水利工程大體積混凝土施工質(zhì)量通病防治

 某大（一）型水利樞紐工程各部位結(jié)構(gòu)大體積居多，我們主要著眼于大體積混凝土的質(zhì)量通病與防治措施，確保工程優(yōu)質(zhì)。

大體積混凝土質(zhì)量通病主要是裂縫。我們先分析原因，再采取積極有效措施，防止了影響建筑物安全的貫穿性裂縫的產(chǎn)生，確保了防洪、航運(yùn)以及發(fā)電建筑物的質(zhì)量?！　?/p>

1、裂縫產(chǎn)生原因　　

大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的發(fā)生是由多種因素引起的。除外部荷載作用產(chǎn)生的荷載裂縫和地基變形產(chǎn)生的裂縫外，還有因溫度和收縮產(chǎn)生的裂縫?！　?/p>

（1）水泥水化熱影響產(chǎn)生的裂縫?！　?/p>

水泥水化過程中放出大量熱量，且主要集中在澆筑后的7d左右。尤其對(duì)于大體積混凝土來講，這種現(xiàn)象更加嚴(yán)重。由于混凝土內(nèi)部和表面的散熱條件不同，因此混凝土中心溫度很高，這樣就會(huì)形成內(nèi)外溫差，使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，表面產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)溫度應(yīng)力超過混凝土的極限抗拉強(qiáng)度時(shí)混凝土表面就會(huì)產(chǎn)生裂縫?！　?/p>

（2）混凝土收縮影響產(chǎn)生的裂縫。　　

混凝土在不受外力情況下，在空氣中自然硬結(jié)時(shí)體積收縮，受到外部約束時(shí)（支承條件、鋼筋等），將在混凝土中產(chǎn)生拉應(yīng)力，使得混凝土開裂。　　

（3）外界氣溫濕度變化的影響產(chǎn)生的裂縫。　　

混凝土具熱脹冷縮性質(zhì)，當(dāng)外界氣溫濕度發(fā)生變化時(shí)，混凝土將發(fā)生變形，若變形遭到約束，則在結(jié)構(gòu)內(nèi)將產(chǎn)生應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力超過混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)即產(chǎn)生溫度裂縫。大體積混凝土結(jié)構(gòu)在施工期間，外界氣溫的變化對(duì)防止大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生起著很大的影響。　　

（4）其他因素的影響產(chǎn)生的裂縫?！　?/p>

混凝土配合比不良會(huì)造成混凝土塑性沉降裂縫，一般是混凝土配合比中，粗骨料級(jí)配不連續(xù)、數(shù)量不夠，砂率及水灰比不當(dāng)所造成的裂縫?！　?/p>

還有，施工材料質(zhì)量、施工工藝質(zhì)量及鋼筋銹蝕引起產(chǎn)生混凝土裂縫?！　?/p>

2、防止產(chǎn)生裂縫措施　　

大體積混凝土的裂縫破壞了結(jié)構(gòu)的整體性、耐久性、防水性，危害嚴(yán)重，必須加以控制。針對(duì)產(chǎn)生裂縫的各項(xiàng)原因，針對(duì)性地采取防治措施，并將這些措施貫穿于混凝土施工的全過程，從混凝土組成材料、施工安排、澆筑前后降低混凝土的措施和養(yǎng)護(hù)保溫等?！　?/p>

2.1優(yōu)選混凝土各種原材料　　

（1）水泥的選擇?！　?/p>

水泥水化過程中會(huì)釋放大量熱量，因此在大體積混凝土施工中應(yīng)選用低熱或中熱的大壩水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥等，以降低混凝土的溫升，提高混凝土硬化后的體積穩(wěn)定性。在飛來峽水利樞紐工程中，水泥主要品種有廣州金羊牌425#普通硅酸鹽水泥和英德南華425#普通硅酸鹽水泥，前期船閘導(dǎo)墻部位使用小部分云浮高壩牌425#普通硅酸鹽水泥?，F(xiàn)場抽樣結(jié)果表明，水泥滿足國標(biāo)《硅酸鹽水泥，普通硅酸鹽水泥》（GB175-92）要求。

（2）骨料的選擇?！　?/p>

在選擇粗骨料時(shí)，應(yīng)盡量選擇吸水性較小，收縮性較低的石料。飛來峽工程選用的就是大崗嶺石料場的花崗巖碎石，該石料吸水性小，收縮性低，符合質(zhì)量要求，生產(chǎn)人工花崗石碎石，采用四級(jí)石料?！　?/p>

（3）摻加外加料和外加劑?！　?/p>

外摻劑保水性較好，混凝土收縮較小。摻加適量粉煤灰，可減少水泥用量，從而達(dá)到降低水化熱的目的。本工程主要摻用廣州黃埔熱電廠及虎門熱電廠Ⅱ級(jí)灰，小部分廣州西村熱電廠Ⅱ級(jí)灰?！　?/p>

摻加適量的減水劑，它可有效地增加混凝土的流動(dòng)性，且能提高水泥水化率，增強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度，從而可降低水化熱，同時(shí)可明顯延緩水化熱釋放速度?！　?/p>

本工程減水劑主要采用了糖蜜緩凝劑及緩凝高效減水劑FDN1000?！　?/p>

（4）精心設(shè)計(jì)混凝土配合比?！　?/p>

除了保證原材料的選用質(zhì)量外，精心設(shè)計(jì)混凝土配合比也很重要。應(yīng)合理設(shè)計(jì)配合比，生產(chǎn)出高強(qiáng)、高韌性、低熱和高極拉值的抗裂混凝土。為了保證此環(huán)節(jié)，我公司成立了工地試驗(yàn)室，嚴(yán)格執(zhí)行《飛來峽工程大壩砼配合比使用規(guī)定》等要求，確保工程施工配合比質(zhì)量?！　?/p>

2.2施工控制措施　　

為了防止大體積混凝土出現(xiàn)裂縫，一般常規(guī)的施工控制措施是采用控制混凝土入模溫度、澆筑速度等方法。但由于本工程所在地多年平均氣溫大于30℃達(dá)127天，并且混凝土總方量約100萬立方米。壩段基礎(chǔ)面積大，其中廠房壩段主機(jī)段基礎(chǔ)面長75.5米，單機(jī)寬21米；溢流壩段基礎(chǔ)面長30米，寬17.5米。如果不能采取有效的溫控措施，容易產(chǎn)生貫穿性或大量的局部裂縫?！　?/p>

為解決5月～10月澆筑基礎(chǔ)約束區(qū)大體積混凝土的溫控防裂問題，補(bǔ)償溫度應(yīng)力，簡化溫控措施，加快工程進(jìn)度，結(jié)合水電二局在青溪工程中應(yīng)用外摻MgO微膨脹混凝土筑壩技術(shù)取得的成功的經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)多方論證，業(yè)主和設(shè)計(jì)同意采用外摻MgO微膨脹混凝土技術(shù)作為大體積混凝土的主要溫控防裂措施?！　?/p>

2.3裂縫治理措施　　

在保證了原材與采取了各種有效施工措施后，混凝土仍有可能產(chǎn)生裂縫，這需要我們采取合理可靠的裂縫處理措施解決，以保證工程的安全穩(wěn)定運(yùn)行。在發(fā)現(xiàn)了臨時(shí)裂縫后，必須對(duì)裂縫部位進(jìn)行全面、徹底的水、氣清理，準(zhǔn)確地找到裂縫，確定裂縫的嚴(yán)重程度，如需處理，可采用水泥常規(guī)水泥灌漿方案或化學(xué)灌漿方案。先沿縫鑿槽及修平順，接著埋管、封填水泥砂漿或環(huán)氧砂漿，待凝查漏后進(jìn)行化學(xué)灌漿后切割管頭。　　

具體的施工過程是：　　

（1）鑿槽：辯清裂縫走向后，沿縫隙兩邊鑿適宜寬度與深度的梯形槽。　　

（2）埋管封槽：用噴氣嘴、噴燈將槽內(nèi)的塵碴吹凈、烘干，檢查裂縫貫通情況，埋設(shè)透明膠管，該膠管剪開處朝向裂縫，上部采砂水泥砂漿或環(huán)氧砂漿封槽抹平，上部進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，膠管引出管頭供查漏和灌漿或排氣用，以保證灌漿效果?！　?/p>

（3）待凝查漏：埋管封槽后，待凝5~7天，壓氣檢查封槽的密封情況，同時(shí)檢查有無遺漏，確保灌漿質(zhì)量，檢查無漏后在表面涂環(huán)氧1~2次?！　?/p>

（4）化學(xué)灌漿：化學(xué)灌漿宜在低溫季節(jié)進(jìn)行，灌漿材料宜采用粘結(jié)強(qiáng)度高、有一定親水性、凝結(jié)時(shí)間可調(diào)配，凝結(jié)后膠質(zhì)穩(wěn)定性好、有彈性，適合小縫灌注的化學(xué)材料。灌漿機(jī)械可采用電動(dòng)泵或手搖泵兩種，當(dāng)檢查發(fā)現(xiàn)裂縫可灌性較好時(shí)，現(xiàn)場配制灌漿材料，即可灌注?！　?/p>

（5）切割管頭：在灌漿完畢后，等化學(xué)灌漿材料充分凝結(jié)后，割除管頭，用砂漿磨平。

混凝土 裂縫 體積

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