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摘要:在水利水电工程的施工过程中,混凝土裂缝是很常见的病害,裂缝会威胁水利水电工程建筑物的安全,也会引起建筑物其它病害的发生,必须在施工的过程中严加控制消除裂缝,确保水利水电工程建筑物的运行安全。本文主要对水利水电工程混凝土施工裂缝问题进行了分析探讨。
关键词:水利水电;混凝土;施工裂缝;有效措施
中图分类号: TV 文献标识码: A
引言
在水利工程中混凝土施工是实现工程结构稳定、工程受力均匀、工程运行衔接的重要途径。混凝土作为水利工程施工基本材料,其设计与施工贯穿工程建设全过程。混凝土裂缝产生会直接影响到工程的结构的稳定,因此水利工程要求严格控制混凝土的质量,以保证水利工程结构的稳定。但是在工程实际应用中常出现一些问题影响混凝土质量,进而造成极大的工程危害。
一、混凝土裂缝的危害
在水利水电工程中,混凝土裂缝的主要危害是对建筑物形成水渗漏现象,混凝土裂缝在水压力的作用下,裂缝逐渐变宽,水渗透到混凝土内部,因为水解将破坏混凝土,使建筑物遭到严重的损坏。因为水利水电工程中的建筑物大多在潮湿的工况下,裂缝会逐步降低建筑物混凝土的强度,混凝土中的钢筋因为腐蚀损坏,抗拉能力显著下降,严重地威胁水利水电建筑物的结构稳定,必须加以治理。
二、混凝土裂缝分类及产生原因
水利工程混凝土裂缝根据不同的裂缝影响因素主要分为沉陷裂缝、温度裂缝、干缩裂缝、塑性收缩裂缝四种,每种混凝土裂缝产生的外部影响因素各有不同,要进行混凝土裂缝有效防控需充分了解混凝土裂缝产生的外部影响因素,进而从影响因素出发进行防控。
1、工程沉陷裂缝
一般情况下,水利工程施工或使用过程中会因为水利工程地基地质不稳定、土质疏松、工程地基填充不均匀而产生地基下陷,而不同层次、程度的地基沉降会影响混凝土受力不均匀而产生裂缝。此外,水利工程基础承载力不达标也会造成混凝土基础下沉产生混凝土裂缝。这类混凝土裂缝被统称为沉陷裂缝。沉陷混凝土裂缝可以表现为贯穿性裂缝与深进型裂缝两种,裂缝呈现形式主要是因为混凝土沉陷方向造成的,其中裂缝程度比较深的混凝土裂缝还常伴随着不同程度的混凝土错位,而且混凝土下沉幅度越大混凝土裂缝深度与宽度会越大。此外,沉陷裂缝还会随着基板沉降程度的增加而不断发展,有的沉陷裂缝甚至会造成断裂,影响工程的质量。水利工程中的沉陷裂缝在冬季施工的水利工程中常见,原因是冬季水利工程施工中温度过低地质存在冻土层,外部温度升高时冻土层解冻,会有程度不均匀的基板下陷,影响混凝土质量。
2、干缩裂缝
干缩裂缝一般在混凝土养护期结束后的两个星期左右出现。混凝土易受外部条件的影响,若表面水分损失多,则变形较大;内部湿度变化小,则变形较小。较大混凝土的表面干缩变形受到内部约束,产生较大的拉应力,从而产生干缩裂缝。干缩裂缝多为表面性的网状或平行线状浅细裂缝,宽度一般在0.05~0.2mm之间,在较薄的梁板中多沿其短向分布。
3、温度裂缝
混凝土温度裂缝主要是因为混凝土施工环节产生水化热反应,而混凝土养护措施不及时到位而产生。一般而言,水利工程施工建设中会有大体积混凝土施工,大体积混凝土施工要点比较繁杂,尤其是混凝土裂缝防控要点密集。大体积混凝土施工受混凝土体积影响,在施工前后混凝土体内部都会产生水化热,如水化热排放不及时便会使混凝土温度升高,与土体内部高温不同的是混凝土外部散热快,自然处于自然状态,这样内外部温差的存在是混凝土温度裂缝产生的直接原因。水利工程混凝土温度裂缝也是因为混凝土受温差影响而热胀冷缩不均匀,混凝土内部拉力达到混凝土拉力极限而形成裂缝。此外,水利工程混凝土温度裂缝因为受温度因素影响生成裂缝分布具有不规则性,而且裂缝处理难度较大。
4、塑性收缩裂缝
在水利工程中,在混凝土没有完全凝结时就会发生塑性收缩裂缝。一般在高温多风、天干气热的气候下,更容易出现这种问题。又或者混凝土浇筑结束后,没有为其表面及时覆盖遮阳遮风膜,导致干燥作用强烈。混凝土表面严重脱水,产生裂缝。塑性收缩裂缝最大的特点是两端细长,中间较宽。其长度可达20~30m,宽度约为1~5mm。
三、关于混凝土裂缝渗透有效措施
1、严格控制原材料的质量
在水利水电工程施工材料的选择,一定要严格控制质量,砂料的细度模数要按照工程要求控制在规定的范围内,施工材料的含泥量要在1%范围内,碎石针片状要在10%内,使用低水热化型水泥,严格控制各类原材料的质量,是尽量减少混凝土裂缝产生的根本措施。
2、施工时间的安排
在水利水电工程施工时间的安排上,一定要避开高温、暴雨、大风等恶劣天气,这样的天气更容易引起混凝土裂缝的产生,如一定要在这样的天气下施工,就要采取具体的措施,做好混凝土的保湿措施,避免高温和暴晒。
3、严格控制施工过程
在施工过程中,要严格控制施工过程,振捣法是消除混凝土裂缝产生的有效办法,可以消除钢筋和粗骨料之间的水膜,消除混凝土的收缩量。应用压光的方法可以消除塑性裂缝,可以消除因为水分散失造成的混凝土裂缝现象。
4、优化混凝土的配合比方案
使用减水剂掺入粉煤灰,用水泥泵输送,这样的配合比方案可以有效地减少裂缝的产生。选择合理的粗骨料比例,改善混凝土的和易度,可以大大降低混凝土的温升,减少混凝土的收缩问题,可以很好地控制混凝土裂缝问题。
5、严格控制混凝土内部的温度
在水利水电工程的混凝土施工过程中,要严格控制混凝土的内部温度,在混凝土内部安装电偶测温装置,随时掌握内部的温度变化,将混凝土的内外温差控制在25℃范围内,通过使用加盖农膜和干铺草袋等措施控制混凝土的温度。
6、做好混凝土的养护工作
混凝土的施工方法固然很重要,但是养护工作也十分重要,良好的养护工作可以防止快速水化,温度过快上升等容易引起混凝土产生裂缝的问题,保温和保湿的混凝土养护工作应在14天以上。
7、严格控制混凝土的干缩裂缝
发现混凝土产生干缩裂缝,要使用振捣方法密实混凝土,消除混凝土中的存水,表面压光,将优质粉煤灰掺入混凝土达到降低水灰比的目的,这些措施可以很好地控制混凝土干缩裂缝问题。
四、水利水电工程构筑物已产生裂缝的修补方法
1、表面覆盖法
在细微裂缝表面上涂膜,以提高其防水及耐力为目的的修补方法。分涂覆裂缝部分及全部涂覆两种方法。施工时,首先用钢丝刷将混凝土表面打毛,清理表面附着物,用水冲洗干净后充分干燥,然后用树脂充填混凝土表面气孔,再用修补材料覆盖表面。
2、充填法
对于裂缝宽度大于0.5mm的裂缝,沿裂缝处凿成“U”形或“V”形槽,槽顶宽约10cm,在槽中充填密封材料。充填材料采用水泥砂浆、环氧砂浆、弹性环氧砂浆、聚合物水泥砂浆等。
3、注入法
利用压力注入法或者真空注入法两类方法施工,在处理很深很细的裂缝时使用灌浆法,用真空注入法的原理是真空泵可以使裂缝形成真空狀态,将浆材注入裂缝中,此类方法可以处理各类混凝土表面裂缝。
4、结构加固法
若裂缝影响到混凝土结构的性能时,就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。可以采用加大混凝土结构的截面面积,在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增加支点加固等方法。
结束语
综上所述,混凝土裂缝是水利水电工程施工中常见的现象,由于裂缝的产生对混凝土造成很多病害,严重影响水工建筑物的安全,因此,要在施工过程中严格控制混凝土裂缝的产生,采取有效方法消除裂缝,保证水利水电工程的施工质量。
参考文献
[1]李炳荣,刘晓峰.浅析水利工程施工中混凝土裂缝的防治[J].水利科技与经济,2012(04).
[2]方珍元.试谈水利工程中混凝土裂缝的成因与防治[J].农业科技与信息,2008(12).
[3]刘继磊.浅议水利施工中混凝土裂缝的防治措施[J].珠江水运,2012(04).
关键词:水利水电;混凝土;施工裂缝;有效措施
中图分类号: TV 文献标识码: A
引言
在水利工程中混凝土施工是实现工程结构稳定、工程受力均匀、工程运行衔接的重要途径。混凝土作为水利工程施工基本材料,其设计与施工贯穿工程建设全过程。混凝土裂缝产生会直接影响到工程的结构的稳定,因此水利工程要求严格控制混凝土的质量,以保证水利工程结构的稳定。但是在工程实际应用中常出现一些问题影响混凝土质量,进而造成极大的工程危害。
一、混凝土裂缝的危害
在水利水电工程中,混凝土裂缝的主要危害是对建筑物形成水渗漏现象,混凝土裂缝在水压力的作用下,裂缝逐渐变宽,水渗透到混凝土内部,因为水解将破坏混凝土,使建筑物遭到严重的损坏。因为水利水电工程中的建筑物大多在潮湿的工况下,裂缝会逐步降低建筑物混凝土的强度,混凝土中的钢筋因为腐蚀损坏,抗拉能力显著下降,严重地威胁水利水电建筑物的结构稳定,必须加以治理。
二、混凝土裂缝分类及产生原因
水利工程混凝土裂缝根据不同的裂缝影响因素主要分为沉陷裂缝、温度裂缝、干缩裂缝、塑性收缩裂缝四种,每种混凝土裂缝产生的外部影响因素各有不同,要进行混凝土裂缝有效防控需充分了解混凝土裂缝产生的外部影响因素,进而从影响因素出发进行防控。
1、工程沉陷裂缝
一般情况下,水利工程施工或使用过程中会因为水利工程地基地质不稳定、土质疏松、工程地基填充不均匀而产生地基下陷,而不同层次、程度的地基沉降会影响混凝土受力不均匀而产生裂缝。此外,水利工程基础承载力不达标也会造成混凝土基础下沉产生混凝土裂缝。这类混凝土裂缝被统称为沉陷裂缝。沉陷混凝土裂缝可以表现为贯穿性裂缝与深进型裂缝两种,裂缝呈现形式主要是因为混凝土沉陷方向造成的,其中裂缝程度比较深的混凝土裂缝还常伴随着不同程度的混凝土错位,而且混凝土下沉幅度越大混凝土裂缝深度与宽度会越大。此外,沉陷裂缝还会随着基板沉降程度的增加而不断发展,有的沉陷裂缝甚至会造成断裂,影响工程的质量。水利工程中的沉陷裂缝在冬季施工的水利工程中常见,原因是冬季水利工程施工中温度过低地质存在冻土层,外部温度升高时冻土层解冻,会有程度不均匀的基板下陷,影响混凝土质量。
2、干缩裂缝
干缩裂缝一般在混凝土养护期结束后的两个星期左右出现。混凝土易受外部条件的影响,若表面水分损失多,则变形较大;内部湿度变化小,则变形较小。较大混凝土的表面干缩变形受到内部约束,产生较大的拉应力,从而产生干缩裂缝。干缩裂缝多为表面性的网状或平行线状浅细裂缝,宽度一般在0.05~0.2mm之间,在较薄的梁板中多沿其短向分布。
3、温度裂缝
混凝土温度裂缝主要是因为混凝土施工环节产生水化热反应,而混凝土养护措施不及时到位而产生。一般而言,水利工程施工建设中会有大体积混凝土施工,大体积混凝土施工要点比较繁杂,尤其是混凝土裂缝防控要点密集。大体积混凝土施工受混凝土体积影响,在施工前后混凝土体内部都会产生水化热,如水化热排放不及时便会使混凝土温度升高,与土体内部高温不同的是混凝土外部散热快,自然处于自然状态,这样内外部温差的存在是混凝土温度裂缝产生的直接原因。水利工程混凝土温度裂缝也是因为混凝土受温差影响而热胀冷缩不均匀,混凝土内部拉力达到混凝土拉力极限而形成裂缝。此外,水利工程混凝土温度裂缝因为受温度因素影响生成裂缝分布具有不规则性,而且裂缝处理难度较大。
4、塑性收缩裂缝
在水利工程中,在混凝土没有完全凝结时就会发生塑性收缩裂缝。一般在高温多风、天干气热的气候下,更容易出现这种问题。又或者混凝土浇筑结束后,没有为其表面及时覆盖遮阳遮风膜,导致干燥作用强烈。混凝土表面严重脱水,产生裂缝。塑性收缩裂缝最大的特点是两端细长,中间较宽。其长度可达20~30m,宽度约为1~5mm。
三、关于混凝土裂缝渗透有效措施
1、严格控制原材料的质量
在水利水电工程施工材料的选择,一定要严格控制质量,砂料的细度模数要按照工程要求控制在规定的范围内,施工材料的含泥量要在1%范围内,碎石针片状要在10%内,使用低水热化型水泥,严格控制各类原材料的质量,是尽量减少混凝土裂缝产生的根本措施。
2、施工时间的安排
在水利水电工程施工时间的安排上,一定要避开高温、暴雨、大风等恶劣天气,这样的天气更容易引起混凝土裂缝的产生,如一定要在这样的天气下施工,就要采取具体的措施,做好混凝土的保湿措施,避免高温和暴晒。
3、严格控制施工过程
在施工过程中,要严格控制施工过程,振捣法是消除混凝土裂缝产生的有效办法,可以消除钢筋和粗骨料之间的水膜,消除混凝土的收缩量。应用压光的方法可以消除塑性裂缝,可以消除因为水分散失造成的混凝土裂缝现象。
4、优化混凝土的配合比方案
使用减水剂掺入粉煤灰,用水泥泵输送,这样的配合比方案可以有效地减少裂缝的产生。选择合理的粗骨料比例,改善混凝土的和易度,可以大大降低混凝土的温升,减少混凝土的收缩问题,可以很好地控制混凝土裂缝问题。
5、严格控制混凝土内部的温度
在水利水电工程的混凝土施工过程中,要严格控制混凝土的内部温度,在混凝土内部安装电偶测温装置,随时掌握内部的温度变化,将混凝土的内外温差控制在25℃范围内,通过使用加盖农膜和干铺草袋等措施控制混凝土的温度。
6、做好混凝土的养护工作
混凝土的施工方法固然很重要,但是养护工作也十分重要,良好的养护工作可以防止快速水化,温度过快上升等容易引起混凝土产生裂缝的问题,保温和保湿的混凝土养护工作应在14天以上。
7、严格控制混凝土的干缩裂缝
发现混凝土产生干缩裂缝,要使用振捣方法密实混凝土,消除混凝土中的存水,表面压光,将优质粉煤灰掺入混凝土达到降低水灰比的目的,这些措施可以很好地控制混凝土干缩裂缝问题。
四、水利水电工程构筑物已产生裂缝的修补方法
1、表面覆盖法
在细微裂缝表面上涂膜,以提高其防水及耐力为目的的修补方法。分涂覆裂缝部分及全部涂覆两种方法。施工时,首先用钢丝刷将混凝土表面打毛,清理表面附着物,用水冲洗干净后充分干燥,然后用树脂充填混凝土表面气孔,再用修补材料覆盖表面。
2、充填法
对于裂缝宽度大于0.5mm的裂缝,沿裂缝处凿成“U”形或“V”形槽,槽顶宽约10cm,在槽中充填密封材料。充填材料采用水泥砂浆、环氧砂浆、弹性环氧砂浆、聚合物水泥砂浆等。
3、注入法
利用压力注入法或者真空注入法两类方法施工,在处理很深很细的裂缝时使用灌浆法,用真空注入法的原理是真空泵可以使裂缝形成真空狀态,将浆材注入裂缝中,此类方法可以处理各类混凝土表面裂缝。
4、结构加固法
若裂缝影响到混凝土结构的性能时,就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。可以采用加大混凝土结构的截面面积,在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增加支点加固等方法。
结束语
综上所述,混凝土裂缝是水利水电工程施工中常见的现象,由于裂缝的产生对混凝土造成很多病害,严重影响水工建筑物的安全,因此,要在施工过程中严格控制混凝土裂缝的产生,采取有效方法消除裂缝,保证水利水电工程的施工质量。
参考文献
[1]李炳荣,刘晓峰.浅析水利工程施工中混凝土裂缝的防治[J].水利科技与经济,2012(04).
[2]方珍元.试谈水利工程中混凝土裂缝的成因与防治[J].农业科技与信息,2008(12).
[3]刘继磊.浅议水利施工中混凝土裂缝的防治措施[J].珠江水运,2012(04).