水利工程施工混凝土裂缝产生原因及控制技术探讨

水利工程施工混凝土裂缝产生原因及控制技术探讨

泗洪县水利工程处江苏宿迁223900

摘要:砼裂缝直接影响着水利工程的外观和耐久性,应给予高度重视。本文分析了水利施工中砼裂缝产生的原因,并从多个角度提出了系统的防治措施,以供参考。水利工程施工中,混凝土开裂会使混凝土内部的钢筋材料产生腐蚀,降低钢筋砼结构的承载力、耐久性和使用寿命,甚至会威胁着人们的生命和财产安全。因此,在水利工程中,应对混凝土的裂缝产生原因进行仔细分析,并在施工中采取有针对性的措施来预防裂缝的出现和发展,保证建筑物的使用安全。

关键词:水利工程;混凝土;裂缝;施工

1水利施工中砼裂缝产生的原因

1.1塑性收缩裂缝

混凝土在凝固的过程中,会逐渐散热和蒸发,这是引起混凝土体积收缩的主要原因,尤其是一些大体积的混凝土。如果混凝土在收缩时受到外界环境的约束,就会自然的形成收缩应力,当这种应力超出当时混凝土极限抗拉强度时,混凝土就会产生裂缝。裂缝是混凝土建筑物最常见的病害之一。裂缝是材料的不连续现象,属于物理性病害,是水工混凝土耐久性的首要影响因素。裂缝的出现,多数在施工期就存在,有的虽然在施工期以后,也多在运行初期5~10年以内,不是由于运行期长工程老化问题,而是早期的问题。裂缝的存在直接导致混凝土抗拉性能的降低,裂缝也会引导有害物质进入混凝土内部,造成钢筋锈蚀,甚至混凝土结构破坏。对于水库蓄水发电和灌溉来说,挡水混凝土结构的裂缝会直接引起渗漏,如果渗漏量达到一定程度,就直接危及工程的蓄水能力;对于混凝土重力坝来说,如果裂缝达到一定贯穿深度和宽度,会引起坝体扬压力的急剧增长,削弱坝体的抗滑能力,对结构抗震非常不利、甚至会对整个坝滑能力,对结构抗震非常不利,甚至会对整个坝体的结构稳定和安全造成威胁。

1.2温差裂缝

温差裂缝是由于混凝土内部和外部之间产生温差所引起的,温差产生的原因是水泥水化热引起的混凝土内部和混凝土表面的温差过大。在温度正负交替过程中,混凝土微孔中的水成为结冰或过冷的水,体积膨胀产生冻胀压力,过冷的水迁移产生渗透压力,当两者的附加作用力超过混凝土的抗拉强度时,混凝土就遭受破坏。温差裂缝主要有三种情况:(1)水工混凝土在施工初期,产生大量的水化热,内外的温差使其产生裂缝;(2)混凝土拆模前后,混凝土表面的温度会急速下降,裂缝产生;(3)由于混凝土内部温度到达极限,但是热量散发慢,而产生温差裂缝。施工中的大体积混凝土,主要是由于温差产生裂缝,诸如水工大坝、分洪闸、拦河坝等体积水工混凝土更易发生此类裂缝。

1.3安定性裂缝

安定性裂缝主要是龟裂,通常是因为混凝土的质量不合格引起的。另外,钢筋因为外界的腐蚀也会引起混凝土裂缝。

2水工建筑工程混凝土施工裂缝产生的原因

2.1混凝土内外温差过大

为了提高水工建筑工程的稳定性和韧性,需要向水工建筑工程里面加入混凝土。但是,在向水工建筑工程浇灌混凝土和混凝土浇灌完成之后,混凝土会发生一系列的化学反应,使得水工建筑工程内部结构温度上升。水工建筑工程和外界温度差异过大会导致混凝土产生力的作用,从而导致混凝土内部无法形成一个统一的整体。现阶段,在水工建筑工程中使用的混凝土钢筋质量严重短缺,从而导致内部产生的拉应力全部由混凝土结构承担,不利于水工建筑工程的质量提高。

2.2混凝土收缩

由于在浇灌混凝土的过程使用的都是混合好的混凝土,含有的水分较多。在光照和风的作用下,水工建筑工程中混凝土的水分减少,从而体积收缩,产生形变。但是,由于混凝土本身还有钢筋结构,所以在钢筋的支持下,有一部分混凝土形状不会发生变化。这就导致混凝土拉应力进一步变大,如果超过最大承载力,将会产生温度裂缝。

2.3温度突变

使用混凝土完成水工建筑工程浇灌后,由于光照的影响,使得水工建筑工程的侧面接受的关照面积明显多于其他地方。高强度和大面积的光照导致水工建筑工程内部混凝土的温度急剧上升。水工建筑工程表面的混凝土温度升高,但是内部却变化非常微小,出现温度差,产生拉应力。当然,有时候外界气温骤降,例如大雨过后,导致水工建筑工程表面的混凝土温度下降,水工建筑工程内部温度变化不大,也会产生内应力。久而久之,就会出现温度裂缝。

3水工建筑工程混凝土防裂控制措施

3.1设计优化

所以,在进行水工建筑工程设计时,应当充分的考虑当地气候条件,还要加强对水工建筑工程混凝土薄弱位置进行修复和巩固,避免由于温度差的造成混凝土产生内部应变力,从而影响水工建筑工程的整体机构。与此同时,对于钢筋的选取要进行一定的注意,要选取保护层厚度较小的,这样不会因为保护层厚而出现温度裂缝的现象;除此之外,设置后浇带和伸缩缝的方法对大体积的混凝土进行小的分割,同时还可以设计合理的结构与形状,以此对混凝土的散热面积进行扩大,从而避免其内部温度的升高过快,从而减少应力的集中情况并防止温度裂缝的产生;同时在设计中还应尽量采用二次浇注的方法来进行混凝土的施工,并在二次浇注时加没聚丙烯纤维网或者钢筋网来提高混凝土的抗拉能力。

3.2材料控制

混凝土水化热的大量释放是导致混凝土产生温度裂缝的主要原因,所以混凝土显然应当尽量选择水化热较低的水泥,并通过掺加粉煤灰等掺合料的方式来尽量减少水泥的用量。另外还可以通过掺加外加剂的方式来提高混凝土的和易性,降低水灰比,以及相应地增大同龄期混凝土的抗拉能力。

3.3施工控制

改变混凝土成分配比,在十硬性混凝土中掺入塑化剂或者引气剂,降低水泥使用量;混凝土搅拌过程中,进行冷处理,降低其浇筑温度;高温天气浇筑混凝土,需要减少浇筑厚度,确保浇筑厚度在500mm以下,有助于散热;膨胀剂的品种和掺入量的选择需要通过试验验证,最后挑选最佳配置;第二层混凝土浇筑尽量在第一层混凝土初凝之前进行;根据水工建筑混凝土浇筑面积大小,将一些数量的温度测量装置安装在混凝土上中下部,定时测量和记录相关数据,一般来说,混凝土浇筑的第1-4天,每次测量时间间隔为2小时,第5-7天,测量时间间隔为4小时,第8-15天,测量时间间隔为一天,尽量将混凝土内外温差保持在25℃以下,一旦出现温差过大,需要借助专业的养护手段来缩小内外温差。

4结束语

混凝土裂缝问题一直严重困扰着混凝土的施工质量,裂缝产生的原因是多方面的,要预防和避免混凝土施工裂缝的发生,就必须结合工程现状,客观、认真地分析施工环境和施工条件,综合考虑多方面因素,加强施工过程各环节的质量控制,在混凝土生产及施工过程中有针对性地采取有效的技术措施控制裂缝的产生及程度,确保混凝土的施工质量,使建筑物具有良好的耐久性和结构稳定性。总之,通过各种有效的预防措施,混凝土的施工裂缝是完全可以控制和避免的。

参考文献

[1]肖春.混凝土裂缝抑制措施的研究进展[J].江西建材,2014(01).

[2]周扬,刘鸿福.现浇混凝土早期裂缝防治措施探讨[J].经营管理者,2014(09).

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