【摘要】自古以來,我國便擁有豐富的水利資源,而隨著水利施工技術(shù)的不斷進步,社會經(jīng)濟發(fā)展的需求,當前水利工程施工項目逐漸增多。但在水利施工中大體積混凝土的裂縫問題卻一直困擾著施工人員?;诖?,本文就水利施工中大體積混凝土出現(xiàn)裂縫的原因進行了分析,并提出了水利施中大體積混凝土的抗裂技術(shù)。
【關(guān)鍵詞】水利施工;大體積混凝土;抗裂技術(shù)
大體積混凝土是水利施工中常見的混凝土結(jié)構(gòu)之一,而由于其體積大,質(zhì)量要求高。因此在澆筑過程中,要根據(jù)工程設(shè)計要求,合同選用符合要求的材料、配合比、水灰比、強度等。但在實際施工中,在澆筑完成后混凝土卻常常會出現(xiàn)裂縫,為了解決大體積混凝土的裂縫問題,有必要加強對其研究。
一、水利施工中大體積混凝土出現(xiàn)裂縫的原因分析
(一)混凝土自身的因素
在水利施工中所使用的混凝土通常都是由水泥、砂石、外加劑、水等按照一定比例配合攪拌而成的,但是若配制比例不合理,或配制時攪拌不均勻都會造成混凝土質(zhì)量下降?;谔匦詠碚f,混凝土是一種收縮性體,其具有較高的彈性模具和較低的抗拉強度,因此在施工過程中極其容易產(chǎn)生裂縫。而造成其產(chǎn)生裂縫的原因有幾個方面,首先,配制混凝土時使用砂石強度、外加劑種類和劑量、水的酸堿度等是否符合施工設(shè)計要求;其次,水泥的收縮量大小是否符合設(shè)計標準;再次,在滿足了施工要求和易性的條件下,所配制的混凝土其水灰比是否大;最后,在配制時,是否根據(jù)要求攪拌將攪拌時間和溫度控制好。此外,在進行振搗的過程中,是否將振搗量控制在合理范圍內(nèi)。上述因素都會不同程度的影響到混凝土的質(zhì)量,而一旦混凝土質(zhì)量不達標勢必會造成混凝土內(nèi)部水分的快速蒸發(fā),進而使其內(nèi)部產(chǎn)生巨大收縮力,最終造成混凝土表面產(chǎn)生裂縫。
(二)外界因素的影響
1、溫度
因外界溫度發(fā)生變化而造成的混凝土裂縫是目前混凝土產(chǎn)生裂縫的最直接,也是最為常見的原因。具體來說,施工時的溫度與施工后的溫度差異過大時,就容易產(chǎn)生裂縫。究其原因主要在于,在大體積混凝土結(jié)構(gòu)中,往往采取一次成型澆筑的方式,而如此龐大的混凝土內(nèi)部將會聚集大量水泥水化后產(chǎn)生的熱量,無法及時散發(fā)出來,因此導致混凝土的外部溫度遠遠低于其內(nèi)部溫度,在熱脹冷縮的原理下水泥會發(fā)生膨脹或縮小,這時期內(nèi)部與外部的受力便不一致,在受力差的推動下最終導致混凝土裂縫的產(chǎn)生。
2、收縮
混凝土的配制需要有水的加入,在進行一次成型澆筑時,混凝土會有一個硬化的過程。在這一過程中,混凝土中的水分會不斷蒸發(fā),進而帶走了混凝土熱量,使得混凝土不斷收縮,強度不斷加大。而由于所配制的混凝土質(zhì)量上的差異,質(zhì)量差的混凝土在受到比自身承受力大的收縮力時就會出現(xiàn)裂縫。通常來講,混凝土是能夠承受這種收縮力的,但在實際情況中,這種收縮力會與因溫度差產(chǎn)生的收縮力相加重疊,最終造成混凝土受到的總收縮力大于混凝土的承受力,導致混凝土裂縫的出現(xiàn)。
3、后期養(yǎng)護
據(jù)相關(guān)調(diào)查發(fā)現(xiàn),后期養(yǎng)護不當也是造成混凝土出現(xiàn)裂縫的一大原因。在混凝土澆筑完成后,由于未及時覆蓋混凝土體,避免其熱量快速散失,加之沒有及時定期的進行澆水養(yǎng)護工作,因而造成混凝土在短時間內(nèi)便蒸發(fā)掉了其表面水分,尤其是在炎熱的夏季,在高溫環(huán)境下混凝土的水分也將快速蒸發(fā),進而產(chǎn)生裂縫。
二、水利施中大體積混凝土的抗裂技術(shù)
(一)解決施工中溫差的影響 第一,針對因溫差造成的裂縫問題,就應當重點防治水氣化作用,其主要目的是避免混凝土溫差過大,進而使收縮力大于混凝土承受力,而產(chǎn)生裂縫。具體方法是要控制混凝土溫度,優(yōu)化混凝土配制時的用水量。第二,在水利施工中混凝土澆筑具有一定的普遍性,因此施工人員可能并不重視澆筑工作,在澆筑時為了搶工期,速度過快,降低了澆筑質(zhì)量。對此,在澆筑時最好選擇分層澆筑的方式來保證混凝土的強度,同時還要根據(jù)實際需求進行振搗工作,確?;炷脸鋵嵳麄€模具,以將混凝土中的氣泡排出,提高其密實度,以高質(zhì)量高效率完成澆筑工作。第三,澆筑完成后,在確?;炷临|(zhì)量和工期要求等條件的要求下,適當延長拆模時間,且在混凝土成型時盡量要將其溫度控制在15℃左右。
(二)解決施工中收縮的影響 第一,合理控制水泥質(zhì)量。對混凝土來說,水泥的質(zhì)量就決定了其質(zhì)量?;炷劣质钦麄€水利施工的基礎(chǔ),姑合理控制水泥質(zhì)量十分重要。水泥的選擇最好在結(jié)合施工設(shè)計要求的基礎(chǔ)上,盡可能選擇塑性好、強度高,且具有良好散熱性的水泥,以此避免溫差大而造成的裂縫。(如表一所示,為普通硅酸鹽水泥熟料化學成分。)第二,合理選用砂石骨料。在混凝土中砂石骨料的比例也比較大,而在選擇時要盡量選擇彈模低、膨脹系數(shù)小且較為干凈的砂石骨料。這樣才能提高混凝土的抗裂性。
(三)解決后期養(yǎng)護的影響
在混凝土澆筑完成后,還要按照施工要求,及時、定期對其進行養(yǎng)護。一般來講,在完成整體澆筑后的十二小時內(nèi)就要將其全部覆蓋起來,并進行澆水保濕處理;具體的澆水保濕時間或次數(shù),要具體視其采取何種水泥,若是普通硅酸鹽水泥需進行七天以上的養(yǎng)護,若是添加了緩凝劑的,則需要在半個月以上。
結(jié)束語
通過上文分析可知,影響大體積混凝土出現(xiàn)裂縫的原因主要有混凝土自身原因和外界原因,而外界原因又包括溫度、收縮及后期養(yǎng)護等因素。針對這些因素,要想解決其裂縫問題,一要解決施工中溫差的影響,二要解決施工中收縮的影響,三要解決后期養(yǎng)護的影響。
參考文獻
[1]雪剛,趙娜.水利施工中大體積混凝土抗裂技術(shù)的應用[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā),2014,06:46-47.
[2]張瑞芳,魏武強.大體積混凝土抗裂技術(shù)在水利工程施工中的應用[J].河南科技,2012,07:84.
作者簡介
王立峰,男,漢族,河北石家莊人,高級工程師,單位:河北省黃壁莊水庫管理局,研究方向,工程施工與管理。