某隧道衬砌混凝土抗裂性的试验分析2800字

某隧道衬砌混凝土抗裂性的试验分析摘要：由于我国山区面积较大，我国交通事业的发展使隧道工程在各种交通工程建设中所占的比重也越来越大，在隧道工程施工中混凝土的抗裂性对于隧道工程的质量有着重要的影响，文章通过实验对混凝土的抗裂性进行了研究，从中找出了影响混凝土抗裂性的关键性因素，并且通过对混凝土配合比的适当调整，使混凝土的抗裂性达到了工程施工的要求。关键词：隧道衬砌；实验；混凝土的抗裂性一、前言导致混凝土长生裂缝的原因很多，既有环境的因素、也有施工工艺的因素还有混凝土所使用的材料因素，这些因素都会导致混凝土的抗裂性受到影响。现以某隧道的施工建设为例，对混凝土的抗裂性进行研究。某隧道修建在地质条件复杂自然环境非常恶劣的地区，在施工过程中隧道初砌的混凝土严重开裂，致使隧道的结构不符合施工工程的要求，严重的影响了施工质量，因此要从施工材料与工艺方面着手对混凝土的施工工艺、配合比、原材料进行认真研究，直到找到合适的方法，提高混凝土的抗裂性，使隧道初砌工程的施工质量得到有效保证。从原材料的使用来看，如果使用的原材料不合适也会影响混凝土的抗裂性，如砂石的材料、矿物掺合料的品种、水泥的品种以及外加材料的品种等；原材料的配合比要适当，如果原材料的粉煤灰掺量、砂率以及水胶比的配比不科学也会对使混凝土的抗裂性产生不良的影响。因此为了提高混凝土的抗裂性要对施工中使用的拌和材料以及混凝土进行试验，然后把实验的结果应用到工程施工中进行检验，使其在利用科学的的施工工艺条件下，加上对自身的合理改进，使混凝土的抗裂性得到有效的提高。二、试验方法以及内容（一）试验方法为了获得准确的实验数据，试验中使用的是圆环限制混凝土收缩开裂的实验方法，在实验前要通过查阅相关的资料为实验做好充足的准备，在实验中要采用外直径为三百七十五毫米、内直径为三百零五毫米的钢圈作为实验装置，然后把混凝土环放置在相对湿度为百分之六十，温度为二十摄氏度的环境下进行测试，对在这一环境下混凝土裂缝产生的宽度、数量以及混凝土裂缝产生的时间进行详细的记录。（二）实验内容试验主要通过以下三个步骤进行：1、确定实验用的混凝土，利用隧道进出口所使用的不同配合比的混凝土1#、2#、3#、4#进行试验。2、选用外加剂W-1以及W-2由于外加剂可以提高混凝土的抗裂、泵送以及防腐能力所以要通过实验筛选出合适的外加剂。3、设计出三种比重为百分之十五、百分之二十五、百分之三十五的粉煤灰掺量；水胶比分别为0.51、0.46、0.41的三种不同的水胶比；砂率为百分之四十、百分之三十六以及百分之三十二的三种不同砂率。这些材料要与施工现场所使用的黄杨镇山砂、金强河沙、上一环节筛选出的外加剂W-1，W-2以及施工现场所使用的寿鹿山水泥、金昌丝路水泥、祁连山水泥，还有粉煤灰混合在一起，形成不同类别的混凝土，然后利用实验对这些混凝土的生裂缝产生的时间、数量以及宽度情况进行详细的了解。三、实验结果分析（一）通过开裂实验获得的结果见表1（二）实验结果分析通过两种水泥掺外加剂W-2与三种水泥掺外加剂W-1所组成的混凝土进行开裂实验的结果都显示出一个共同的特点：就是使用祁连山水泥配制的混凝土开裂的几率大于其他类型水泥所配置的混凝土。祁连山水泥的特点是早期强度高，而且需水量大，这导致由其构成的混凝土的干缩受到影响。实验结果表明：在合理的施工工艺下，减少混凝土中的拌合水有利于降低混凝土干缩裂缝的发生几率。利用不同品种的砂进行混凝土开裂实验的结果表明由含泥量少、颗粒粗的河沙为骨料的混凝土发生开裂的比例小于其他种类砂，因为河砂的弹性模量高所以可以有效降低混凝土的收缩，进而起到提高混凝土的抗裂性作用。实验还发现不同品种的砂对混凝土干缩开裂地影响也不一样，影响最大的是河砂，其次为海砂，最小的为山砂。而且含泥量越大混凝土的干缩开裂现象越严重，所以应尽量降低砂的含泥量。实验还发现砂率越大，混凝土的初裂时间越短，裂缝的宽度也越大而。造成这一现象的原因是在骨料体积含量一样的时候，砂率与混凝土的持水能力是成正比的，与泌水速率成反比，受这种情况影响，在砂率增大的情况下非常容易发生塑性收缩裂缝。那是不是降低砂率就可以避免问题发生呢？实践证明这种做法是错误的，如果砂率过小就会就会降低混凝土的和易性，导致施工难度增加。通过对掺外加剂W-2、与掺外加剂W-1的混凝土进行抗开裂实验，人们发现外加剂W-1抗开裂的性能要低于外加剂W-2，所以使用掺W-2外加剂的混凝土有利于降低混凝土的干缩开裂。再用水量不变的情况在，增大水胶比会延长混凝土的初裂时间，裂缝的宽度也比较小，反之则会加速开裂产生的速度。以上结果表明在水泥用量保持一定的情况下，增大混凝土中的水胶比，增大混凝土的累计泌水量，从而有效降低塑性收缩的发生率，使混凝土的抗裂性得到提高。通过实验表明当胶结材料在四百千克每立方米以内的情况下，用部分粉煤灰代替水泥的方法可以提高混凝土的抗裂性能，但是需要注意的是粉煤灰的替代率达到百分之二十五至百分之三十五之间的时候，混凝土的抗裂性能就会趋于稳定不会继续提升了。四、实验结论通过以上实验结果的分析，某隧道初砌混凝土施工中，混凝土的配比应遵循以下原则：外加剂应该采用能够有效改善混凝土的抗裂性、粘聚性，而且减水率较大的品种；在骨料的选取方面应注意石子要使用连续级配的碎石；砂子最好使用中砂，而且砂子的级配要合格，含泥量要少；水泥选择使用普通的硅酸盐水泥即可。在对实验结果进行分析的基础上研究人员根据隧道施工现场的实际情况设计了科学合理的混凝土配合比，然后对这个混凝土配合比又进行了一次圆环限制混凝土收缩开裂实验，并对实验结果进行了详细的记录，取得了关键性的实验数据，最终实验结果见表2通过对以上表格、数据的直观分析与对比我们可以看出在实验的基础上，按照科研人员重新调整的混凝土配合比进行的混凝土试验在14天后无论是裂缝的数量、初裂的时间、还是裂缝的宽度都得到了有效的控制，这说明通过实验我们对混凝土抗裂性原因的分析是正确的，自此基础上采取的应对措施是有效的，通过实验与分析我们从材料选择与配合比方面找到了提高混凝土抗裂性的有效办法。五、结束语隧道初砌混凝土施工中产生的裂缝对隧道结构产生的不良影响不仅仅是影响隧道美观的问题，还为隧道工程的今后的施工与运营埋下了安全方面的隐患，为了提高隧道施工的质量，清除安全风险应采取有效的技术手段降低裂缝的宽度与数量，对裂缝实行有效的控制，提高隧道的抗渗性与耐久性，增加索道使用的安全性，避免危险遇意外的发生。参考文献：[1]徐照荣;;影响混凝土中外加剂与水泥的适应性的主要因素及其他[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2006,12[2]张兴;现浇混凝土非结构性裂缝的产生机理和施工控制技术[J];贵州大学学报(自然科学版);2004,9[3]李欢欢;胡青莲;冯圣清;;东海大桥高性能海工混凝土抗裂性控制技术研究[A];2011[4]黄绪泉,吴少鹏,王家主,现场预制公路40m箱梁微裂缝原因分析及预防措施[J];国外建材科技;2005,7[5]李明;;浅析钢筋混凝土现浇楼板裂缝产生原因及防治措施[A];浙江省铁道学会2006年学术交流会论文集[C];2006