风电工程大体积混凝土基础面裂纹分析及掌控技术

风电工程大体积混凝土基础面裂纹分析及掌控技术

张泽华

中国电建集团核电工程有限公司，山东省济南市 250000，

[摘要]由于不同的大体积混凝土施工工程的施工条件以及施工环境存在着一定的差异,其所采用的混凝土配合比也存在着一定的差异，所以对大体积混凝土工程混凝土基础面裂纹的控制是一项较为复杂的系统性工程。

[关键词]风电工程；大体积混泥土；基础面裂纹；控制措施

当前施工企业应对造成基础面裂纹的主要原因和重要影响因素分析,并对施工过程以及施工工序进行良好控制，从而减少裂纹现象的发生，达到工程建设质量的进一步提升。

1混凝土基础面裂纹分类

通常情况下，风机组大体积混凝土结构基础面产生裂纹的主要原因是受到次应力的影响，产生的裂纹具有劈裂、剪切、张拉等特征，而多数情况下都是因为混凝土结构荷载原因导致的。所以对于风电工程而言，想要解决实际问题，就要从预防结构突变上入手，然后对局部进行相应处理，从而有效避免因为多种因素影响而导致的裂纹现象发生。如果按照裂纹发生的原因不同而进行划分，可以分为以下几种类型。

1.1温度型裂纹

温度型裂纹的出现，是因为混凝土结构本身具有热胀冷缩的特点，由于外界温度变化而导致基础面裂纹的发生。因为一旦外界温度发生变化，混凝土结构也会发生变形。如果结构变形受到一定限制，就会在结构内部形成应力，当应力大于抗拉力时，就会发生裂纹现象。在一些跨度大的砼结构中，也会发生由于温度改变而使基础面产生不同情况的张开和合拢现象。

1.2收缩引起的裂纹

在工程实际施工作业时，由于混凝土收缩而导致基础面裂纹，相对是比较普遍的，而影响收缩的因素有塑性收缩和缩水收缩等两大因素。

1.3基础变形引发的裂纹

由于风机组大体积混凝土结构基础发生不均匀的沉降，或者产生水平方向上的位移，都会导致混凝土结构中出现附加应力，一旦超出混凝土自身具备抗拉性能后，就会导致基础面发生裂纹。

1.4钢筋锈蚀引发的裂纹现象

由于钢筋锈蚀而产生的裂纹现象，是因混凝土结构质量差或者是混凝土结构保护层达不到设计标准，导致保护层受到二氧化碳的炭化作用，当内部钢筋外露或者二氧化碳直接炭化钢筋外表时，就会造成炭化区域碱性下降，使钢筋外部保护层受到损坏，一旦炭化产生的腐蚀物达到未炭化时的两到四倍时，就会产生大量的膨胀应力造成混凝土结构开裂，并且还会沿着钢筋走向直到裂纹的出现。

1.5冻胀裂纹

产生冻胀裂纹的原因，是由于气温过低而导致的，因为大气温度一旦降到零摄氏度以下，混凝土结构吸水程度达到饱和状态，就会发生冰冻现象，因为游离态的水变成冰，其体积也会变成水的1.1倍，所以就会使混凝土受到巨大的膨胀应力。同时，混凝土中的水也会发生迁移或者是重新布局，出现渗透压现象，致使膨胀力继续增加，使混凝土强度降低，进而出现裂纹现象。如果风机组大体积混凝土结构基础在冬季进行施工，可以通过加热、暖棚、地下蓄热或者是在混凝土中加入防冻剂等方法，来解决混凝土在低温环境中出现的硬化现象。

1.6施工材料引发的裂纹现象

混凝土是以水泥作胶凝材料、砂、石料、与水以及外加掺合料，按照比例配合，经搅拌而得的混凝土，一旦配比中任何一种材料的用量和质量都达不到实际标准的情况下，就容易发生混凝土基础面裂纹现象。

1.7工艺质量引发的裂纹现象

在混凝土浇筑、混凝土构件的制作、运输或者是码放时，一旦施工工艺存在不合理，施工质量不能保证时，就会引发不同方向上的基础面裂纹，特别是建筑中又细又长的结构最容易出现裂纹。

2风机组大体积混凝土结构基础面裂纹的掌控措施

导致风机组大体积混凝土结构基础面裂纹的因素主要有三种，第一，温度变化引起的裂纹现象；第二，基础不规则沉降而导致的基础面裂纹；第三，由于附加应力过大而导致的基础面裂纹。所以，在风机组大体积混凝土结构基础施工过程中，可以使用以下方法对基础面裂纹进行掌控。

2.1保证混凝土质量

想要在风机组大体积混凝土结构基础施工过程中保证混凝土质量，可以实施以下有效的掌控措施。首先，一定要选取适合的水泥进行混凝土配比，同时，还要对水泥的使用数量进行严格控制，必须按照相应的标准进行配比，一般会选择525R普通水泥，尽可能的降低水泥的使用数量。其次，在混凝土中还要加入一定量的外加剂，常见的混凝土外加剂有：缓凝剂、引气剂、减水剂等。再次，必须要对混凝土浇筑过程中的温度进行严格掌控，而风机组大体积混凝土结构基础施工最好能在春、秋两季进行施工，这样就能够保证混凝土入模温度，在合适范围以内。一旦要在夏季进行风机组大体积混凝土结构基础施工的话，一定要使用相应的措施对混凝土入模温度进行有效降低，并且还要注意混凝土结构，不要直接在太阳下暴晒。第四，要在混凝土易发生裂纹的区域，加入适当的预埋件对其进行加固，并且能够直接对应力进行测试，这样既保证了混凝土结构的质量，又确保基础面不会有裂纹产生。最后，在对工程施工技术进行完善时，要不断增强插筋部位的振捣、混凝土结构的养护以及抹压，这是由于钢筋本身具有良好的导热性，极易产生温度梯度，而温度梯度是导致基础面裂纹的关键因素。同时还要加强混凝土在初凝之前的抹压，避免基础面裂纹的产生，不断强化对混凝土结构的养护，从而提升混凝土结构的荷载性能。

2.2对混凝土温度进行掌控，预防裂纹发生

首先，在进行混凝土配比时，一定要选取合适的骨料级配，使用干硬性混凝土，通过采取加入粉煤灰等掺合料的相关措施以后，有效降低混凝土中水泥的使用量。其次，在混凝土搅拌过程中，要分次不断的加水，对碎石等原材料进行均匀冷却，这样可以有效降低混凝土浇筑时的温度。再次，在夏季工程施工过程中，要适当减少混凝土浇筑的厚度，利用浇筑层进行有效散热，避免在温度降低以后，发生裂纹现象。第四，在冬季施工过程中，需要对长期暴露在空气中的混凝土结构或者是薄壁采取有效的保温措施。最后，要不断的完善混凝土结构功能，提高抗裂性能，加强初期养护，防止外部结构因为养护不够而出现干缩现象。并且还要保证混凝土结构的整体质量，这些措施都能有效降低基础面裂纹现象的发生。

2.3混凝土结构初期养护

通过大量实践表明，常见的风机组大体积混凝土结构基础面的裂纹形成，都是裂纹深度不同的外部表面裂纹，而导致这些裂纹出现的根本原因，是由于混凝土在形成温度梯度以后，诱发了在温度降低以后出现温度应力产生裂纹现象。所以，做好风机组大体积混凝土结构基础保温以及初期养护是非常关键的，同时也是最为有效解决裂纹问题的措施。

3结论

总体来说，本文通过对风机组大体积混凝土结构基础浇筑温度和基础面裂纹之间的关系进行分析研究，从而提出有效的缓解基础面裂纹出现的措施。现阶段，对于混凝土基础面出现裂纹的现象，学术界在其形成原因和计算方法上存在不同观点，但是预防措施和掌控措施是相同的。在风机组大体积混凝土结构基础实际施工过程中，对基础面裂纹采取有效的掌控措施，已经收到了很好的效果。所以，在以后混凝土结构施工过程中，结合有效预防措施和科学的处理方法，是可以避免风机组大体积混凝土结构基础面裂缝现象发生的。

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