论文部分内容阅读
【摘要】：混凝土的裂缝不仅仅影响了工程的美观，若裂缝发展到一定程度，还会对工程带来安全隐患，特别是对于水利工程来说，混凝土裂缝的存在，对水利工程的防渗处理带来了不良的影响。本文以下内容将对水利工程混凝土施工裂缝的成因进行简要分析，并提出了相应的解决措施，以供大家参考学习之用。
【关键词】：水利工程；混凝土裂缝；安全隐患；防渗处理；解决措施
Abstract: This paper provide a brief analysis for the causes of hydraulic engineering concrete construction cracks, and the corresponding solutions for reference study purposes.Key words: hydraulic; concrete cracks; security risks; seepage control; solutions
中图分类号：F407.9 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）
1、前言
改革开放以来，随着经济的不断发展和科学技术的不断进步，以及我国对能源需求的不断增加，水利工程设施迎来了建设的高潮，不但为我们提供了工农业生产所需要的电能，而且在一定程度上缓解了生产生活用水的时间和空间上面分部的不均匀。尽管我国在水利工程建设中积累了丰富的经验，但是由于种种原因，混凝土裂缝在水利工程中一直存在，极大的降低了水利工程的防渗混凝土的防渗能力，甚至为整个工程的安全埋下了隐患。本文以下内容将对水利工程混凝土施工裂缝的成因进行简要分析，并提出了相应的解决措施，以供大家参考学习之用。
2、水利工程混凝土施工裂缝产生的原因及预防措施
根据作者多年的施工经验，认为水利工程混凝土施工裂缝的成因和预防措施主要有如下几个方面：第一，沉陷裂缝，沉陷裂缝的产生原因是由于结构地基土质不均、松软或浸水或回填土不实而造成不均匀沉降所致, 或者因为模板刚度不足、模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致, 特别是在冬季,模板支撑在冻土上, 冻土化冻后产生不均匀沉降致使混凝土结构产生裂缝, 其走向与沉陷情况有关, 一般与地面垂直方向发展, 较大的沉陷裂缝往往有一定的错位, 裂缝宽度往往与沉陷量成正比关系, 裂缝宽度受温度变化的影响较小, 地基变形稳定之后, 沉陷裂缝也基本趋于稳定。主要预防措施：在冻土上搭设模板时要注意采取一定的预防措施；模板拆除时间不能太早且要注意拆换的先后顺序；保证模板有足够的强度和刚度, 且支撑牢固, 并使地基受力均匀；防止混凝土浇筑过程中地基被水浸泡；对松软土填土地基在上部结构施工前应进行必要的夯实和加固。第二，碱-骨科化学反应引起的裂缝，此种裂缝产生的主要原因是：碱-骨科反应是指混凝土孔隙中水的碱性溶液与活性骨科化学反应，生成硅酸凝胶，碱硅胶温水后可产生膨胀，使混凝土胀裂，开时在混凝土表面形成不规则的细小裂缝，然后由表及里地展，裂缝中充满了白色深沉。防止这种裂缝产生的措施：碱-骨科化反应对结构件的耐久性影响极大，为了控制碱-骨科的化反应速度应选择优质骨科和低含碱量水泥，并提高混凝土密实度和采用较低的水灰比。第三，混凝土收缩引起的裂缝，主要原因是：在筋率较高的构件中，由于钢筋对周围混凝土的约束作用强，混凝土的收缩也会受到钢筋的限制而产生拉应力，引构件局部裂缝；新老混凝土界面容易产生收缩裂缝；混凝土在空气中结硬时，体积要缩小，产生收变形，当受到约束时，就可能导致裂缝的产生。防止这种裂缝产生的主要措施为：严格控制混凝土搅拌时间和施工中的配合比, 混凝土的用水量绝对不能大于配合比设计所给定的用水量, 用水量误差控制在规范允许的范围之内；混凝土的干缩受水灰比的影响较大, 水灰比越大干缩越大, 因此在混凝土配合比设计中应尽量控制好水灰比大小,同时掺加合适的减水剂；选用干缩较小的水泥, 如用中低热水泥和粉煤灰水泥,在保证混凝土强度等级的前提下, 降低水泥的用量；加强混凝土的早期养护, 并适当延长混凝土的养护时间, 保持混凝土表面经常湿润, 既保温又保湿；另外，还可以采用在混凝土结构中设置合适的收缩缝的方法。第四，温度变化引起的裂缝，裂缝的成因：由于混凝土在硬化过程中，水泥和水起化学反应，产生大量的水化热引起混凝土的温度上升，如果热量不能很快散失，内部和外部温差过大，就将产生温度应力，使结构内部受压，外部受拉。混凝土在硬化初期，抗拉强度很低，如果由内外温度差引起的应力超过了混凝土早期抗拉强度时，混凝土就要产生裂缝。应采取的预防措施：降低水灰比, 一般混凝土的水灰比控制在0.6以下；减少水泥用量, 在混凝土中掺加适量粉煤灰或减水剂；改善混凝土的浇筑温度, 寒冷天气要尽快入仓, 尽量提高入仓的温度,热季要降低入仓温度, 砂石骨料要堆高遮阳, 取用地下水为拌合用水, 混凝土尽快入仓；尽量选用低热或中热水泥, 如矿渣水泥、粉煤灰水泥等；改善骨料的级配, 采用多级连续配料, 掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量以降低水化热；大体积混凝土的温度应力与结构尺寸相关, 混凝土结构尺寸越大, 温度应力越大, 因此要合理安排施工工序, 分層、分块浇筑, 以利于散热, 减少约束；在混凝土中掺加减水缓凝剂, 改善混凝土拌合物的流动性和保水性, 降低水化热, 推迟延缓热峰的出现时间；在大体积混凝土内部设置冷却管道, 通冷水或者冷气冷却, 减少混凝土内外的温差；加强混凝土养护, 混凝土浇筑后及时用湿润的草帘、麻布等覆盖, 并注意洒水养护, 适当延长养护时间, 保护混凝土表面缓慢冷却, 在寒冷季节混凝土表面应设置保温措施, 以防寒潮袭击；混凝土中配置表层毛细钢筋或者掺入纤维材料, 将混凝土的温度裂缝控制在一定的范围之内；减少约束, 浇筑混凝土前应在基岩和老混凝土上铺设5 mm 左右的砂垫层或用沥青等材料涂刷。
3、水利工程混凝土裂缝产生后的处理措施
水利工程混凝土产生裂缝后，应采取措施对裂缝进行必要的处理，以将裂缝的影响降低到最低，根据作者多年的施工经验，认为应从如下几个方面着手进行水利工程混凝土裂缝的处理工作：第一，嵌缝法是裂缝封堵中常用的一种方法, 它通常是沿裂缝凿糟, 在糟中嵌填塑料或刚性止水材料, 以达到封闭裂缝的影响。常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆，常用的塑性材料有塑料油膏、丁基橡胶、聚氧乙烯胶泥等等。第二，当混凝土裂缝影响到结构性能时, 就要采取加固法对混凝土结构进行处理。结构坚固中常用的主要有以下几种方法: 采用预应力法加固、粘贴钢板加固、加大混凝土结构的截面积、构件的角部外包型钢、喷射混凝土剂加固以及增设支点加固。第三，表面修补法主要适用于稳定和对结构承载力没有影响的表面裂缝以及深度裂缝的处理。通常的处理措施是在混凝土表面涂刷沥青、油漆等防腐材料或在裂缝的表面涂环氧胶泥、水泥浆, 在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂, 通常可以采用碳纤维补强加固技术是利用高强度或高弹性模量的连续碳纤维，单向排列成束，用坏氧树脂浸渍形成碳纤维增强复合材料片材，将片材用专用环氧树脂胶黏贴在结构外表面受拉或有裂缝部位，固化后与原结构形成一整体，碳纤维即可与原结构共同受力。第四，灌浆法主要适用于对于结构整体有影响或者有防渗要求的混凝土裂缝的修补。其原理是利用压力设备将胶结材料压入混凝土裂缝中, 硬化后胶结材料与混凝土形成一个整体, 从而达到封堵加固目的。利用聚氨酯和环氧树脂在一定条件下制备出可以形成同步互穿聚合物网络结构的新型化学灌浆材料。该材料综合厂环氧树脂浆材和聚氨酯浆材的性能优点，浆材黏度低，凝结时间可调、强度高。第五，混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法, 此方法是将损坏的混凝土剔掉, 然后置换新的混凝土或其他材料, 常用的置换材料有普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。
4、结尾
混凝土裂缝是难以避免的，但是可以通过采取合理的措施将混凝土裂缝数量控制在最少，以对有害裂缝的进行有效的控制，作为一名技术人员，应该能耐得住寂寞，不断专研，并在注意借鉴和学习国外一些先进的施工经验，以为提高水利工程混凝土施工质量做出应有的贡献。
【参考文献】
[1]《大体积混凝土》沈义等，中国建筑工业出版社
[2] 《混凝土病害及修补加固》韩素芳等，海洋出版社
[3] 《水利工程施工》颜宏亮等，黄河水利出版社
【关键词】：水利工程；混凝土裂缝；安全隐患；防渗处理；解决措施
Abstract: This paper provide a brief analysis for the causes of hydraulic engineering concrete construction cracks, and the corresponding solutions for reference study purposes.Key words: hydraulic; concrete cracks; security risks; seepage control; solutions
中图分类号：F407.9 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）
1、前言
改革开放以来，随着经济的不断发展和科学技术的不断进步，以及我国对能源需求的不断增加，水利工程设施迎来了建设的高潮，不但为我们提供了工农业生产所需要的电能，而且在一定程度上缓解了生产生活用水的时间和空间上面分部的不均匀。尽管我国在水利工程建设中积累了丰富的经验，但是由于种种原因，混凝土裂缝在水利工程中一直存在，极大的降低了水利工程的防渗混凝土的防渗能力，甚至为整个工程的安全埋下了隐患。本文以下内容将对水利工程混凝土施工裂缝的成因进行简要分析，并提出了相应的解决措施，以供大家参考学习之用。
2、水利工程混凝土施工裂缝产生的原因及预防措施
根据作者多年的施工经验，认为水利工程混凝土施工裂缝的成因和预防措施主要有如下几个方面：第一，沉陷裂缝，沉陷裂缝的产生原因是由于结构地基土质不均、松软或浸水或回填土不实而造成不均匀沉降所致, 或者因为模板刚度不足、模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致, 特别是在冬季,模板支撑在冻土上, 冻土化冻后产生不均匀沉降致使混凝土结构产生裂缝, 其走向与沉陷情况有关, 一般与地面垂直方向发展, 较大的沉陷裂缝往往有一定的错位, 裂缝宽度往往与沉陷量成正比关系, 裂缝宽度受温度变化的影响较小, 地基变形稳定之后, 沉陷裂缝也基本趋于稳定。主要预防措施：在冻土上搭设模板时要注意采取一定的预防措施；模板拆除时间不能太早且要注意拆换的先后顺序；保证模板有足够的强度和刚度, 且支撑牢固, 并使地基受力均匀；防止混凝土浇筑过程中地基被水浸泡；对松软土填土地基在上部结构施工前应进行必要的夯实和加固。第二，碱-骨科化学反应引起的裂缝，此种裂缝产生的主要原因是：碱-骨科反应是指混凝土孔隙中水的碱性溶液与活性骨科化学反应，生成硅酸凝胶，碱硅胶温水后可产生膨胀，使混凝土胀裂，开时在混凝土表面形成不规则的细小裂缝，然后由表及里地展，裂缝中充满了白色深沉。防止这种裂缝产生的措施：碱-骨科化反应对结构件的耐久性影响极大，为了控制碱-骨科的化反应速度应选择优质骨科和低含碱量水泥，并提高混凝土密实度和采用较低的水灰比。第三，混凝土收缩引起的裂缝，主要原因是：在筋率较高的构件中，由于钢筋对周围混凝土的约束作用强，混凝土的收缩也会受到钢筋的限制而产生拉应力，引构件局部裂缝；新老混凝土界面容易产生收缩裂缝；混凝土在空气中结硬时，体积要缩小，产生收变形，当受到约束时，就可能导致裂缝的产生。防止这种裂缝产生的主要措施为：严格控制混凝土搅拌时间和施工中的配合比, 混凝土的用水量绝对不能大于配合比设计所给定的用水量, 用水量误差控制在规范允许的范围之内；混凝土的干缩受水灰比的影响较大, 水灰比越大干缩越大, 因此在混凝土配合比设计中应尽量控制好水灰比大小,同时掺加合适的减水剂；选用干缩较小的水泥, 如用中低热水泥和粉煤灰水泥,在保证混凝土强度等级的前提下, 降低水泥的用量；加强混凝土的早期养护, 并适当延长混凝土的养护时间, 保持混凝土表面经常湿润, 既保温又保湿；另外，还可以采用在混凝土结构中设置合适的收缩缝的方法。第四，温度变化引起的裂缝，裂缝的成因：由于混凝土在硬化过程中，水泥和水起化学反应，产生大量的水化热引起混凝土的温度上升，如果热量不能很快散失，内部和外部温差过大，就将产生温度应力，使结构内部受压，外部受拉。混凝土在硬化初期，抗拉强度很低，如果由内外温度差引起的应力超过了混凝土早期抗拉强度时，混凝土就要产生裂缝。应采取的预防措施：降低水灰比, 一般混凝土的水灰比控制在0.6以下；减少水泥用量, 在混凝土中掺加适量粉煤灰或减水剂；改善混凝土的浇筑温度, 寒冷天气要尽快入仓, 尽量提高入仓的温度,热季要降低入仓温度, 砂石骨料要堆高遮阳, 取用地下水为拌合用水, 混凝土尽快入仓；尽量选用低热或中热水泥, 如矿渣水泥、粉煤灰水泥等；改善骨料的级配, 采用多级连续配料, 掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量以降低水化热；大体积混凝土的温度应力与结构尺寸相关, 混凝土结构尺寸越大, 温度应力越大, 因此要合理安排施工工序, 分層、分块浇筑, 以利于散热, 减少约束；在混凝土中掺加减水缓凝剂, 改善混凝土拌合物的流动性和保水性, 降低水化热, 推迟延缓热峰的出现时间；在大体积混凝土内部设置冷却管道, 通冷水或者冷气冷却, 减少混凝土内外的温差；加强混凝土养护, 混凝土浇筑后及时用湿润的草帘、麻布等覆盖, 并注意洒水养护, 适当延长养护时间, 保护混凝土表面缓慢冷却, 在寒冷季节混凝土表面应设置保温措施, 以防寒潮袭击；混凝土中配置表层毛细钢筋或者掺入纤维材料, 将混凝土的温度裂缝控制在一定的范围之内；减少约束, 浇筑混凝土前应在基岩和老混凝土上铺设5 mm 左右的砂垫层或用沥青等材料涂刷。
3、水利工程混凝土裂缝产生后的处理措施
水利工程混凝土产生裂缝后，应采取措施对裂缝进行必要的处理，以将裂缝的影响降低到最低，根据作者多年的施工经验，认为应从如下几个方面着手进行水利工程混凝土裂缝的处理工作：第一，嵌缝法是裂缝封堵中常用的一种方法, 它通常是沿裂缝凿糟, 在糟中嵌填塑料或刚性止水材料, 以达到封闭裂缝的影响。常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆，常用的塑性材料有塑料油膏、丁基橡胶、聚氧乙烯胶泥等等。第二，当混凝土裂缝影响到结构性能时, 就要采取加固法对混凝土结构进行处理。结构坚固中常用的主要有以下几种方法: 采用预应力法加固、粘贴钢板加固、加大混凝土结构的截面积、构件的角部外包型钢、喷射混凝土剂加固以及增设支点加固。第三，表面修补法主要适用于稳定和对结构承载力没有影响的表面裂缝以及深度裂缝的处理。通常的处理措施是在混凝土表面涂刷沥青、油漆等防腐材料或在裂缝的表面涂环氧胶泥、水泥浆, 在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂, 通常可以采用碳纤维补强加固技术是利用高强度或高弹性模量的连续碳纤维，单向排列成束，用坏氧树脂浸渍形成碳纤维增强复合材料片材，将片材用专用环氧树脂胶黏贴在结构外表面受拉或有裂缝部位，固化后与原结构形成一整体，碳纤维即可与原结构共同受力。第四，灌浆法主要适用于对于结构整体有影响或者有防渗要求的混凝土裂缝的修补。其原理是利用压力设备将胶结材料压入混凝土裂缝中, 硬化后胶结材料与混凝土形成一个整体, 从而达到封堵加固目的。利用聚氨酯和环氧树脂在一定条件下制备出可以形成同步互穿聚合物网络结构的新型化学灌浆材料。该材料综合厂环氧树脂浆材和聚氨酯浆材的性能优点，浆材黏度低，凝结时间可调、强度高。第五，混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法, 此方法是将损坏的混凝土剔掉, 然后置换新的混凝土或其他材料, 常用的置换材料有普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。
4、结尾
混凝土裂缝是难以避免的，但是可以通过采取合理的措施将混凝土裂缝数量控制在最少，以对有害裂缝的进行有效的控制，作为一名技术人员，应该能耐得住寂寞，不断专研，并在注意借鉴和学习国外一些先进的施工经验，以为提高水利工程混凝土施工质量做出应有的贡献。
【参考文献】
[1]《大体积混凝土》沈义等，中国建筑工业出版社
[2] 《混凝土病害及修补加固》韩素芳等，海洋出版社
[3] 《水利工程施工》颜宏亮等，黄河水利出版社