【混凝土裂縫分析及處理研究7000字（論文）】

混凝土裂縫分析及處理研究目錄TOC\o"1-2"\h\u24135[關(guān)鍵詞]水利工程；混凝土；施工技術(shù) 117008一、引言 121719二、大體積混凝土的相關(guān)概述 214185（一）大體積混凝土的闡釋 232525（二）大體積混凝土溫度裂縫產(chǎn)生的機理 225606（二）大體積混凝土的特點 39121三、大體積混凝土澆筑施工問題及原因分析 429352（一）常見問題 44024（二）原因分析 416139四、大體積混凝土澆筑施工防裂技術(shù)應(yīng)用 728346（一）工程案例 729477（二）大體積混凝土澆筑施工管理要點 71584（三）大體積混凝土澆筑施工管理對策 87197五、結(jié)語 97514[參考文獻] 10[摘要]現(xiàn)階段，對于水利工程來說，在工程建筑領(lǐng)域上有著非常重要的作用的就是混凝土施工技術(shù)。正常來看，在水利工程的建設(shè)過程中，混凝土的需求體積是非常龐大的，在施工過程中被廣泛的運用。在現(xiàn)實混凝土的運用過程中，或多或少都存在一些大大小小的問題，如何提高混凝土大體積混凝土的使用率和保障工作質(zhì)量對施工者提出了更高的要求。本文通過對混凝裂縫分析施工技術(shù)的簡單介紹，施工步驟，施工過程中的技術(shù)問題分析，最后對施工過程中如何保證質(zhì)量給出相應(yīng)的建議，以此來不斷提高混凝土施工技術(shù)的完善和質(zhì)量保障。[關(guān)鍵詞]水利工程；混凝土；施工技術(shù)引言混凝土結(jié)構(gòu)在建設(shè)和使用過程中出現(xiàn)不同程度,不同形式的裂縫,這是一個相當(dāng)普遍現(xiàn)象,大體積混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫更普遍。在大體積混凝土施工過程中,由于水泥水化熱引起混凝土澆筑內(nèi)部溫度和溫度應(yīng)力劇烈變化,從而導(dǎo)致混凝土發(fā)生裂縫,而這些裂縫必然會給工程帶來不同程度的危害。如何采取有效措施,防止溫度應(yīng)力造成混凝土結(jié)構(gòu)表面和內(nèi)部出現(xiàn)有害裂縫,一直是大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工中的一個復(fù)雜而又難度很大的技術(shù)問題。大體積混凝土的最主要特點，是以大區(qū)段為單位進行施工，水利工程施工體積厚大，由此帶來的問題是水泥水化作用所放出的熱量使混凝土內(nèi)部溫度逐漸升高，由此產(chǎn)生的熱量又不易導(dǎo)出，造成較大的內(nèi)外溫差，加之混凝土早期的抗拉強度底，彈性模量小，致使混凝土開裂，影響工程質(zhì)量。大體積混凝土的相關(guān)概述（一）大體積混凝土的闡釋如果單單從字面上進行理解的話，其可以解釋為體積相對較大的混凝土。具體來說，其結(jié)構(gòu)斷面是在80cm以上，結(jié)構(gòu)相對厚實，相應(yīng)的其對施工也提出了較高的要求。同時在水泥化熱時所釋放出的熱量也較為集中，一般情況下是在25℃以上。因為受到溫度的影響，所以結(jié)構(gòu)物往往面臨變形的問題，這是為了充分保障混凝土的整體性，必須將膨脹劑、減水劑等按照一定比例加入到大體積混凝土中，除此之外，后期的維護保養(yǎng)也是十分重要的，這些都是與大體積混凝土最后的施工質(zhì)量直接相關(guān)的。就當(dāng)下來看，我們國家對大體積混凝土還沒有明確的解釋，而國外對大體積混凝土的相關(guān)釋義大致相同。日本木構(gòu)學(xué)會規(guī)定，最小橫截面厚度應(yīng)大于1cm。熱液引起的混凝土最高溫度與外界空氣溫度之間的差值越大，則估計25℃時的混凝土稱為大體積混凝土。美國混凝土協(xié)會(ACS)標準要求采取一切措施防止水化熱引起的體積變形，以減少混凝土裂縫。在一些地方標準中，如果厚度大于0.5m，則底部長度大于邊緣長度大體積混凝土。（二）大體積混凝土溫度裂縫產(chǎn)生的機理溫差引起的表面溫度裂縫很大。混凝土結(jié)構(gòu)，特別是大體積混凝土結(jié)構(gòu)澆筑后，在硬化過程中釋放出大量水泥水化熱，不易散發(fā)，室內(nèi)溫度持續(xù)上升，溫度越高，混凝土表面的熱量蒸發(fā)得越快?；炷帘砻婧蛢?nèi)部的溫差越大。因為混凝土在水泥砂漿和骨料之間的熱膨脹系數(shù)不同，在加熱過程中，水泥砂漿與骨料之間的界面首先在溫度荷載作用下發(fā)生破壞，并隨著溫度的升高而發(fā)展。混凝土結(jié)構(gòu)與其他結(jié)構(gòu)在溫度應(yīng)力方面存在一定差異。在后期冷卻過程中，水泥砂漿界面裂縫和微裂縫繼續(xù)發(fā)展，使得混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)宏觀裂縫，破壞了混凝土結(jié)構(gòu)，這是混凝土攪拌過程中最薄弱的環(huán)節(jié)。在混凝土內(nèi)部，不同的澆筑時間、不同的散熱要求和不同的水泥用量，在遠離基礎(chǔ)約束的混凝土內(nèi)部溫度場中，主要受非線性約束。例如，如果外荷載超過設(shè)計承載力，地震、爆炸、火災(zāi)等會導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)。鋼筋銹蝕是由于構(gòu)件承載能力不足所導(dǎo)致的，如裂縫、通常采用結(jié)構(gòu)加固方法。采用預(yù)應(yīng)力鋼筋時，應(yīng)根據(jù)工程條件和預(yù)應(yīng)力大小選擇預(yù)應(yīng)力施工方法。鋼板加固宜采用3號鋼或16號錳鋼，厚度2-6mm。該膠粘劑用于粘接JGN鋼板膠粘劑。（二）大體積混凝土的特點大體積混凝土在現(xiàn)下的建筑工程施工中被常常運用到，而且隨著城市化進程的不斷加快，城市水利建筑就如同雨后春筍，快速發(fā)展起來，數(shù)量越來愈多，因此，對于混凝土的需求量也是呈現(xiàn)出逐年迅猛向上發(fā)展的勢頭。大型混凝土構(gòu)件在水利建筑工程中舉重若輕的地位不容置疑，但是其也存在著一定的弊端與問題，其中最主要的就是裂縫現(xiàn)象的發(fā)生。裂縫是影響建筑質(zhì)量的重要因素之一，嚴重情況下可能甚至可能導(dǎo)致安全事故的發(fā)生，這在一定程度上警惕了建筑工程的施工管理，必須將對裂縫現(xiàn)象的防治作為首要的任務(wù)目標。導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫的影響因素有很多，其中起著主導(dǎo)作用的是溫度的變化，水泥在進行水化時會產(chǎn)生大量的熱，而溫度一旦沒有把控在合適的范圍內(nèi)，就容易出現(xiàn)溫度過高，形成裂縫。經(jīng)過多年的發(fā)展，總的說來，我國的混凝土施工技術(shù)已經(jīng)是相對完善、成熟了，對大體積混凝土所呈現(xiàn)出的特點有如下幾點[5]：1．原材料需求較大在建筑工程項目實際施工過程中，大體積混凝土澆筑的主要應(yīng)用之一：基礎(chǔ)底板施工。在大集體混凝土澆筑過程中，對于原材料的需求較大，同時原材料的體積也相對較大，這也是混凝土呈現(xiàn)出量大特征的重要體現(xiàn)。2．施工程序復(fù)雜相對與普通混凝土在進行澆筑來說，大體積混凝土的澆筑往往較為復(fù)雜，同時在操作難度上，其難度也是遠遠大于普通混凝土澆筑，條件極為復(fù)雜。3．施工技術(shù)要求較高因為大體積混凝土自身所具有的體積大以及結(jié)構(gòu)厚實的特點，所以在進行澆筑時，往往采取的是連續(xù)澆筑，因為連續(xù)澆筑往往能夠?qū)崿F(xiàn)澆筑過程中大體積混凝土的整體性，但是與此相應(yīng)的是，其對施工技術(shù)的要求也是相對較高。4．裂縫現(xiàn)象嚴重大體積混凝土在實際的澆筑過程中不可避免的會產(chǎn)生大量的水化熱，而因為熱量散發(fā)不均勻，使得混凝土的內(nèi)外產(chǎn)生了過大的溫度差，從而導(dǎo)致了裂縫的形成。此外，大體積混凝土的養(yǎng)護如果不及時，同樣會增加發(fā)生裂縫的風(fēng)險。大體積混凝土澆筑施工問題及原因分析（一）常見問題不同的國家，對混凝土水利構(gòu)筑物的裂縫控制范圍以及相關(guān)的要求會相應(yīng)的存在著或大或小的差異，混凝土構(gòu)筑物出現(xiàn)裂縫這一現(xiàn)象幾乎是沒有辦法完全避開的，不論技術(shù)多么的純屬，原材料的質(zhì)量多么優(yōu)良，都無法完全保證工程中不出現(xiàn)裂縫。在我國對混凝土構(gòu)筑物所產(chǎn)生的裂縫寬度的相關(guān)規(guī)定會根據(jù)環(huán)境、介質(zhì)的不同而相應(yīng)的存在差異，所以在一定程度上，我國對混凝土構(gòu)筑物的裂縫在設(shè)計上是擁有一定的伸縮空間的。在國際上，各國在依據(jù)本國的實際情況，對混凝土的裂縫都作出了明確的規(guī)定，從中就可以說明，混凝土出現(xiàn)裂縫在一定范圍內(nèi)是可以被允許的。要防止混凝土構(gòu)筑物產(chǎn)生裂縫很難，所以在實際的施工中應(yīng)該盡量將縮小裂縫的寬度以及將裂縫的寬度盡可能的控制在合格的范圍內(nèi)，避免在施工過程中，所需要承擔(dān)較大的經(jīng)濟損失。（二）原因分析1．溫度變化施工的環(huán)境是影響混凝土發(fā)生開裂的重要因素之一。在不當(dāng)?shù)氖┕r間以及采用不合理的施工技術(shù)都會導(dǎo)致混凝土的施工作業(yè)受到溫度的影響。首先是施工的季節(jié)，夏季與冬季在溫度上存在著明顯的差異，因此這兩個季節(jié)在溫度上對施工效果產(chǎn)生的影響也相應(yīng)的較為明顯。在季節(jié)中存在的晝夜溫差，會導(dǎo)致混凝土施工作業(yè)出現(xiàn)受熱不均的現(xiàn)象，進而使得混凝土出現(xiàn)開裂。其次環(huán)境溫度與濕度，溫度過高或是受到大雨的侵蝕都會在不同程度上加大混凝土的開裂程度。最后，施工的實踐操作也會使得混凝土的溫度受到影響，溫度發(fā)生明顯的變化，例如澆筑施工時如果速度過快就會導(dǎo)致混凝土的內(nèi)部沒有實現(xiàn)充分的凝固，進而為后來的開裂埋下隱患。圖1溫度裂縫產(chǎn)生原因2．混凝土原料的收縮性構(gòu)成混凝土的原料主要由水泥、砂石以及外加劑這幾部份組成，而這些原材料在化學(xué)性質(zhì)以及構(gòu)成成分上或多或少的存在著差異，所以其所具有的實際收縮性也會彼此不同。譬如，在進行混凝土的配置工作時，如果添加了一些低石膏比例的水泥，那么其所具有的收縮性會相對比較明顯，進而發(fā)生裂縫的可能性也會相對較高，而如果添加的是適量的氧化鎂，那么則可以有效的降低開裂的可能性，控制開裂情況[13]。除此之外，混凝土的配比方式的差異也會導(dǎo)致后期混凝土發(fā)生開裂，一般情況下，水泥的使用量越大，混凝土的收縮量表現(xiàn)的也會相應(yīng)明顯。在控制混凝土的配置方式時，可以通過適當(dāng)比例的外加劑以及粉煤灰來削弱混凝土的收縮量，有效緩解混凝土開裂現(xiàn)象。圖2大體積混凝土收縮裂縫3．混凝土內(nèi)外溫度不均，水分得不到及時補充混凝土的水熱化現(xiàn)象也會導(dǎo)致混凝土面臨開裂的風(fēng)險。因為混凝土的施工面積相對較大，在施工結(jié)束后混凝土的內(nèi)部會產(chǎn)生較高的溫度，這也是引起水凝性現(xiàn)象發(fā)生的首要原因。但是混凝土表面部門的水分則長時間曝露在空氣中，水分的蒸發(fā)帶走了大量的溫度，所以就直接降低了混凝土的表層溫度，如果這時沒有對表面的水分進行及時的補充，就會出現(xiàn)表現(xiàn)的溫度過低而內(nèi)部的溫度過高，內(nèi)外層的溫差出現(xiàn)了明顯的差異，這時就容易出現(xiàn)大小不一的裂縫。4.結(jié)構(gòu)荷載結(jié)構(gòu)裂縫后實施可以由很多因素引起的，在建設(shè)和使用可能會破裂。如早期的振動，很快拆除或因為不正確的施工方法，還有就是構(gòu)件的儲存、運輸、加載塊或吊裝點放置不正確、施工荷載過大、電壓值過高，這些情況下，都有可能產(chǎn)生裂縫。在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有標準下，最大裂縫寬度根據(jù)情況為0.2-0.3mm。對于寬度大于裂縫的裂縫，需要仔細進行記錄和觀察，一些導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)的情況出現(xiàn)后，需要及時處理。由荷載引起的混凝土裂縫主要有兩種情況：直接應(yīng)力裂縫和次應(yīng)力裂縫。直接應(yīng)力裂縫位于設(shè)計計算階段、施工階段和運行階段，由于計算不合理，忽略荷載、不了解結(jié)構(gòu)特點、大風(fēng)或者地震等都會可能會發(fā)生，但是不是很常見；而次應(yīng)力裂縫是荷載裂縫最經(jīng)常發(fā)生的裂縫，在實際工程中往往由于結(jié)構(gòu)某個部位引起次應(yīng)力或者在孔洞的附近產(chǎn)生密集且非常大的集中應(yīng)力導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。大體積混凝土澆筑施工防裂技術(shù)應(yīng)用（一）工程案例以工程連鑄回轉(zhuǎn)臺基礎(chǔ)布置為案例，在此案例中連鑄回轉(zhuǎn)臺的最高埋深7.2m，整個工程的混凝土用量為2620m3。而且此項工程的體積較大，造型比較特殊與復(fù)雜，占地而積比較大并且整體混凝上澆筑基礎(chǔ)內(nèi)部通道結(jié)構(gòu)復(fù)雜，最終在此工程的采用的是C30標號的混凝。（二）大體積混凝土澆筑施工管理要點1．材料選擇材料的選擇在大體積混凝土的施工中是起著至關(guān)重要的作用，科學(xué)、合理地選擇材料有利于大體積混凝土的澆筑工程得以順利開展。合適的材料能夠隨混凝土澆筑過程中的熱量予以有效控制，從而簡化規(guī)定大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的可能性，提升澆筑的質(zhì)量，保障工程的安全性。首先是骨料的選擇，就細骨料來說，應(yīng)該選擇含砂量較小、質(zhì)地堅硬的；而粗骨料則優(yōu)先考慮連續(xù)級配的石子。其次是水泥的選擇，在選擇時應(yīng)該優(yōu)選水化熱低以及領(lǐng)結(jié)時間較長的水泥。最后，大體積混凝土的強度應(yīng)該滿足相關(guān)的指標，一般來說混凝土的強度越大，其質(zhì)地就會相對較脆，不管怎么說，混凝土的強度過高與過低都會在不同程度上對施工的質(zhì)量產(chǎn)生影響。在本案例中，考慮到原材料的成本問題同時具有絕熱溫升小的特點，此外材料所具有的抗拉作用以及變形能力也是重要考慮因素。從以上的角度出發(fā)，在本產(chǎn)品中所采用的是低熱礦渣水泥，同時利用粉煤灰作為混合材料，最大程度上保重材料的絕熱溫升以及抗裂能力，最后還會適當(dāng)?shù)奶砑訙p水劑最為外加劑，在降低用水量的基礎(chǔ)上，用較低的成本實現(xiàn)對增塑的調(diào)節(jié)。2．強化過程管理一般在大體積混凝土的澆筑過程中往往會采用分層澆筑，主要又以下幾種方法：（1）全面分層澆筑所謂全面分層是指將大體積混凝土劃分為多個厚度均勻的澆筑層，然后再進行逐層的澆筑工作，這一澆筑方法主要使用與平面尺寸相對較小的混凝土。（2）分段、分層澆筑分段分層澆筑是指把混凝土結(jié)構(gòu)分成多段，每段分層，然后進行分層分段澆筑，這種方法適用于面積大、厚度相對小的混凝土結(jié)構(gòu)。（3）斜面分層澆筑斜面分層澆筑是指混凝土一次澆筑到頂，混凝土自然流動形成斜面，從下向上振搗，該方法適用于混凝土泵送施工?？紤]到技術(shù)的操作難易程度以及實際的工作效果，在案例中采取的是分層連續(xù)澆筑，這一施工方法不僅操作簡單，并普遍運用，同時能夠使得混凝土表層得到快速散熱，并且也有利于振搗工作的進行?？紤]到施工面積，在進行澆筑工作時，需要根據(jù)相關(guān)的工作標準進行連續(xù)澆筑，保證每個層面的厚度保持在3m以下。在進行大體積混凝土的澆筑過程中，必須對大體積的振搗加以控制。實際的操作過程中，為充分保證施工的質(zhì)量，為了跟更好地控制裂縫，一般情況下，會對大體積混凝土采取兩次振搗，二次振搗有利于將混凝土中的多余空氣與水分充分排出，但是盡管是二次振搗，其對時間的控制也是需要加以注重的，避免出現(xiàn)過度振搗。3．注重養(yǎng)護管理在完成澆筑之后，其事后的養(yǎng)護工作也是很重要的。在混凝土的表面可以鋪上草墊、塑料薄膜等，養(yǎng)護工作的伊始，可以通過噴灑的方式進行，到了中后期則相應(yīng)地需要運用水管來進行灑水養(yǎng)護，這一舉措有利于充分保證混凝土表現(xiàn)的濕度。其次，在大體積混凝土的各個構(gòu)成要件中設(shè)置相應(yīng)的測溫孔，以便對其內(nèi)部進行實時的溫度監(jiān)控，當(dāng)發(fā)現(xiàn)溫度過高時，可以及時的進行相應(yīng)的降溫處理。需要注意的是，夏季溫度較高，這是則可以變通地采用冷水來達到混凝土的降溫養(yǎng)護，但是要保證水溫與混凝土的溫度差在20℃以內(nèi)，不能過大。最后，當(dāng)大體積混凝土的強度達到一定程度后，在確保表面以及棱角部分不會受到損害的前提之下，可以對不承重的側(cè)模進行拆除，而對需要進行稱重的部分，則必須要等到混凝土達到了標準強度才能予以拆除。大體積混凝土澆筑施工管理對策1．建立相應(yīng)的操作流程及制度隨著社會經(jīng)濟的飛速增長，工程項目的投資也越來越多。大體積混凝土的應(yīng)用也就越來越多，保證大體積混凝土的澆筑施工質(zhì)量十分重要，而對大體積混凝土的澆筑施工及例行管理是保證澆筑質(zhì)量的重要部分之一。如果想保證大體積混凝土澆筑施工的質(zhì)量，就必須建立好相應(yīng)的施工管理制度。在現(xiàn)場進行施工的過程中，工程部的管理人員必須24小時輪流值守，確保每個澆筑工作的正常進行，另一方面，應(yīng)該在每個澆筑點設(shè)置兩人或兩人以上的工作人員，一個負責(zé)指揮混凝土的澆筑，另一個負責(zé)混凝土的振搗工作。在施工過程中，需要為混凝土罐車的調(diào)度配備多人，以此來保證任何一個下灰點的混凝土能夠連續(xù)澆筑，施工現(xiàn)場的施工人員應(yīng)該采用三班制的方式進行，保證有足夠的施工人員進行混凝土的澆筑和振搗。在本案例中的下灰方式，采用溜槽和泵送兩種方式相結(jié)合，主要是因為溜槽的下灰速度很快，能夠有效保證混凝土建筑的連續(xù)性，其次，還應(yīng)該在混凝土的出口處設(shè)置相應(yīng)的擋板，從而防止混凝土出現(xiàn)離析現(xiàn)象。采用泵送混凝土的方式是因為采用溜槽的方式進行澆筑時，部分位置無法到達，因而利用泵送的方式進行傳送。2．振搗規(guī)范振搗的速度與力度是振搗工作的關(guān)鍵，機械振搗能夠很好的控制其力度與速度，并且通過振搗有利于在原有的基礎(chǔ)上增強骨料的摩擦力，同時也有利于砂漿流動順暢性的改善。此外，運用機械振搗還有利于增強混凝土的抗?jié)B透性，不過在使用過程中，必須要嚴格按照振搗流程依序進行，同時依次檢查各個區(qū)域的實際振搗情況，從而能夠及時發(fā)現(xiàn)振漏的問題。在使用振動棒的過程中，需要著重注意的是振動棒速度的把控，以及插入點的均勻性，移動過程的速度一定要放緩，如果過快就會直接影響到實際的振動效果，同時振搗時間的把控也是非常重要的環(huán)節(jié)，盡量避免出現(xiàn)振搗時間過長。最后在使用振動棒是應(yīng)該垂直插入的方式，并且需要保障其在13s內(nèi)不出現(xiàn)下沉的問題，其中插入混凝土的長度應(yīng)該控制在振動棒本身長度的1.2倍左右，切記不要超過這個范圍。五、結(jié)語大體積混凝土澆筑管理工作作為一項具有重要的制約性、關(guān)鍵性的程序工程，在工程建筑作業(yè)系統(tǒng)的經(jīng)營運作中起著連接性、協(xié)調(diào)性的關(guān)鍵作用。從實現(xiàn)施工進程穩(wěn)步持續(xù)推進以及產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟效益協(xié)調(diào)快速增長的基本前提出發(fā)，堅決執(zhí)行國家大體積混凝土澆筑的相關(guān)標