水利工程施工中大體積混凝土抗裂技術應用

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1、水利工程施工中大體積混凝土抗裂技術應用　　摘要：加強水利工程施工中大體積混凝土抗裂技術的研究是十分必要的。本文作者結合多年來的工作經(jīng)驗，對水利工程施工中大體積混凝土抗裂技術進行了研究，具有重要的參考意義。關鍵詞：大體積混凝土；溫度應力；裂縫；控制中圖分類號：TU37文獻標識碼：A文章編號：大體積混凝土產(chǎn)生裂縫現(xiàn)象十分普遍，而水利工程對混凝土的裂縫往往要求更為嚴格，所以產(chǎn)生裂縫則嚴重的影響到工程的后期使用。盡管在施工中采取各種措施，嚴格控制，但裂縫仍不可避免。這主要是因為溫度導致及內部應力等所致，因此本文僅對水利工程施工中混凝土裂縫的成因和處理方法進行論述?，F(xiàn)就南水北調中線總干渠與青蘭高速

2、連接線交叉工程作為實例，從裂縫產(chǎn)生的詳細原因、應力分析及施工過程中的預防措施和后期養(yǎng)護作簡要論述關于水利工程大體積混凝土在施工過程中的裂縫預防方法。1、裂縫產(chǎn)生原因6就本工程和以往工程當中混凝土中產(chǎn)生裂縫有多種原因，主要是溫度和濕度的變化。比如本工程混凝土在澆筑前后的溫度急劇變化及澆注后的雨水沖刷，都對后期混凝土產(chǎn)生裂縫造成一定的影響，我方在施工過程中采取了嚴格的防護措施使之將產(chǎn)生裂縫的可能性大大降低，混凝土的脆性和不均勻性，原材料不合格（如堿骨料反應），模板變形（在施工過程中我們對模板進行了詳細的計算），基礎不均勻沉降等。6在混凝土硬化期間水泥放出大量水化熱，內部溫度不斷上升，在表面引

3、起拉應力。后期在降溫過程中，由于受到基礎或老混凝上的約束，又會在混凝土內部出現(xiàn)拉應力。氣溫的降低也會在混凝土表面引起很大的拉應力。當這些拉應力超出混凝土的抗裂能力時，即會出現(xiàn)裂縫。許多混凝土的內部濕度變化很小或變化較慢，但表面濕度可能變化較大或發(fā)生劇烈變化。如養(yǎng)護不周、時干時濕，表面干縮形變受到內部混凝土的約束，也往往導致裂縫?；炷潦且环N脆性材料，抗拉強度是抗壓強度的1／10左右，短期加荷時的極限拉伸變形只有（0.6～1.0）×104，長期加荷時的極限位伸變形也只有（1.2～2.0）×104。由于原材料不均勻，水灰比不穩(wěn)定，及運輸和澆筑過程中的離析現(xiàn)象，在同一塊混凝土中其抗拉強度又是不

4、均勻的，存在著許多抗拉能力很低，易于出現(xiàn)裂縫的薄弱部位。在鋼筋混凝土中，拉應力主要是由鋼筋承擔，混凝土只是承受壓應力。在素混凝土內或鋼筋混凝上的邊緣部位如果結構內出現(xiàn)了拉應力，則須依靠混凝土自身承擔。一般設計中均要求不出現(xiàn)拉應力或者只出現(xiàn)很小的拉應力。但是在施工中混凝土由最高溫度冷卻到運轉時期的穩(wěn)定溫度，往往在混凝土內部引起相當大的拉應力。有時溫度應力可超過其它外荷載所引起的應力，因此掌握溫度應力的變化規(guī)律對于進行合理的施工極為重要。2、溫度應力的分析根據(jù)溫度應力的形成過程可分為以下三個階段：（1）早期：自澆筑混凝土開始至水泥放熱基本結束，一般約30天。這個階段的兩個特征，一是水泥放出大

5、量的水化熱，二是混凝上彈性模量的急劇變化。由于彈性模量的變化，這一時期在混凝土內形成殘余應力。（2）中期：自水泥放熱作用基本結束時起至混凝土冷卻到穩(wěn)定溫度時止，這個時期中，溫度應力主要是由于混凝土的冷卻及外界氣溫變化所引起，這些應力與早期形成的殘余應力相疊加，在此期間混凝上的彈性模量變化不大。（3）晚期：混凝土完全冷卻以后的運轉時期。溫度應力主要是外界氣溫變化所引起，這些應力與前兩種的殘余應力相迭加。根據(jù)溫度應力引起的原因可分為兩類：（1）自生應力：邊界上沒有任何約束或完全靜止的結構，如果內部溫度是非線性分布的，由于結構本身互相約束而出現(xiàn)的溫度應力。例如，渡槽承臺，結構尺寸相對較大，混凝

6、土冷卻時表面溫度低，內部溫度高，在表面出現(xiàn)拉應力，在中間出現(xiàn)壓應力。6（2）約束應力：結構的全部或部分邊界受到外界的約束，不能自由變形而引起的應力。如箱梁頂板混凝土和護欄混凝土。這兩種溫度應力往往和混凝土的干縮所引起的應力共同作用。要想根據(jù)已知的溫度準確分析出溫度應力的分布、大小是一項比較復雜的工作。在大多數(shù)情況下，需要依靠模型試驗或數(shù)值計算?；炷恋男熳兪箿囟葢τ邢喈敶蟮乃神Y，計算溫度應力時，必須考慮徐變的影響，具體計算這里就不再細述。3、水利工程大體積混凝土防止裂縫的措施（1）采用分層澆注以便散熱；（2）降低混凝土的澆筑溫度；（3）采用添加外加劑等措施以減少水泥用量；（4）在混凝土

7、中埋設水管，通入冷水降溫；（5）合理地分縫分塊；（6）合理的安排施工工序，避免大體積混凝土表面長期暴露；6（7）澆筑過程質量控制?；炷翝仓?，施工人員應對澆筑部位進行檢查，檢查內容包括：模板、鋼筋、止水、預埋件和觀測儀器等設施埋設和安裝，混凝土澆筑期間的氣候、溫度是否合適，運輸能否保證。只有以上工作均做好后方可進行澆筑，在澆筑時并安排好施工順序，保證分區(qū)、分層混凝土在初凝之前搭接。（8）合理的安排施工工序，避免過大的高差和側面長期