谈戈壁沙漠区混凝土裂缝的处理
关键词：戈壁沙漠区,混凝土裂缝,处理
戈壁沙漠地区空气干燥，春秋季节早晚温差较大，偶尔有霜冻。夏季，气候炎热，最高气温可达五十摄氏度以上，空气湿度小。对于戈壁沙漠地区气温非常高、湿度非常小的特殊环境下，对混凝土裂缝的控制非常不利，所以对混凝土裂缝的控制就显得尤为重要。
一、戈壁沙漠区下混凝土裂缝产生的原因分析
由于特殊的戈壁沙漠区，混凝土容易出现如下类型裂缝：干缩裂缝、塑性收缩裂缝、温度裂缝等。
1.干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右。水泥浆中水分的蒸发会产生干缩，且这种收缩是不可逆的。干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果。混凝土受外部条件的影响，表面水分损失过快，变形较大，内部湿度变化较小变形较小，较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束，产生较大拉应力而产生裂缝。相对湿度越低，水泥浆体干缩越大，干缩裂缝越易产生，在空气相对湿度低的干燥环境中最为显著。
2.塑性收缩是指混凝土在凝结之前，表面因失水较快而产生的收缩。塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现，裂缝多呈中间宽、两端细且长短不一，互不连贯状态。较短的裂缝一般长二三十厘米，较长的裂缝可达二三米，宽三毫米左右。在戈壁沙漠地区的夏季，高温和干燥风的影响加大了表面水分蒸发率，使混凝土表面迅速失水而产生严重塑性收缩，而内部的高温又促进了硬化的加快，就造成了混凝土裂缝的产生。
3.温度裂缝的产生。混凝土浇筑后，在硬化过程中，水泥水化产生大量的水化热。由于混凝土的体积较大，大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发，导致内部温度急剧上升，而混凝土表面散热较快，这样就形成内外的较大温差，较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同，使混凝土表面产生一定的拉应力。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时，混凝土表面就会产生裂缝。在戈壁沙漠地区，春秋季节温差差异较大，当混凝土表面温度和内部温度出现较大温差时，就容易产生裂缝、和膨胀变形成。
二、戈壁沙漠区混凝土裂缝的防治措施
结合戈壁沙漠区高温低湿的特殊施工环境，针对容易出现裂缝类型，制定采取的基本抗裂措施主要是降低混凝土的温差收缩，辅以合理的构造配筋与施工段，加强混凝土的二次振捣和养护。为防止混凝土的裂缝，主要采取以下措施。
1.温度控制。工程温度控制的措施如下：在搅拌站混凝土制作过程中，为满足现场恶劣的高温低湿的环境，施工现场应为混凝土搅拌站配备专业制冷设备，从而保证在最恶劣的条件下混凝土出机温度不超过25摄氏度;同时通过提前采购水泥，增长水泥储存时间，降低水泥温度、并对运输车采取隔热和保温等措施，有效降低了混凝土的入模温度，降低了混凝土内部最大温升，缩小混凝土内外温差，控制了有害温度裂缝的产生。
2.原材料及配合比的控制措施。为了使大体积混凝土达到设计要求的强度，同时尽可能减少水泥用量，降低水化热，通过混凝土配合比试验选用优化的配合比，是混凝土施工链上一项非常关键的工作。要求生产商在其性能上特别是水化热方面作了较大改善;外加剂除了满足《混凝土外加剂》的技术要求外，结合现场高温低湿的气候特点，改进相关的技术指标：减水率提高到百分之二十以上，减少了单方的水泥用量，有利于大体积混凝土水化热的控制;将混凝土凝固时间延后五六小时，有利于延迟混凝土早期发热，减小温度应力;收缩率经权威机构检测，远低于限值，这也为防止裂缝的产生创造了条件。石粉的使用。根据施工经验，在设计混凝土配合比时在水泥中掺入适量的石粉代替一部分水泥，以C35配合比为例，单方混凝土用石粉五十公斤，从而达到降低水化热、抑制混凝土收缩的目的。
3.分缝分段施工。在大体积混凝土施工中，为改善约束条件，削减温度应力，采取分缝分段浇筑，合理设置水平或垂直施工缝，或在适当位置设置后浇缝，以放松约束程度，增加散热面，同时合理安排混凝土的浇筑顺序，采用薄层连续浇筑，以减少内外温差，防止水化热的过大积聚，减少温度应力。混凝土温度应力计算包括：混凝土温度收缩应力;混凝土绝热温升值;混凝土各龄期的表面温度;混凝土各龄期的弹性模量;混凝土各龄期的内外温差;混凝土各龄期的中心温度;混凝土平均整浇长度。现场施工的大体积混凝土，还有贮水池等特殊要求混凝土，因其块体大、对裂缝要求高，必须分层分段施工。现场根据温度收缩应力的计算，用于确定分段的大小。理论上，在不超过收缩应力计算得出的最长边的限值的提前下，浇注块体越大越好，但同时必须考虑由混凝土搅拌站的生产能力、现场布料能力以及现场资源、工人的劳动强度等因素共同作用的混凝土浇注强度的大小，避免混凝土产生“冷缝”。
4.合理的构造配筋。要控制裂缝的产生，就要将表面未配置受力钢筋的大体积混凝土表面设置抗裂构造钢筋，以通过混凝土握裹力使钢筋抵抗混凝土温度收缩应力，同时减小被约束体与约束体之间的相对温差，减少混凝土收缩，提高混凝土抗拉强度等，以抵抗温度收缩变形和约束应力，防止混凝土产生温度裂缝、干缩裂缝及塑性收缩裂缝。
5.加强二次振捣。针对于浇筑后的混凝土，在震动界限以前给予二次振捣，能排除混凝土因泌水在粗骨料、水平钢筋下部生成的水分和空隙，提高混凝土与钢筋的握裹力，防止因混凝土沉落而出现的裂缝，减小内部微裂，增加混凝土密实度，使混凝土的抗压强度提高百分之十五左右，从而提高抗裂性。混凝土二次振捣的恰当时间是指混凝土经振捣后尚能恢复到塑性状态的时间，一般称为振动界限。
6.加强混凝土的养护。工程实践证明，混凝土常见的裂缝，大多是不同深度的表面裂缝，其主要原因是混凝土表面温度梯度下降太快。而混凝土养护尤其是早期养护，主要的目的在于保持适宜的温度、湿度，以达到两方面的效果：一方面，使混凝土免受不利温度、湿度变形的侵袭，防止有害的冷缩和干缩;另一方面，使水泥水化作用顺利进行，以期达到设计的强度和抗裂能力。适宜的温湿条件是相互关联的，混凝土的保温措施也常常有保湿的效果。根据戈壁沙漠高温低湿的特点，混凝土浇筑后，表面水分蒸发过快，极易产生干缩裂缝，因此养护工作显得更为重要。在混凝土浇筑后，及时用湿润的草帘、麻袋片等覆盖，并不间断进行洒水养护，保证混凝土表面持续保持湿润状态，同时适当延长养护时间，使得保湿养护时间不得低于半月。管理人员和质量监督人员不断进行巡回监督。
7.针对沙漠地区的施工，由于夜间和早晨气温相对较低，可有较降低混凝土的温度和表面水分蒸发率，所以可尽量选择在早晨或夜间施工，避免正午作业。另外，在温度较高时，要采取降温措施，如用搭棚遮盖，在混凝土中添加一些降温材料，控制混凝土新拌合物的温度。
三.结束语
在戈壁沙漠的恶劣环境中，通过上述措施，一般可以较好地保证现场施工的混凝土质量。虽然混凝土裂缝控制是一项难题，但只要从工程的实际情况分析裂缝的产生原因，并采取相应的针对性措施，裂缝的控制可以实现的。
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