水利工程混凝土裂縫的監(jiān)理防控論文

申報論文（高級）題目：水利工程混凝土裂縫的監(jiān)理防控單位：姓名：課題方向：混凝土2009年8月6日摘要裂縫是水工混凝土容易出現(xiàn)的質(zhì)量問題，必須采取有效措施進行防治。1、混凝土裂縫的類型：造成混凝土裂縫的原因很多，歸納起來，主要分為混凝土內(nèi)部因素造成裂縫和外部因素造成裂縫兩種，內(nèi)部因素主要有溫度應力、約束收縮應力、堿集料反應等因素，外部因素主要有地基沉降和外荷載的影響等。2、水工混凝土可能產(chǎn)生的裂縫成因簡析（1）溫度應力裂縫：水泥與水反應產(chǎn)生水化熱，由于溫度和溫降的不同而造成溫差產(chǎn)生溫度應力；（2）收縮應力裂縫：一期混凝土對二期混凝土產(chǎn)生約束拉應力大而導致墻體混凝土開裂；（3）堿集料反應（4）沉降裂縫和外荷載裂縫。3、混凝土裂縫的監(jiān)理控制要點(1)配合比及溫控措施的審核(2)要求混凝土的澆筑溫度和最高溫升均應滿足規(guī)范規(guī)定(3)二期混凝土澆筑時，盡可能降低二期混凝土的澆筑溫度與老混凝土的溫差造成的溫度應力(4)采取雙摻等措施降低混凝土的水化熱溫升（5）控制澆筑層間歇時間(6)采取措施控制混凝土的堿集料反應。(7)正確進行混凝土拌和物的振搗(8)加強溫度監(jiān)測(9)做好混凝土養(yǎng)護工作（10）增加構(gòu)造鋼筋。關(guān)鍵詞：混凝土，裂縫，監(jiān)理，控制目錄HYPERLINK\l"_Toc237329049"緒論1HYPERLINK\l"_Toc237329050"一、混凝土裂縫的類型2HYPERLINK\l"_Toc237329051"二、水工混凝土可能產(chǎn)生的裂縫成因簡析2HYPERLINK\l"_Toc237329052"1、溫度應力裂縫2HYPERLINK\l"_Toc237329053"2、收縮應力裂縫2HYPERLINK\l"_Toc237329054"3、堿集料反應3HYPERLINK\l"_Toc237329055"4、沉降裂縫和外荷載裂縫3HYPERLINK\l"_Toc237329056"三、混凝土裂縫的監(jiān)理控制要點4HYPERLINK\l"_Toc237329057"1、配合比及溫控措施的審核4HYPERLINK\l"_Toc237329058"2、澆筑溫度和最高溫升的控制4HYPERLINK\l"_Toc237329059"3、新舊混凝土溫差造成的溫度應力控制5HYPERLINK\l"_Toc237329060"4、材料控制5HYPERLINK\l"_Toc237329061"5、控制澆筑層間歇時間5HYPERLINK\l"_Toc237329062"6、堿含量及堿活性骨料的控制5HYPERLINK\l"_Toc237329063"7、正確進行混凝土拌和物的振搗6HYPERLINK\l"_Toc237329064"8、加強溫度監(jiān)測7HYPERLINK\l"_Toc237329065"9、做好混凝土養(yǎng)護工作。7HYPERLINK\l"_Toc237329066"10、增加構(gòu)造鋼筋8HYPERLINK\l"_Toc237329067"結(jié)論9HYPERLINK\l"_Toc237329068"參考文獻10緒論混凝土是一種由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均質(zhì)的多項復合脆性材料。由于混凝土施工和本身變形和約束等一系列問題，使混凝土產(chǎn)生裂縫，細小的裂縫通常是一種無害裂縫，對混凝土結(jié)構(gòu)的承重、防滲及其他功能不產(chǎn)生危害。但在受到荷載、溫差等作用之后，有些細小的裂縫會不斷的擴展和連通，最終形成我們?nèi)庋劭梢姷暮暧^裂縫，這些裂縫已成為水利工程中常見的工程病害，輕者使混凝土內(nèi)部的鋼筋材料產(chǎn)生腐蝕，降低鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的承載力、耐久性、使用價值等，嚴重的危害性裂縫特別是貫穿性裂縫會嚴重影響結(jié)構(gòu)安全和使用壽命，因此對混凝土裂縫的控制已成為水利工程建設(shè)引起高度重視的問題之一，必須采取有效措施進行防治。下面本人結(jié)合已經(jīng)完工的清河下段水環(huán)境治理工程的施工監(jiān)理，談一下水工混凝土裂縫的監(jiān)理防控。一、混凝土裂縫的類型造成混凝土裂縫的原因很多，歸納起來，主要分為混凝土內(nèi)部因素造成裂縫和外部因素造成裂縫兩種，內(nèi)部因素主要有溫度應力、約束收縮應力、堿活性反應等因素，外部因素主要有地基沉降和外荷載的影響等。在很多情況下，混凝土裂縫是多種因素共同作用的結(jié)果。二、水工混凝土可能產(chǎn)生的裂縫成因簡析1、溫度應力裂縫溫度應力裂縫的成因較為復雜，基本的成因是混凝土澆筑后，水泥與水反應產(chǎn)生水化熱，使得混凝土墻體各個部位的內(nèi)部溫度不斷升高，而外界氣溫不斷變化，相鄰部位的混凝土由于溫度和溫降的不同而造成溫差，由此產(chǎn)生溫度應力，當溫度應力超過混凝土的極限抗拉強度時，就產(chǎn)生溫度應力裂縫；2、收縮應力裂縫通常水工建筑物的結(jié)構(gòu)混凝土分二期或多期進行澆筑，如清河下段水環(huán)境治理工程羊坊閘、沈家墳閘等閘站的混凝土均分為兩期進行澆筑，底板為一期，閘墩、邊墩等為二期。一期混凝土澆在軟基上，具有一定的自由伸縮變形余地，一般不會出現(xiàn)裂縫，但澆筑二期邊墩中墩時，一期底板已澆筑一段時間，溫度已降到平均氣溫，強度也增長較快，閘墩砼收縮時因受一期澆筑底板的約束產(chǎn)生拉應力，當超過拉應力極限時將導致墻體混凝土開裂；3、堿集料反應指混凝土中的堿和環(huán)境中可能滲入的堿與混凝土集料（砂石）中的堿活性礦物成分，在混凝土固化后緩慢發(fā)生化學反應，產(chǎn)生膠凝物質(zhì)因吸收水份后發(fā)生膨脹，最終導致混凝土從內(nèi)向外延伸開裂和損毀的現(xiàn)象2。其主要包括：①堿—硅酸反應：是堿與集料中活性SiO2發(fā)生反應，生成堿的硅酸鹽凝膠，吸水后體積膨脹，引起混凝土膨脹和開裂。

②堿—碳酸鹽反應：是堿與泥質(zhì)石灰、石質(zhì)白云石反應，由于這類白云石含粘土較多，堿離子能通過包裹在細小白云石微晶外的粘土摻人到白云石穎粒，使其產(chǎn)生白云石化反應。

③堿一硅酸鹽反應，是堿與某些層狀硅酸鹽集料反應，使層狀硅酸巖層間距離增大，集料膨脹而造成混凝土膨脹。多數(shù)的堿集料反應是由含活性二氧化硅的集料引起的。4、沉降裂縫和外荷載裂縫沉降裂縫主要是由于建筑物座落的地基強度不均勻而造成沉降不均，由此造成建筑物部分結(jié)構(gòu)受剪切，當剪切力超過混凝土的極限抗剪強度所致；預防沉降裂縫必須做好建筑物地基的處理，遇到不符合設(shè)計要求的軟弱地基必須經(jīng)處理達到要求并驗收合格后方可進行下一道工序的施工；外荷載裂縫，顧名思義，此種裂縫是由外部荷載引起的，在輸水工程箱涵結(jié)構(gòu)中，由于外荷載相對較小，一般不會引起裂縫。需要指出的是，混凝土產(chǎn)生裂縫可能不是一種原因造成，而可能是兩種或多種因素共同作用的結(jié)果。下面著重談一下對混凝土內(nèi)部因素裂縫的控制。三、混凝土裂縫的監(jiān)理控制要點1、配合比及溫控措施的審核監(jiān)理要求施工單位在進行混凝土配合比設(shè)計時，在保證混凝土具有良好工作性的情況下，應盡可能的降低混凝土的單位用水量，采用“三低（低砂率、低坍落度、低水膠比）二摻（摻高效減水劑和高性能引氣劑）一高（高粉煤灰摻量）”的設(shè)計準則，生產(chǎn)出“高強、高韌性、中彈、低熱和高極拉值”的抗裂性好的混凝土。在工程施工前，要求承包人根據(jù)施工圖紙所示的建筑物分縫、分塊尺寸、混凝土允許最高溫度及有關(guān)溫度控制要求制詳細的溫度控制措施為專項列入混凝土施工措施計劃報經(jīng)監(jiān)理審批。2、澆筑溫度和最高溫升的控制要求混凝土的澆筑溫度和最高溫升均應滿足規(guī)范規(guī)定，混凝土的入倉溫度不高于28℃，并要求承包人通過試驗建立起混凝土出機口溫度與現(xiàn)場澆筑溫度之間的關(guān)系，縮短混凝土運輸及等待卸料時間，要求混凝土運輸工具有隔熱遮陽措施以減少混凝土運送過程中的溫升，入倉后及時進行平倉振搗，加快覆蓋速度，縮短混凝土的暴露時間。采取措施降低混凝土的入倉溫度。該工程相當長時間是在夏季進行施工，在清河下段水環(huán)境治理工程中，監(jiān)理要求在夏季攪拌站事先對骨料、水泥采取預冷防熱措施、搭設(shè)涼棚避免陽光直曬，另外降低施工用水溫度。在澆筑時間和施工組織上合理安排，春、秋季多澆，夏季不宜在上午澆筑，最好在夜間澆筑，以免在混凝土升溫恰值氣溫最高時而加劇。重要部位安排在低溫季節(jié)、低溫時段澆筑，以降低混凝土入倉溫度，避免出現(xiàn)溫度裂縫；控制進入攪拌站的水泥的溫度不得超過60℃，不得將水泥廠出爐的水泥直接拌制混凝土。在夏季，要采取措施避免混凝土表面受氣溫影響而先于內(nèi)部硬化。而冬季要提高混凝土澆筑溫度，澆筑溫度最好不低于10℃。3、新舊混凝土溫差造成的溫度應力控制二期混凝土澆筑時，盡可能使二期混凝土的澆筑溫度與老混凝土的溫差不大于15℃，以減少溫差造成的溫度應力。4、材料控制監(jiān)理要求承包人采取措施從材料方面入手降低混凝土的水化熱溫升。在本工程中，監(jiān)理要求施工單位選用水化熱低的水泥，選用低堿含量或無堿含量的外加劑；減少水泥用量，在規(guī)范允許的情況下，主體結(jié)構(gòu)混凝土采用雙摻技術(shù)，粉煤灰摻量不超過20%，磨細礦渣摻量控制在30%以內(nèi),為保證摻和料的質(zhì)量符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB1596-2005和《用于水泥和砼中的強化高爐礦渣粉》GB/T18046-2000的規(guī)定，監(jiān)理重點檢查了摻和料試驗報告和出廠合格證。5、控制澆筑層間歇時間為減小先澆筑的底板對后澆筑的邊墩的約束力，兩期砼澆筑間歇時間應控制在7天以內(nèi)，最多不超過15天。在高溫季節(jié)，在有條件部位采用了表面流水冷卻的方法進行散熱。6、堿含量及堿活性骨料的控制混凝土中堿含量的控制對混凝土裂縫的防控乃至保證混凝土的強度具有重要意義，一旦混凝土發(fā)生堿集料反應，對混凝土將產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性的破壞。監(jiān)理的控制措施主要包括使用非活性集料、使用低堿水泥以及限制混凝土的總堿量。骨料料源必須進行堿活性成分含量試驗，未經(jīng)專門論證，不得使用堿活性骨料。使用低堿水泥，從而將混凝土的總堿量控制在足夠低的水平，可以有效防止堿集料反應破壞的發(fā)生，通常所說的低堿水泥是指其堿含量低于水泥重量0.6%(以氧化鈉當量計)的水泥?；炷翂A含量的計算方法按照《水工混凝土施工規(guī)范》（DLT5144-2001）的規(guī)定進行1：B.0.1中熱水泥混凝土堿含量混凝土堿含量(kg／m3)＝中熱水泥堿含量(%)×水泥用量(kg／m3）＋0.2×粉煤灰堿含量(%)×粉煤灰用量(kg／m3）＋外加劑中堿含量(%)×外加劑用量(kg／m3）B.0.2低熱水泥混凝土堿含量混凝土堿含量(kg／m3)＝低熱水泥熟料中堿含量(%)×水泥熟料用量(kg／m3）＋0.5×礦渣中堿含量(%)×礦渣用量(kg／m3)＋0.2×粉煤灰堿含量(%)×粉煤灰用量(kg／m3)＋外加劑中堿含量(%)×外加劑用量(kg／m3)。計算出的混凝土堿含量必須符合《混凝土堿含量限值標準CECS53∶93》表的規(guī)定環(huán)境條件混凝土最大堿含量量(kg/m3)一般工程結(jié)構(gòu)重要工程結(jié)構(gòu)特殊工程結(jié)構(gòu)干燥環(huán)境不限制不限制3.0潮濕環(huán)境3.53.02.1含堿環(huán)境3.0用非活性骨料而砂石骨料的堿活性采用《砂石堿活性快速試驗方法》CECS48-93中載明的方法進行測定。在本工程中，施工單位按照監(jiān)理的要求使用了低堿含量的水泥、采用了非堿活性骨料，根據(jù)北京市《預防混凝土工程堿集料反應技術(shù)管理規(guī)定》，監(jiān)理對施工單位上報的混凝土堿含量計算書進行了審核，審核的結(jié)果符合《預防混凝土工程堿集料反應技術(shù)管理規(guī)定DBJ01-95-2005》的規(guī)定，混凝土的堿集料反應得到了有效的控制。7、正確進行混凝土拌和物的振搗之所以要做好振搗工作，是因為一方面，當鋼筋混凝土處于不利環(huán)境中，例如：侵蝕性水，由于混凝土保護層厚度有限，特別是當混凝土密實性不良，環(huán)境中的氯離子等和溶于水中的氧會使混凝土中的鋼筋生銹，生成氧化鐵，氧化鐵的體積比原來金屬的體積大的多，鐵銹體積膨脹，對周圍混凝土擠壓，使混凝土脹裂。而清河下段水環(huán)境治理工程所在河道就是一條城市排水河道，水質(zhì)具有很強的侵蝕性，對混凝土的密實性要求自然要高一些；另一方面，正確的振搗是保證混凝土強度的必要條件之一，強度有了保證，對混凝土裂縫的預防也就有了相應的保證。具體在振搗時，振搗棒應垂直插入混凝土，振搗距離為振搗器有效半徑的1.5倍，插入下層混凝土5~10cm，離開模板距離為振搗棒有效半徑的1/2，一次振搗完成后振搗棒應慢慢拔出，使用振搗棒時絕對禁止用振搗棒橫拖趕動混凝土拌和物，即嚴禁以振搗代替平倉，否則必然造成離下料口遠處砂漿過多而開裂。8、加強溫度監(jiān)測盡量控制混凝土內(nèi)外溫差不過大。根據(jù)以往工程的溫控經(jīng)驗，當混凝土強度較低時，混凝土內(nèi)外溫差如超過25℃，則很可能會造成溫度裂縫，所以必須做好混凝土溫度監(jiān)測工作。根據(jù)澆筑倉段布設(shè)觀測斷面，根據(jù)結(jié)構(gòu)厚度不同，布置不同數(shù)量的溫度檢測設(shè)備，從混凝土開始澆筑即開始進行監(jiān)測，根據(jù)溫度監(jiān)測情況調(diào)整混凝土溫控、保溫措施。在混凝土澆筑之后，避免曝曬，緩緩降溫，充分發(fā)揮混凝土徐變的特性，降低產(chǎn)生的溫度應力。在本工程中，沙子營節(jié)制閘、羊坊閘、沈家墳閘等閘底板在冬季施工，為保證混凝土施工質(zhì)量采用暖棚法，棚內(nèi)生火爐升溫，棚內(nèi)溫度保持在10℃以上，同時監(jiān)理要求施工單位在不同的部位布置測溫孔，孔內(nèi)放置溫度計測量混凝土內(nèi)部溫度，監(jiān)測過程中，發(fā)現(xiàn)當混凝土內(nèi)部溫升較大導致內(nèi)外溫差大時，則要求施工單位采取提高暖棚內(nèi)氣溫等措施降低混凝土的內(nèi)外溫差，減小溫度應力。此舉收到了良好的效果。9、做好混凝土養(yǎng)護工作。加強混凝土的養(yǎng)護工作是預防混凝土表面裂縫的重要環(huán)節(jié)，針對本地區(qū)的氣候特點、混凝土的種類以及建筑物的結(jié)構(gòu)形式，從而決定開始養(yǎng)護時間、澆水養(yǎng)護時間的長短、澆水次數(shù)、拆模時間等，做好保溫和保濕。在高溫季節(jié)，應在澆筑完畢后立即覆蓋，避免塑性開裂，其后的12h以內(nèi)對混凝土加以覆蓋并流水養(yǎng)護；混凝土澆水養(yǎng)護的時間：粉煤灰混凝土暴露面的潮濕養(yǎng)護時間不得少于21d；在干燥或炎熱條件下，潮濕養(yǎng)護時間不應少于28d。。當日平均氣溫低于5℃時，不得澆水。拆模時間應視混凝土內(nèi)部溫度而定，避開陽光曝曬和有風時間拆模