水利施工中混凝土裂縫控制技術(shù)
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一、關(guān)于干縮裂縫控制環(huán)節(jié)的分析
在混凝土建設(shè)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(dǎo)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(shè)質(zhì)量的提升。在水利樞紐洞室襯砌過程中，通過對相應(yīng)工程混凝土設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的深入分析，進(jìn)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(yīng)用環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)。這需要我們進(jìn)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(xì)管壓力造成的。毛細(xì)管孔隙在干燥過程中逐步失水，產(chǎn)生很大的毛細(xì)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(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土材料抗拉強(qiáng)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(yīng)降低混凝土單位用水量。在該建設(shè)應(yīng)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(dāng)?shù)乃嗖牧?。因為不同的混凝土具備不同的收縮值。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(shè)過程中，也要進(jìn)行混凝土周圍約束環(huán)境的控制。這樣對于混凝土的拉應(yīng)力的適應(yīng)性保持是非常有好處的，從而避免其過大的拉應(yīng)力的出現(xiàn)，拉應(yīng)力增大而使混凝土干裂，因此，應(yīng)減少混凝土的分倉長度，以使混凝土內(nèi)部拉應(yīng)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(yīng)力，部分抵消了混凝土因毛細(xì)孔隙干燥而產(chǎn)生的拉應(yīng)力，從而起到控制干縮裂縫的作用。在混凝土建設(shè)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(qiáng)混凝土的自身水泥強(qiáng)度問題，當(dāng)然，該環(huán)節(jié)的開展也要進(jìn)行適宜的水泥用量的搭配，從而避免其開裂現(xiàn)象的嚴(yán)重性。所謂的高強(qiáng)混凝土就是具備較高的體積，有利于促進(jìn)混凝土的整體穩(wěn)定性，其不一定是高性能混凝土。當(dāng)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(qiáng)混凝土的應(yīng)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(xì)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(dá)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(xì)活性摻和料來達(dá)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(shù)尚處于探索階段，固替代量并不很大，只有15%，但根據(jù)有關(guān)資料，混凝土中單方水泥用量每增減10kg，水化熱相應(yīng)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(yīng)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(jìn)行混凝土水化開裂問題的控制，可以進(jìn)行以下措施的應(yīng)用，骨料降溫模式的應(yīng)用，比如進(jìn)行灑水降溫模式、涼棚搭蓋模式的應(yīng)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(jī)口溫度，根據(jù)出機(jī)口溫度來確定加冰量。實際工作中，出機(jī)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(yīng)用模式的協(xié)調(diào)，可以進(jìn)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(jìn)行，而把混凝土澆筑安排在夜間進(jìn)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(jī)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(yīng)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(yīng)。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(jìn)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(jìn)行鋼模板的表面灑水降溫模式的應(yīng)用。在拆模完畢后，要進(jìn)行混凝土表面全天候養(yǎng)護(hù)方案的優(yōu)化，進(jìn)行鋼模板表面灑水降溫情況的深入對比觀察?？刂其摻钿P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(hù)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(yīng)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(jìn)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(jìn)行砂布及其鋼絲刷的應(yīng)用，進(jìn)行混凝土建設(shè)環(huán)節(jié)與混凝土應(yīng)用環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)，避免由于其電離情況而導(dǎo)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(dāng)然，在應(yīng)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(hù)階段就已對Ⅳ類圍巖區(qū)進(jìn)行了錨桿支護(hù)，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(jìn)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(jìn)行抗拔力試驗，對固結(jié)灌漿進(jìn)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(shè)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(shè)整體應(yīng)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(shè)開發(fā)有限公司
