季,天氣變幻,常出現(xiàn)的大風天氣,夏季的酷熱天氣,冬季的低溫天氣等。當然還有更加惡劣的自然天氣,在大風的情況下,如果要對大體積混凝土進行施工,我們應該采取什么措施呢?當然是防風措施,為了防止大體積混凝土被風干我們要通過增加大體積混凝土的表面抹壓次數(shù); 覆蓋塑料薄膜和保溫材料,保持大體積混凝土得表面濕潤,防止風干[3]。
酷熱天氣下應該采用得措施是對混凝土進行散熱處理,散熱就是降低大體積混凝土原材料得澆筑溫度,降低大體積混凝土的入模溫度,這些都要通過風冷,加冰,等一系列方式來完成。相反,對于寒冷條件下得施工,我們就要采取保溫措施,保溫得同時還要保濕,保溫方法對于大體積混凝土來講最恰當?shù)檬菬崴韬?,加熱集料等措施。在大體積混凝土完成澆筑后應馬上用塑料膜及保溫材料進行保濕保溫養(yǎng)護。
四、大體積混凝土的養(yǎng)護
大體積混凝土的養(yǎng)護主要針對大體積出現(xiàn)裂縫來講的,上文中提到,大體積混凝土出現(xiàn)裂縫的原因很多,為此最行之有效的方式是保濕保溫養(yǎng)護。當混凝土澆注完成之后,為了使其更好的凝固,一般要使用塑料薄膜、麻袋等有保溫效果的覆蓋物進行覆蓋,這樣既可以起到保溫效果也能起到保濕的效果。
為了使得混凝土養(yǎng)護效果更好,還可以進行建設保溫棚等這樣的設施,進行大面積保溫,不管采取什么方式保溫,一定要確保混凝土后期凝固環(huán)境良好。
在混凝土的澆筑施工之前,混凝土內部設置溫度傳感器或者是測溫管,及時監(jiān)測混凝土內外溫差,如果不能探到混凝土內外溫差,就不能確保大體積混凝土的里表溫差及降溫速率滿足大體積混凝土對溫控指標的要求。當然,這種保護也是有限度的,比如,當大體積混凝土的表面溫度與環(huán)境溫度相差小于三十攝氏度時,可以拆除養(yǎng)護措施。
結束語:
大體積混凝土的施工是混凝土工程的重要環(huán)節(jié),對水利工程的施工質量也有重要影響,大體積混凝土在將來的建筑工程中使用會更加頻繁,將會有更大的需求市場,混凝土質量也因此有更大提升空間,為了保證建筑工程安全運行下去,相關人員要不斷進行探討,研發(fā)出高質量混凝土。
參考文獻:
[1] 井巷陽,周偉,劉俊.高碾壓混凝土壩快速施工過程中的溫度控制措施[J].武漢大學學報.2012,24(10):78-80
[2] 李華詳.淺談水利水電工程大體積混凝土裂縫成因及溫度控制措施[J].經(jīng)營管理者.2011,24(12):56-60
[3] 馮建春.水庫工程大體積混凝土溫度控制措施[J].農業(yè)科技與信息.2012,11(10):88-92