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电力工程基础大体积混凝土裂缝原因分析与防控

时间:2017-10-12 13:38来源:未知 作者:360论文网 点击:

  电力工程基础大体积混凝土裂缝原因分析与防控

  李庆生

  (华能沁北电厂 河南济源 454662)

  摘要:电力工程中建筑物基础体积往往较大,在进行基础混凝土施工时如控制不当,容易产生裂缝,文章结合工程实际经验,并查阅大量资料,时电力工程基础施工中大体积混凝土裂缝产生的原因进行分析,对裂缝防控措施进行了阐述,希望在类似工程中提供借鉴。

  关键词:电力工程 大体积混凝土,裂缝 原因分析 防控

  1基础大体积混凝土裂缝原因分析

  在基础大体积混凝土施工中,引起裂缝的原因较多,归纳起来主要有:温度与湿度的变化、原材料不合格、施工方法不当、基础不均匀沉降等。

  1.1温度应力引起的裂缝

  在基础大体积混凝土施工时,混凝土中水泥在水化过程中释放出大量的水化热,是混凝土内部热量的主要来源,造成混凝土内部温度不断升高。由于温度应力和温差成正比,随着施工过程的延续,大量的水化热越积越多,造成混凝土内部温度越来越高,当混凝土内部温度与表面温度温差过大时,就会产生较大的温度应力和温度变形,到混凝土的抗拉能力不足以抵抗产生的温度应力时,就会出现裂缝。

  1.2收缩引起裂缝

  混凝土中的拌和水只有20%的水分是水泥进行水化热时所需要的,其余的将被蒸发掉。随着混凝土的干燥,会出现干缩,由于混凝土表面收缩较快,中心收缩较慢,在混凝土表面会出现拉应力,从而产生了一些裂缝。此类裂缝一般较浅,但却影响混凝土的外观质量和钢筋保护层的效果,因而也需严格加以控制。

  另外,塑性收缩发生在混凝土硬化前处于塑性状态之时,由于上部混凝土的均匀沉降受到了限制,如遇到钢筋和较大的骨料,或地基基础的不均匀沉降等,使结构中产生附加应力,超出混凝土的抗拉能力,导致结构开裂。

  1.3材料产生的裂缝

  混凝土是一种脆性材料,抗拉强度仅是抗压强度的十分之一,所以混凝土在瞬间荷载作用下,更容易开裂,甚至断裂。在进行混凝土施工时,如果由于混凝土原材料不均匀,水灰比不稳定,或是运输与浇筑过程中出现的离析现象等,在混凝土内部产生抗拉强度的不均匀,出现了抗拉强度很低的、易产生裂缝的薄弱部位,则更加剧了大体积混凝土的裂缝的形成。

  2大体积混凝土裂缝防控

  2.1原材料的选用与控制

  从材料选择的角度,一开始配制基础大体积混凝土时,需选用收缩性较低的水泥,并合理搭配水泥强度等级与混凝土强度等级之间的关系。一般情况,水泥强度比混凝土强度等级高一个等级,并尽量选用中热或低热水泥,如矿渣水泥、粉煤灰水泥,降低水泥的用量,减少水化热。

  适当掺入粉煤灰,可提高混凝土的抗渗性与耐久性,减小收缩,减少胶凝材料产生的水化热,提高混凝土的抗拉强度。选用级配良好的骨料拌和混凝土,一般说来,可选用4mm~40mm连续级配的石子作为大体积混凝土的粗骨料,粗骨料中的针片状石予严禁超标,细骨料尽量采用中砂,不得使用细砂,同时,严格控制砂、石子含泥量,一般砂控制在2%以内,石子在1%以内。

  控制水灰比,一般控制在0.6以下,并可在混凝土中掺入缓凝剂,这样在浇筑过程中可以减缓混凝土浇筑速度,以利于混凝土的散热。

  外加剂的选用:适当选用高效减水剂和引气剂,这对减少大体积混凝土的用水量和胶凝材料用量,改善混凝土拌和物的流动性、保水性,降低水化热,推迟热峰出现时间,提高混凝土的力学、耐久性等均起着重要作用。

  2.2混凝土浇筑过程中的控制

  控制混凝土入模浇筑温度:混凝土的入模温度与拌和物的温度有直接关系,影响混凝土的拌合物温度的主要是石子和拌和水的温度,因此,高温季节要获得较低的混凝土人模温度,最有效的办法就是降低石子与水的温度,采取的方法主要有:骨料料堆加设遮阳或采取喷淋,一般粗骨料温度下降0.8℃一1.1℃,就可使混凝土温度下降0.5℃;在高温天气时,可采用加冰冷水进行混凝土的拌和,但注意加冰量不能超过拌和用水量的75%,使用加冰冷水拌和可使混凝土温度降低最大在11℃以内,在泵车和浇筑地点采取遮阳措施等。一般说来,混凝土入模浇筑温度不宜超过28℃。高温季节浇筑基础大体积混凝土时,为了降低大体积混凝土内部温度,可在大体积混凝土内部埋设冷水管,在混凝土水化过程的初期,采取通冷水的方式降低混凝土内部温度。冷却水管可采用30mm~50mm的钢管,按结构物尺寸分层错开布置。混凝士进场要严格进行抽样检测,保证混凝士的组成、配比不发生波动。混凝土的坍落度一般控制在120±20mm为宜,坍落度不足时,严禁随意向混凝土中加水。

  大体积混凝土浇筑应合理分层进行,同时加强混凝土浇筑过程的振捣,提高密实度。尽量降低大体积混凝土结构在内部温升阶段的内外温差,为此,可采取尽量晚拆模,并在混凝土表面覆盖塑料薄膜和加盖保温材料、蓄水养护等,以控制内外温差在预定值以内,同时防止水分蒸发,提高大体积混凝土的抗裂性。研究结果和经验表明,如果控制混凝土内外温差在20℃以内,就可防止混凝士表面开裂。

  2.3裂缝的控制与处理技术

  混凝土结构出现裂缝不但影响结构的整体性和刚度,还会造成钢筋的锈蚀、降低混凝土的耐久性和抗疲劳、抗渗性等,因此,根据裂缝的性质和具体情况,我们应区别加以对待和处理,从而保证建筑物的安全使用。常用的裂缝处理措施有:表面修补、嵌缝灌浆、结构加固等。

  2.3.1表面修补法

  表面修补是一种常用的简单处理办法,主要适用于对结构承载力没有影响的表面裂缝的处理,为防止裂缝的继续开裂,可在裂缝表面粘贴玻璃纤维布等,同时涂抹水泥浆、环氧胶泥或涂刷沥青等防腐材料。

  2.3.2嵌缝灌浆法

  此法适用于对结构有影响或有抗渗要求的裂缝的处理,通常沿裂缝凿槽,在槽内嵌塑性止水材料,应用较多的是聚氯乙稀胶泥。然后沿裂缝两侧钻孔,利用压力设备将胶结材料压入裂缝中,胶结材料硬化后与混凝土形成整体,达到封闭的目的,胶结材料一般为水泥浆、环氧树脂按一定比例配合而成。

  2.3.3结构加固法

  当裂缝影响到结构的使用时,就要采取措施对结构进行加固,一般可采取:加大混凝土结构的截面尺寸、在构件的角部外包型钢、粘贴钢板以及喷射混凝土补强等。

  3结语

  综上所述,虽然在基础大体积混凝土施工时产生裂缝较多,但一般也多为施工中质量控制措施不当、不到位,经验不足、重视程度不够等原因造成的,在进行基础大体积混凝土施工时,若能根据现场实际情况,进行合理的施工组织设计,将各种情况考虑周全,加强施工管理,严格按国家规范要求施工,就能将裂缝控制在较小的范围内,甚至杜绝其发生。2009至2010年上半年,作者参与华能沁北电厂三期扩建工程建设,前期进行建筑物基础施工时,多为大体积混凝土施工,由于参考采取了以上合理防控措施,并通过严格的施工管理与质量控制,有效预防了各建构筑物的基础大体积混凝土裂缝的产生,为整个工程争创国家优质工程提供了有利条件。

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