大体积混凝土技术在水工建筑物中的抗裂防渗措施

'大体积混凝土技术在水工建筑物中的抗裂防渗措施广东省电白县水电建筑安装工程公司525400摘要：在水工建筑物大体积混凝土施工中，对有抗裂、防渗、抗冻等特殊性能要求的，采用大体积混凝土施工技术并结合较合理的施工措施，工程效果将比较明显。因此，这一新技术同样可在其他有此要求的大体积混凝土施工中推广应用。关键词：水工建筑物；大体积混凝土；施工技术；防裂措施1大体积混凝土的特性大体积混凝土在水工建筑中应用很广。原因是大体积混凝土有较大的容重，可达到扔水建筑物的抗滑稳定性要求；共强度、抗渗等特性能满足水工建筑的要求；且造价低廉，施工便利。混凝土因其取材广泛、价格低廉、抗压强度高、可浇筑成各种形状、耐火性好、不易风化、养护费用低，成为现代建筑结构中使用最广泛的建筑材料。混凝土最主要的缺点是抗拉能力差、容易开裂。微小的裂缝对一般构件使用无大危害，可允许其存在；但有些裂缝在使用荷载或外界物理、化学因素作用下，不断产生和扩展，引起混凝土碳化、保护层剥落、钢筋锈蚀,使混凝土的强度和刚度受到削弱，耐久性降低,严重时甚至发生垮塌事故。因此，如何提高水工建筑物重要部位的防裂、抗渗等措施显得尤为重要。近年来，对于大体积混凝土在节约水泥和加快施工万面，进行了大量工作，成效是十分显著的。但是有些工程的大体积混凝土的质量比较差，强度较差，混凝土不够均匀，有蜂窝狗洞和裂缝其原因是多方面的，除混凝土的施工质量不够好，水泥供应的品种比较差，施工机械常有故障，温度控制不够严格，结构形状不好以外；而混凝土的特性不够好，在一定程度上影响了大体积混凝土的质量。目前对于混凝土特性的要求，水泥的最少用量，接合料的最大用量，混凝土特性如何配合目前的施工机械设备和施工技术等，各方面的认识是不很一致的。为了改进大体积混凝土的质量，对混凝土的特性作进一步讨论是有必要的。大体积混 凝土的主要特性是强度、抗渗性和耐久性等，而这些特性又是互相关联的，例如强度好的混凝土，一般抗渗性和耐久性也比较好。大体积混凝土在满足水工建筑要求的特性条件下，应力求经济，节约水泥。1.1强度大体积混凝土的强度要求，奋时指设计的抗压强度，即水工建筑物运用时期的抗压强度，这是远不够全面的。混凝土在运用吋期的抗压强度固然是主要指标，但是抗拉强度也是重要的。因为水工建筑物中拉应力是难以避免的，而且往往有相当大的数值。此外，混凝土的早期强度对承受施工吋期水工建筑物中的自身应力，如自重、温度、混凝土收精等应力，起主要作用。因此，人体积混凝土的强度既要满足后期运用的要求，又要满足早期施工吋期的要求，而大体积混凝土的裂缝往往是在初期发生。因此初期的抗拉强度又特别重要。大体积混凝土的自身应力，除了与水工建筑物中自重分布、温度分布、干缩情况等冇关外，还与混凝土的抗压和抗拉弹性模量有关，同时与混凝上的塑性奋关。后者一般用极限压缩和极限拉伸来表示。在常用的大体积混凝土情况下，要才极限拉伸大，对于防止裂缝是很有好处的。此外，还要减少人体积混凝土的水化发热量和干缩系数。对于水工建筑物中大体积混凝土强度的安全系数，一般用4-5。因为混凝土总是不均匀的，而许多应力尚不能精确计算。至于初期混凝土抗拉强度的安全系数一般不能用这样高，应在2左右。1.2体积变形混凝土的体积变形，包括温度变形和干缩变形，将引起水工建筑物内的应力。一般要求混凝土的体积变形尽量小。混疑土中水泥的水化物是胶性的，干缩湿涨。混凝土的干缩与许多因素有关；但其中用水量的影响最大，而与水泥的含量关系不大。当用水量为125斤/立米吋，干缩系数为0.000,22;当用水量为250公斤/立米吋，干缩系数为0.001，10。因此要减小混凝土干缩系数，首先必须减少水的用量。混凝上的温度伸缩系数与用水量、粗骨料的数量和特性等因数有关。平均值约为0.000，01/1°C,一般变化是不大。 1.3抗渗性混凝土是透水的。因为要得到混疑上的工作和易性，必须用此水泥水化所需要的较多的水。这种过剩的水在混疑土中造成空隙，冋吋水泥和水二者水化后成品的体积，比二者的总体积为小，也造成了空隙，这些空隙连起来，形成透水通道。水工建筑物承受水头，需要抗渗性能。混凝土渗水，会引起溶触现象。对于混凝土冻融和干湿变化，抗渗性差的混凝土容易引起破坏，减少耐久性。一般的，做到保证水工建筑物所需要的抗渗性能还是不难的。混凝土的抗渗性与用水量、骨料的尺吵和极配、混凝土的均匀性、养护等因素有关。加长养护吋间,可以改善混凝土的抗滲性能。空隙，同吋水泥和水二者水化后成品的体积，比二者的总体积为小，也造成了空隙，这些空隙连起来，形成透水通道。水工建筑物承受水头，需要抗渗性能。混凝上渗水，会引起溶触现象。对于混凝土冻融和干湿变化，抗渗性差的混凝土容易引起破坏，减少耐久性。一般的，做到保证水工建筑物所需要的抗渗性能还是不难的。混凝土的抗渗性与用水量、骨料的尺寸和极配、混凝土的均匀性、养护等因素有关。加长养护时间，可以改善混凝土的抗渗性能。2工程概况某工程为江堤达标建设工程重要除险加固项0。新闸设计标准为：闸分5孔，总挣宽44m(8m+8m+12m+8m+8m),间底板面高程-1.5m，采用开敞式结构，升卧式平板钢闸门，卷扬式启闭机；闸上游设汽-20,挂-100公路桥，面宽9.5m。本工程于2002年11月1日正式开下，工期200天。12月初完成闸底板下地连墙、灌注桩、搅拌桩等基础下程，12月22日-24日完成闸底板混凝土浇筑任务，2003年1月24日开始浇筑闸墩墙混凝土，其中边墩墙厚100cm、中墩墙厚120cm,顺水流方向闸墩长18m,高16m,闸墩混凝上方量达1100m3。若不采取措施，用泵送混凝上浇筑此类下程容易发生裂缝。我们对这一技术问题经反复研究，在落实常规防裂措施的同时，决定采用掺纤维混 凝土防裂技术。3施工技术3.1掺入特种纤维采用抗裂防渗纤维。根抓产品性能介绍，每m3混凝上中掺录200g时，混凝土板开裂度为30%;掺入400g吋开裂度减为11%;若摻入600g时，则混凝土板就无开裂现象产生。经与监理洽商后决定采用600g/m3的掺入量，但每m3混凝上造价增加48元、实际应用效果：(1)提高混凝上的抗裂性能。纤维在混凝上中多向均匀分布，提供极高的增强作用，减少了因朔性收缩、沉降和苏他内部应力造成的各种早期裂纹的形成，可有效提高混凝上的抗裂能力，可取代抗力钢丝网。(2)提高混凝上的抗渗、抗冻能力。纤维的微细配筋作用，控制了水泥基体内部微裂纹的生成及发展，尤其防止或阻碍了结构性贯穿裂缝的生成，提高了混凝上的抗渗能力，抗冻性能可提高800%-90%。(3)能提高混凝土的抗冲击及抗震能力。加入纤维后的混凝土韧性得到极大改善，同时乱向分布的纤维在混凝上受到冲击吋将吸收大量的能量，从而有效地减少了集中应力的作用，阻碍了裂缝的发展，苏抗冲击和抗震能力可提高一倍以上。(4)提高混凝上的耐磨能力。可明显减轻混凝土表面起砂、鱗状及片状剥落等破损现象。3.2严格控制水灰比我们选用的水泥为425#普通硅酸盐水泥，混凝上收缩性低，严格控制水灰比，由于为泵送混凝土，选用的水灰比在0.55以内，混凝土坍落度在11cm。骨料为花岗岩石子，石子粒径在16〜31.5mm,黄砂细度模数为2.3左右。还用TH-F5缓凝减水剂，掺量为0.6%,减水率达12.2%,可奋效降低混凝土拌和用水量，减少混凝土凝结后水分留下的空隙。3.3养护措施到位 由于此闸大部分混凝上均在冬季浇筑，混凝土初凝吋将产生大量的水化热，致使闸墩内外界而温差大。故项0部将闸墩外面先包裹土工布，再盖草包，迎风口处设立遮风棚，夜晚用太阳灯照明取暖，力求减小闸墩混凝土浇筑后的墙体内外温差，避免因温差变化产生收缩裂缝。4施工质量施工质量对混凝土质量有很大影响。当混凝土的组成设计好以后，施工中要保持骨料的级配，配料正确，拌和均匀，运输和浇注中不发生分离和泌水现象。如有此现象，必须重行拌和。然后震捣密实，妥善养护。为了防止大体积混凝土裂缝，需要一套温度擦制措施，在施工中也必须做到。此外，还要加强机械化，加快施工。这些都是大家所熟知的。这里要指出的是，按照上面的讨论，良好的混凝土，要求最大骨料尺吵大，坍落度小，用水量少，水灰比低等，理想的是干硬性混凝土。但这样的混凝土，往往工作和易性较差，要保证施工质最，除了改进施工技术，加强施工组织外，还必须有一套相应的施工机械设备。如果施工机械设备不适于做干硬性混疑土的，或者不配套、不齐全，冋吋施工队伍正在成长过程，则必须改善混凝土的工作和易性，适当加多用水和水泥量。因此，必须针对施工力量的实际情况，进行混凝土设计，否则，往往在施工中临吋任意加水，会大大降低混凝土的强度、均匀性、抗滲性和耐久性。5工程效果下程完成后，墩墙经寒冬-5°C和夏季35°C高温的考验，经施工自检、监理复检，无收缩、施下裂纹现象出现。工程经水利工程质量检测站水下、水上部分详细质量检测，闸墩墙体垂直度实测偏差在2〜16mm，测点偏差全部在允许偏差以内。墩墙表面平整度实测偏差在1〜5mm,测点合格率达100%。回弹法检测闸墩混凝上强度，检测结果全部超过设计值。墩墙表面无收缩裂缝产生，也无起砂、鱗片状剥落等破损现象，闸主体工程质量检测结果良好。6结束语 对于水工建筑物的大体积混凝土，必须尽量节约水泥，冋吋要保证混凝土的质量，满足多快好省的要求。为此，需要考虑下列因素。1.设计大体积混凝土吋，应选用水泥品种，控制水泥质量，对于不冋水泥应有专门的混凝土设计。一个工地用几种水泥吋，不能任意混合使用。要降低水泥用量，但应保特-定的水灰此，外部混凝土不超过0.6,内部混凝土不超过0.80,以便保证混凝土的初期强度和耐久性。2.严格试验掺合料的特性和用量，不宜过多，防止泌水现象，以便满足混凝土的初期强度、抗渗性、抗冻性、干缩系数和耐久性等要求。3.尽量降低混凝土的用水量，采用加气剂、塑化剂、加大最大骨料尺寸，改善骨料级配，提高砂的粗度等。在减少用水量的同吋，必须注意保证混凝土的工作和易性。减少用水.量，可以提高混凝土强度，节约水泥，降低干缩系数，提高抗渗性和耐久性。4.规定混凝土初期强度和耐久性的最低要求。例如规定28天强度不少于100斤/平方厘米，7天强度不少于多少；同吋规定最高水灰此或者规定最低水泥用量；但这个指标不很全面，因为混凝土初期强度和耐久性还不全靠水泥用量决定。改善施工质量，加强温度控制，缩小混凝土块体尺寸，可以降低混凝土初期强度的要求，但需要全盘考虑，得出最经济和可能的混凝土设计。混凝土设计标号应比工地控制试验所达到的强度高出一定数值，因为施工中难免有不均匀性的。'