水利水電工程施工溫度的控制和防止裂縫的措施

廣東省 河源市

摘要：在現(xiàn)代工程建設(shè)的過程中混凝土是十分重要的組成部分，但在現(xiàn)實(shí)生活中混凝土?xí)驕囟鹊淖兓a(chǎn)生裂縫，為了預(yù)防這種情況的發(fā)生對混凝土進(jìn)行溫度控制變得尤為重要。為此本文簡要分析了一下混凝土產(chǎn)生裂縫的原因，對產(chǎn)生裂縫的原因進(jìn)行探究，并針對這些問題提出幾點(diǎn)預(yù)防的對策，希望能對延長建筑物的耐久性做出一些貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：混凝土；裂縫；控制；對策

混泥土自身很容易出現(xiàn)裂紋，當(dāng)混凝土在現(xiàn)實(shí)生活中廣泛應(yīng)用于我國水利水電工程建設(shè)過程中，水利水電工程中很容易出現(xiàn)混凝土裂縫現(xiàn)象。導(dǎo)致這種現(xiàn)象的原因除了使用不合格的混凝土和混凝土自身原本就不均勻以外，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的最根本的原因是我們對混凝土溫度控制的疏忽。

一、裂縫的原因

水利水電工程施工過程中混凝土經(jīng)常出現(xiàn)溫度裂縫，不僅影響到水利水電工程結(jié)構(gòu)的整體性還影響到建筑的耐久性。在水利水電工程日常運(yùn)行的過程中，結(jié)構(gòu)受溫度變化影響。一方面氣溫的變化會導(dǎo)致混凝土的性能產(chǎn)生變化，氣溫下降時會使混尼土的外表會出現(xiàn)拉應(yīng)力。另一方面在實(shí)際施工中混凝土硬化的過程會釋放大量熱能，導(dǎo)致混泥土整體溫度上升，在表面出現(xiàn)拉應(yīng)力。等這個過程結(jié)束，溫度相對下降時，新的混泥土容易受到之前基礎(chǔ)的約束，在混凝土的內(nèi)部出現(xiàn)拉應(yīng)力。當(dāng)產(chǎn)生的拉應(yīng)力大于混凝土的抗裂能力，混泥土就會開始出現(xiàn)裂縫?；炷磷陨韮?nèi)部的濕度變化速度慢、變化幅度小，但混凝土表面受外界影響，濕度變化速度快、變化幅度大。在只有混凝土沒有鋼筋或處于混凝土的邊緣的情況下，混凝土必須依靠自己承受這些拉應(yīng)力。脆性是混凝土的一個重要的屬性，它的抗壓強(qiáng)度較好但抗拉強(qiáng)度很差，混凝土拉伸變形極限.由于原材料本身比例不穩(wěn)定不均勻，在澆筑和運(yùn)輸?shù)倪^程中可能會出現(xiàn)離析現(xiàn)象，并且在同一塊混凝土其內(nèi)部各處的抗拉強(qiáng)度也是不盡相同的，有的地方抗拉能力強(qiáng)，有的地方抗拉能力弱，裂縫就容易出現(xiàn)在抗拉能力弱的地方。在工程理論設(shè)計(jì)的過程中都大程度的必免拉應(yīng)力的出現(xiàn)，但是在實(shí)際施工的過程由于外部溫度和內(nèi)部溫度的影響，常常在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生非常巨大的拉應(yīng)力，使混泥土產(chǎn)生裂縫。

二、對溫度應(yīng)力的分析研究

（一）兩個方面因素誘導(dǎo)起溫度應(yīng)力產(chǎn)生：

第一方面：自生應(yīng)力

混凝土的自身結(jié)構(gòu)上的特特點(diǎn)，導(dǎo)致它本身的結(jié)構(gòu)會引發(fā)溫度應(yīng)力的出現(xiàn)?；炷羶?nèi)部溫度常常會發(fā)生改變，混凝土在處于冷卻狀態(tài)下，由于它的內(nèi)部溫度高于外部溫度，在混泥土的表面出現(xiàn)很大的拉應(yīng)力。

第二個方面：自身約束

混泥土?xí)艿皆S許多多來自外界的干擾，會因?yàn)椴荒茏杂砂l(fā)生變形而引起的應(yīng)力，水分過度蒸發(fā)會導(dǎo)致混泥土整體體積變少。通過對已知溫度的分析研究，得出溫度應(yīng)力的變化規(guī)律是一項(xiàng)十分麻煩的任務(wù)。通常需要建立模型進(jìn)行一系列科學(xué)試驗(yàn)才能計(jì)算出數(shù)值。

（二）根據(jù)溫度應(yīng)力形成過程分解成以下三個步：

第一步：水泥在實(shí)際使用時會產(chǎn)生大量熱能，混凝土彈性模量發(fā)生較大變化在混凝土內(nèi)部形成殘余應(yīng)力。澆筑混凝土從開始釋放熱量所用時常一般需要三十天。

第二步：水泥水化熱反應(yīng)完成后一直到混凝土充分冷卻至一定溫度。這一段時間，由外界氣溫變化和混凝土的自身冷卻所導(dǎo)致溫度應(yīng)力產(chǎn)生，這些溫度應(yīng)力與之前凝土內(nèi)部形成殘余應(yīng)力緊密結(jié)合在一起。

第三步：實(shí)際生活中混凝土得到完全冷卻之后?；炷烈矔鶕?jù)外界氣溫的變化而出現(xiàn)一些新的溫度應(yīng)力，這些新的溫度應(yīng)力與之前凝土內(nèi)部形成殘余應(yīng)力和自身冷卻時產(chǎn)生的應(yīng)力緊密結(jié)合在一起。

三、溫度的控制和防止裂縫的措施

防止混凝土裂縫必須控制好混凝土的溫度，有兩個方面可以入手進(jìn)行混泥土溫度：

（一）混凝土溫度的控制

1.攪拌混凝土?xí)r要注意溫度的變化，把冷水或冰和碎石摻在一起，使原材料充分冷卻，用來降低混凝土在澆筑的時候產(chǎn)生的熱能。

2.經(jīng)常對混凝土澆水，給混泥土鋪設(shè)冷水管，對混泥土進(jìn)行冷卻降溫。

3.為了避免免混凝土表面產(chǎn)生較大的溫度變化，當(dāng)外界氣溫改變的時候，需要對混凝土的表面采取相應(yīng)措施，氣溫降低時對混凝土進(jìn)行保暖工作，氣溫升高時對混凝土進(jìn)行降溫工作。

（二）對制約條件進(jìn)行改善

1把混凝土體分為一塊一塊的幾個部分，在塊與塊之間保持一定間隔。

2.在鋪設(shè)混泥土之前，地基一定要打好，杜絕地基不平現(xiàn)象的發(fā)生。

3.按照規(guī)定的工序去澆筑混凝土，如果不去那規(guī)定澆筑混泥土，會使混泥土的一部分側(cè)面長期暴露。

在一定范圍內(nèi)合理使用外加劑可以提高混凝土的整體性能，混凝土表面和內(nèi)部都存在許許多多微小通道，混凝土中的水蒸發(fā)掉以后，通道的張力會讓混凝土變形，所以減小通道張力，就能有效防止混凝土變形。同時水和石灰之間的比例也是直接影響混凝土收縮的重要組成部分，使用減水防裂劑將混凝土攪拌是需要的水分減少四分之一。當(dāng)水和石灰之間的比例變大，水泥水化熱的速度也會變快，所以水泥的分量也是混凝土收縮率的重要重要組成部分，使用減水防裂劑的混凝土在保持混凝土強(qiáng)度的條件下可減少六分之一的水泥用量。在混泥土攪拌過程中很多外加劑都改善混泥土性能的功能，在實(shí)際工程建設(shè)中要在這方面多研究，使混泥土性能更完善，同時也能降低施工成本，實(shí)現(xiàn)雙贏的局面。

四、對混凝土進(jìn)行早期養(yǎng)護(hù)

新澆筑的混凝土中所含有的水分完全可以完成對水泥水熱化的供給。但隨著時間的流逝，水分漸漸蒸發(fā)導(dǎo)致混凝土中含有的水分不足，當(dāng)水泥無法繼續(xù)進(jìn)行水熱化，最直接的表現(xiàn)形式就是混凝土表面出現(xiàn)裂紋。混凝土表面與內(nèi)部溫度產(chǎn)生一定差距時，也會造成混凝土在不同深度、不同部位出現(xiàn)裂縫。特別是在溫度變化較快的地方，混凝土出現(xiàn)裂縫的幾率更大，造成這種現(xiàn)象的原因是，對混凝土的保溫和降溫工作做的不到位。因此混凝土澆筑完成的第一個星期是混凝土養(yǎng)護(hù)的非常重要的時間段，必須給予足夠重視。

從溫度應(yīng)力方面角度出發(fā)，混凝土保溫降溫工作按照以下幾點(diǎn)完成：

1.保持混泥土表面濕度，防止混凝土內(nèi)部與外部溫度差異過大，在寒冷地區(qū)必須鋪設(shè)保暖層，在炎熱地區(qū)必須鋪設(shè)降溫層。

2.避免混凝土過于冷卻，必須想辦法讓混凝土在施工期間的最低溫度大于等于混凝土運(yùn)行期的規(guī)定溫度。

3.表面溫度變化頻繁會造成混泥土出現(xiàn)裂縫，減少混泥土表層溫度的變化的幅度。

4.必須控制好老混泥土和新混泥土之間的溫度差異，減少新混凝土與老混凝土之間的溫差差異，老混凝土溫度太低會導(dǎo)致混泥土整體的降溫速度變慢，

混凝土的早期養(yǎng)護(hù)要實(shí)現(xiàn)兩個方面的效果，其關(guān)鍵在于是混泥土處于合適的溫濕環(huán)境中。一方面讓混凝土溫度變化不要太過頻繁，減少水分過度蒸發(fā)的概率。另一方面讓水泥可以繼續(xù)水熱化，增強(qiáng)混泥土的抗拉能力，延長水利水電工程的耐久性。

五、結(jié)語

混凝土是我國水利水電工程建設(shè)中廣泛應(yīng)用的一種重要材料，水利水電工程施工過程中混凝土最容易出現(xiàn)的問題是總是出現(xiàn)溫度裂縫，混凝土的質(zhì)量直接影響到水利水電工程的建設(shè)完后的使用情況。本文針對在水利水電工程中混泥土施工的溫度控制與產(chǎn)生裂縫的原因進(jìn)行了探究，并提出預(yù)防的對策，在實(shí)際施工的過程中采取相應(yīng)的對策，減小混凝土由于溫度控制不當(dāng)而產(chǎn)生裂縫的可能性，從而保障整個水利水電工程的耐久性。

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