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摘要:水利工程是关系到国计民生的重大工程,为了保证水利工程水利枢纽作用的发挥,必须要切实提高其质量水平。对水工建筑物来说,混凝土施工是一项极为主要的工序,一旦发生砼裂缝,将会直接影响水工建筑物的抗渗漏能力,会使得其所用的材料发生锈蚀,会直接降低其耐久性,最终会让水工建筑物的承载能力降低,严重影响建筑物的安全。为了尽可能地避免砼裂缝的出现,必须要对其原因进行深入分析,从源头入手,加大预防,提高水工建筑物的安全性,延长其使用寿命。本文主要分析了形成砼裂缝的原因,并提出了具体的防治措施。
关键词:水利施工;砼裂缝;原因;防治措施
一、砼结构的特点
砼结构具有其他材料结构所不具备的优点,其整体性好,可以浇筑成一个整体,同时,其可塑性好,可以根据建设需要浇筑成形态和尺度各异的结构。粗此之外,其还具有较强的耐火性。相比较其他结构,混凝土结构的整体造价要低,维护费用也比较经济。正是因为混凝土的这一优点,其被广泛地应用在水工建筑、工民建建筑等领域。
当然,砼结构也存在一些明显的缺点。比如其施工工序相对复杂,而且极容易受季节和气候的影响,新旧混凝土之间的连接性较差。除此之外,混凝土结构最明显的缺点是抗拉强度低,如果施工中控制不到位,很容易出现结构裂缝。
二、砼结构裂缝产生的原因及类型
(一)砼结构本身材料导致其裂缝。砼结构是由水泥浆、粗细骨料等组成的多相材料,砼结构本身组织材料的复杂性决定了其先天存在缺陷,会出现微裂缝。这些微裂缝的产生是由材料的作用形成的。首先,砼本身泌水作用。在砼结构施工时,如果不注重振捣工作,就会造成振捣不密实,内部水分会收到一些粗骨料的阻滞而无法溢出,这样一来,这些水就会聚集在骨料周围形成水囊。在砼结构干燥之后,就会形成深部的微裂缝。其次,水泥浆的收缩作用造成砼裂缝。水泥浆硬化过程中,水分会蒸发,在这种蒸发作用下砼会产生塑性收缩,而其在收缩过程中由于收到粗骨料的阻滞,就会产生微裂缝。再次,当砼结构在空气中硬化时,其中的水分会蒸发,从而会让水泥石中的凝胶体干燥收缩,使得砼结构表现出现干缩裂缝。
(二)收缩作用造成的裂缝。砼结构建设中会逐渐凝固,在其凝固的过程中,会散热,结构中的水分也会蒸发,这样一来就会使得砼结构的体积收缩。同时,在收缩过程中,砼结构的表面与内部的干缩相比,前者会快于后者,在这种不均匀的作用下,砼结构会处于受拉状态。由于其本身的抗拉强度较弱,加之硬化作用的影响,当其拉力大于砼结构的抗拉强度时,砼结构就会开裂。
(三)温度差造成的砼裂缝。砼结构也会产生热胀冷缩,在其凝结阶段,其会散热,产生水化热,砼的温度也会相应升高,而一旦凝结作用结束,温度就会降低,这时砼结构就会收缩。一旦这种收缩达到一定的极限程度,比如砼结构内外温差较大,气温骤降时,其内部就会急剧膨胀,结构就会发生变形,就会开裂出现裂缝。特别是对水工建筑物来说,极容易受温差的影响,产生温差裂缝的可能性更大。
(四)约束作用下的砼结构裂缝。砼结构极容易收到外界约束作用的影响,比如当其表面收缩过程中收到内部的约束时,就会产生裂缝。比如当砼结构墙体较长而且没有设置相应的收缩缝时,砼的收缩也会受到约束产生裂缝。
三、水利施工中砼裂缝的防治策略
(一)充分考虑砼裂缝的可能性,进行科学设计。通过上述分析我们可以看出,砼裂缝的出现除了和自身组织材料相关之外,和设计的不合理及疏忽也有关系。因此,在砼结构设计时,必须要考虑到产生裂缝的诸多因素,对于能从设计环节进行改善控制的裂缝,要进行有针对性的设计。比如针对砼结构在约束作用下会产生裂缝的现象,可以在满足结构要求的基础上,在适当的间距预留胀缩缝或者施工缝。同时为了避免砼结构构建对其收缩的约束作用,要充分考虑砼结构的截面形状。特别是对尺寸变化较大的洞口,要特别注意采取措施防止应力集中。
(二)采用合理的水灰比,控制水泥用量,预防裂缝。实践证明,砼结构的水灰比与其收缩率之间关系密切,水灰比越大,收缩率也会随之增大,会增加开裂的可能性。这是因为,当水灰比过大时,水泥浆就会变稀,当其硬化之后,砼结构所含的凝胶体就会增多,在凝胶体干燥收缩时就会产生收缩裂缝。因此,要合理的控制水灰比,要减少用水量,这样一来就可以有效地预防收缩裂缝。同时,干缩裂缝的产生还与砼结构的水泥用量有直接的关系。如果水灰比合理,但是所使用水泥含量过高,砼结构的干缩率也会变大,也会产生干收缩裂缝。通过这两点分析,我们可以得出这样一个结论,即水利工程中砼结构施工时的用水量和水泥量都与其收缩裂缝有直接的关系,要想有效控制收缩裂缝,就要坚持双管齐下,同时减少用水量和水泥用量,这样可以改善砼结构的干缩率,达到降低干缩率的效果,能够显著提高砼的抗裂性。
(三)考虑温度因素的影响,采取相应对策。针对砼结构温差裂缝的产生,可以针对不同的气候和温度因素,采取预防措施。比如在夏季高温天气施工时,为防止温度过高,可以采取对砼结构所用砂石料进行遮阳降温或者淋水的方法,这样以来就可以降低砂石料进入搅拌机的温度,可以达到降温目的。而在冬季施工时,可以对砼结构进行覆盖保护,当其强度达到一定程度时,再取走覆盖物,以此来达到保温目的,避免温度急剧下降产生裂缝。
(四)加强对砼结构的后期养护。科学的养护也能起到预防砼裂缝的目的。在水利施工中,当砼结构施工完成后,一般会进行拆模,此时,要在砼结构上覆盖上草帘,并浇水,以此来达到砼结构的保湿目的。这样就可以预防初期凝固时收缩裂缝的出现,就可以保障整体砼结构的承载力。此外,水利施工中,钢筋砼结构裂缝还与所使用钢筋的腐蚀有关。因此,必须要充分保证砼结构的密实度,避免空气进入让钢筋在氧化作用下发生腐蚀。也可以在后期养护中,在砼表面喷涂一些防腐层,比如沥青和环氧树脂等。还可以选择一些防腐效果较好的、具有较强抗腐蚀能力的钢筋材料。通过以上养护措施可以达到较好的裂缝防治目的。
结语:在水利施工中,砼裂缝的产生危害极大,除了会影响水工建筑物的承载力和耐久性之外,还会缩短其使用寿命,严重时,会引发坍塌事故,会给人民群众的生命财产安全构成严重威胁。因此,必须要加大砼裂缝的防治,提高水利工程的安全性。
参考文献:
[1]李红.水工建筑物混凝土损坏及防治[J].安徽水利水电职业技术学院学报.2009(01)
[2]赵钧.水利工程中混凝土裂缝的成因与防治[J].中国水运(下半月).2009(05)
[3]吴嘉强.水利施工中混凝土裂缝的防治探讨[J].中国城市经济.2011(11)
关键词:水利施工;砼裂缝;原因;防治措施
一、砼结构的特点
砼结构具有其他材料结构所不具备的优点,其整体性好,可以浇筑成一个整体,同时,其可塑性好,可以根据建设需要浇筑成形态和尺度各异的结构。粗此之外,其还具有较强的耐火性。相比较其他结构,混凝土结构的整体造价要低,维护费用也比较经济。正是因为混凝土的这一优点,其被广泛地应用在水工建筑、工民建建筑等领域。
当然,砼结构也存在一些明显的缺点。比如其施工工序相对复杂,而且极容易受季节和气候的影响,新旧混凝土之间的连接性较差。除此之外,混凝土结构最明显的缺点是抗拉强度低,如果施工中控制不到位,很容易出现结构裂缝。
二、砼结构裂缝产生的原因及类型
(一)砼结构本身材料导致其裂缝。砼结构是由水泥浆、粗细骨料等组成的多相材料,砼结构本身组织材料的复杂性决定了其先天存在缺陷,会出现微裂缝。这些微裂缝的产生是由材料的作用形成的。首先,砼本身泌水作用。在砼结构施工时,如果不注重振捣工作,就会造成振捣不密实,内部水分会收到一些粗骨料的阻滞而无法溢出,这样一来,这些水就会聚集在骨料周围形成水囊。在砼结构干燥之后,就会形成深部的微裂缝。其次,水泥浆的收缩作用造成砼裂缝。水泥浆硬化过程中,水分会蒸发,在这种蒸发作用下砼会产生塑性收缩,而其在收缩过程中由于收到粗骨料的阻滞,就会产生微裂缝。再次,当砼结构在空气中硬化时,其中的水分会蒸发,从而会让水泥石中的凝胶体干燥收缩,使得砼结构表现出现干缩裂缝。
(二)收缩作用造成的裂缝。砼结构建设中会逐渐凝固,在其凝固的过程中,会散热,结构中的水分也会蒸发,这样一来就会使得砼结构的体积收缩。同时,在收缩过程中,砼结构的表面与内部的干缩相比,前者会快于后者,在这种不均匀的作用下,砼结构会处于受拉状态。由于其本身的抗拉强度较弱,加之硬化作用的影响,当其拉力大于砼结构的抗拉强度时,砼结构就会开裂。
(三)温度差造成的砼裂缝。砼结构也会产生热胀冷缩,在其凝结阶段,其会散热,产生水化热,砼的温度也会相应升高,而一旦凝结作用结束,温度就会降低,这时砼结构就会收缩。一旦这种收缩达到一定的极限程度,比如砼结构内外温差较大,气温骤降时,其内部就会急剧膨胀,结构就会发生变形,就会开裂出现裂缝。特别是对水工建筑物来说,极容易受温差的影响,产生温差裂缝的可能性更大。
(四)约束作用下的砼结构裂缝。砼结构极容易收到外界约束作用的影响,比如当其表面收缩过程中收到内部的约束时,就会产生裂缝。比如当砼结构墙体较长而且没有设置相应的收缩缝时,砼的收缩也会受到约束产生裂缝。
三、水利施工中砼裂缝的防治策略
(一)充分考虑砼裂缝的可能性,进行科学设计。通过上述分析我们可以看出,砼裂缝的出现除了和自身组织材料相关之外,和设计的不合理及疏忽也有关系。因此,在砼结构设计时,必须要考虑到产生裂缝的诸多因素,对于能从设计环节进行改善控制的裂缝,要进行有针对性的设计。比如针对砼结构在约束作用下会产生裂缝的现象,可以在满足结构要求的基础上,在适当的间距预留胀缩缝或者施工缝。同时为了避免砼结构构建对其收缩的约束作用,要充分考虑砼结构的截面形状。特别是对尺寸变化较大的洞口,要特别注意采取措施防止应力集中。
(二)采用合理的水灰比,控制水泥用量,预防裂缝。实践证明,砼结构的水灰比与其收缩率之间关系密切,水灰比越大,收缩率也会随之增大,会增加开裂的可能性。这是因为,当水灰比过大时,水泥浆就会变稀,当其硬化之后,砼结构所含的凝胶体就会增多,在凝胶体干燥收缩时就会产生收缩裂缝。因此,要合理的控制水灰比,要减少用水量,这样一来就可以有效地预防收缩裂缝。同时,干缩裂缝的产生还与砼结构的水泥用量有直接的关系。如果水灰比合理,但是所使用水泥含量过高,砼结构的干缩率也会变大,也会产生干收缩裂缝。通过这两点分析,我们可以得出这样一个结论,即水利工程中砼结构施工时的用水量和水泥量都与其收缩裂缝有直接的关系,要想有效控制收缩裂缝,就要坚持双管齐下,同时减少用水量和水泥用量,这样可以改善砼结构的干缩率,达到降低干缩率的效果,能够显著提高砼的抗裂性。
(三)考虑温度因素的影响,采取相应对策。针对砼结构温差裂缝的产生,可以针对不同的气候和温度因素,采取预防措施。比如在夏季高温天气施工时,为防止温度过高,可以采取对砼结构所用砂石料进行遮阳降温或者淋水的方法,这样以来就可以降低砂石料进入搅拌机的温度,可以达到降温目的。而在冬季施工时,可以对砼结构进行覆盖保护,当其强度达到一定程度时,再取走覆盖物,以此来达到保温目的,避免温度急剧下降产生裂缝。
(四)加强对砼结构的后期养护。科学的养护也能起到预防砼裂缝的目的。在水利施工中,当砼结构施工完成后,一般会进行拆模,此时,要在砼结构上覆盖上草帘,并浇水,以此来达到砼结构的保湿目的。这样就可以预防初期凝固时收缩裂缝的出现,就可以保障整体砼结构的承载力。此外,水利施工中,钢筋砼结构裂缝还与所使用钢筋的腐蚀有关。因此,必须要充分保证砼结构的密实度,避免空气进入让钢筋在氧化作用下发生腐蚀。也可以在后期养护中,在砼表面喷涂一些防腐层,比如沥青和环氧树脂等。还可以选择一些防腐效果较好的、具有较强抗腐蚀能力的钢筋材料。通过以上养护措施可以达到较好的裂缝防治目的。
结语:在水利施工中,砼裂缝的产生危害极大,除了会影响水工建筑物的承载力和耐久性之外,还会缩短其使用寿命,严重时,会引发坍塌事故,会给人民群众的生命财产安全构成严重威胁。因此,必须要加大砼裂缝的防治,提高水利工程的安全性。
参考文献:
[1]李红.水工建筑物混凝土损坏及防治[J].安徽水利水电职业技术学院学报.2009(01)
[2]赵钧.水利工程中混凝土裂缝的成因与防治[J].中国水运(下半月).2009(05)
[3]吴嘉强.水利施工中混凝土裂缝的防治探讨[J].中国城市经济.2011(11)