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摘 要:在目前的水利水电工程建设中,混凝土结构占据着主导地位。但是,混凝土结构也有其致命的缺点,大多数的混凝土结构一般都是带裂缝工作,随着裂缝的发展变化,结构的安全性、适用性和耐久性会出现不同程度的降低,严重的还会导致结构构件破坏,提前退出工作。因此对混凝土裂缝的研究分析是很有必要的,文章从裂缝产生的原因出发,详细介绍了施工裂缝的防治措施。
关键词:水利水电工程;施工裂缝;控制
一、水利水电工程中施工裂缝产生原因
想要彻底解决水利水电工程混凝土的裂缝问题,还需从混凝土裂缝的成因入手,正确分析裂缝产生的原因,是有效控制和减少裂缝产生的根本途径。
(一)材料原因。水利水电工程中,粗细集料颗粒级配不良,容易造成混凝土收缩的增大,诱导裂缝的产生;骨料粒径越细、针片含量越大,混凝土单方用灰量、用水量增多,收缩量增大;混凝土外加剂、掺和料选择不当、或掺量不当,在很大程度是会增加混凝土收缩;水泥品种方面,矿渣硅酸盐水泥收缩量较普通硅酸盐水泥收缩更大,在条件允许的情况下,宜优先选择矿渣硅酸盐水泥;水泥等级及混凝土强度等级方面,若水泥等级越高、细度越细,则混凝土更容易开裂,混凝土设计强度等级越高,混凝土的脆性就会越大、也越易开裂。
(二)混凝土配合比设计原因。配合比中水灰比(水胶比)过大;单方水泥用量越大、用水量越高,表现为水泥浆体积越大、坍落度越大,收缩越大;配合比设计中砂率、水灰比选择不当造成混凝土和易性偏差,导致混凝土离析、沁水、保水性不良,增加收缩值,以上原因都会引起混凝土的裂缝开展。
(三)施工及现场养护原因。水利水电工程现场浇捣混凝土时,振捣或插入不当,会影响混凝土的密实性和均匀性,诱导裂缝的产生。特别在水利水电工程中大多是大体积混凝土工程,若没有两次抹面,容易导致表面产生收缩裂缝;在浇注大体积混凝土时,对水化热计算不准确、现场降温及保温措施不到位,导致混凝土内外温差过大,产生温度应力,从而形成温度裂缝;若混凝土养护工作不到位,混凝土水化不充分,会引起收缩裂缝。除此之外,养护是保证混凝土达到预期设计强度的重要途径,详见表1。
表1 标准养护和现场施工条件下养护情况对比
标准养护条件下 现场施工条件下
混凝土水化反应慢慢进行,逐渐硬化,一般结构不会开裂,但这仅仅适用于试块或是工厂的预制件。 现场条件较为复杂,很难做到标准养护。但是有一点必须明白,现场的养护条件越是接近标准条件,混凝土结构出现裂缝的可能性就越小。
二、水利水电工程裂缝防治措施
(一)选择合适的材料和优化混凝土配合比。水利水电工程在施工时,相关施工人员应深入现场,了解工程的具体情况,并根据结构的要求选择恰当的水泥品种和等级,尽量避免采用早、强、高的水泥,这些水泥更容易造成裂缝的产生。对于粗细骨料,宜选用级配良好的原材料,含泥量也应符合规范要求。同时要善于利用掺合料和外加剂,合理使用混凝土补偿收缩技术,最终控制混凝土的配合比,以期产生良好的混凝土配合比效果。
(二)施工方面的措施。
1.模板拆装。在满足混凝土强度的前提下,模板须构造紧密、不漏浆、不渗水,不能对混凝土均匀性及强度发展造成影响。为了保障混凝土最小保护层厚度,应该准确地配置混凝土垫块和钢筋定位器等。在拆除模板时,不应形成冲击荷载。拆除模板及支架应随拆随清运,不得形成过大的施工荷载。
2.混凝土的制备和运输。施工者要熟悉关于混凝土制备的质量控制措施和技术操作规程,优先使用预拌混凝土,其质量应符合水利水电工程相应的规定。混凝土从搅拌地点运至浇筑地点,尽量消耗最少的转运次数和最短的时间,在混凝土在初凝时间前完成浇筑。在混凝土运输方面,应保证混凝土的灌筑量。对于不允许留施工缝的混凝土和采用滑升模板施工的浇筑,混凝土的运输必须确保其浇筑工作的连续进行。
3.混凝土的浇筑。混凝土浇筑时,尽量使用二次振捣和二次抹面技术,以防止沁水和混凝土内部出现水分和气泡。水利水电工程中为了保证大体积混凝土的匀质密实,浇筑时要考虑结构的构件类别、浇筑区域、钢筋配置状况以及混凝土拌和物的品质,选择合适的机具与浇筑方法;浇筑之前要检查模板及其支架、钢筋及保护层厚度、预埋件等的尺寸,确认无误后才可进行浇筑。制定施工方案时应充分兼顾实际工作能力和工程具体情况,使混凝土的一次浇筑量与各环节的施工能力相适应;对现场浇筑的混凝土要进行监控,现场检测混凝土的坍落度,若达不到施工要求时,可采取经实验确认的可靠方法调整坍落度,来调整混凝土的和易性。
4.混凝土的养护。为了确保混凝土有合适的硬化条件,使其强度不断增长,必须对混凝土进行养护。在水利水电工程混凝土浇筑后,初期阶段的养护是十分重要的,混凝土到达终凝时间后应立即进行养护。对于大体积混凝土,有条件时可以采用蓄水或流水养护,养护时间为14天至28天。施工时若出现较大水泥水化热,还应采取必要的降温措施,避免水化热导致大体积混凝土内部形成温度差,从而造成温度应力,最终产生裂缝。浇捣成型后,应采取必要的蓄水保温措施,采取表面覆盖薄膜、湿麻袋等措施,以防止混凝土内外温差过大。
三、结语
由于混凝土裂缝的影响,使得水利水电结构的耐久性受到了严重的威胁和挑战,因此很有必要对混凝土裂缝进行分析和研究,探讨可行的处理措施和预控方案,提高水利水电工程质量,减少病害隐患及威胁。
参考文献
[1] 王剑.水利水电工程施工管理加强的研究[J].黑龙江科技信息,2014(14).
[2] 张吉祥.水利水电工程施工管理加强的研究[J].中华民居(下旬刊),2014(03).
[3] 熊锦江.水利水电建设施工管理探讨[J].中国水运(下半月),2012(12).
[4] 滕杰.中小型水利工程的施工质量控制[J].科技创新导报,2008(05).
[5] 张安泰.水利水电工程施工质量控制[J].中国高新技术企业,2008(08).
[6] 赵阳.浅谈混凝土施工技术在水利工程中的应用[J].河南水利与南水北调,2015(18).
[7] 高恒阳.自密实混凝土灌注工程施工质量控制的方法[J].河南水利与南水北调,2015(18).
[8] 高莉.浅析水利工程混凝土结构裂缝成因及其防治措施[J].科技视界,2015(29).
[9] 杨航飞.薄壁混凝土裂缝发生原因及控制措施浅析[J].科技视界,2015(29).
关键词:水利水电工程;施工裂缝;控制
一、水利水电工程中施工裂缝产生原因
想要彻底解决水利水电工程混凝土的裂缝问题,还需从混凝土裂缝的成因入手,正确分析裂缝产生的原因,是有效控制和减少裂缝产生的根本途径。
(一)材料原因。水利水电工程中,粗细集料颗粒级配不良,容易造成混凝土收缩的增大,诱导裂缝的产生;骨料粒径越细、针片含量越大,混凝土单方用灰量、用水量增多,收缩量增大;混凝土外加剂、掺和料选择不当、或掺量不当,在很大程度是会增加混凝土收缩;水泥品种方面,矿渣硅酸盐水泥收缩量较普通硅酸盐水泥收缩更大,在条件允许的情况下,宜优先选择矿渣硅酸盐水泥;水泥等级及混凝土强度等级方面,若水泥等级越高、细度越细,则混凝土更容易开裂,混凝土设计强度等级越高,混凝土的脆性就会越大、也越易开裂。
(二)混凝土配合比设计原因。配合比中水灰比(水胶比)过大;单方水泥用量越大、用水量越高,表现为水泥浆体积越大、坍落度越大,收缩越大;配合比设计中砂率、水灰比选择不当造成混凝土和易性偏差,导致混凝土离析、沁水、保水性不良,增加收缩值,以上原因都会引起混凝土的裂缝开展。
(三)施工及现场养护原因。水利水电工程现场浇捣混凝土时,振捣或插入不当,会影响混凝土的密实性和均匀性,诱导裂缝的产生。特别在水利水电工程中大多是大体积混凝土工程,若没有两次抹面,容易导致表面产生收缩裂缝;在浇注大体积混凝土时,对水化热计算不准确、现场降温及保温措施不到位,导致混凝土内外温差过大,产生温度应力,从而形成温度裂缝;若混凝土养护工作不到位,混凝土水化不充分,会引起收缩裂缝。除此之外,养护是保证混凝土达到预期设计强度的重要途径,详见表1。
表1 标准养护和现场施工条件下养护情况对比
标准养护条件下 现场施工条件下
混凝土水化反应慢慢进行,逐渐硬化,一般结构不会开裂,但这仅仅适用于试块或是工厂的预制件。 现场条件较为复杂,很难做到标准养护。但是有一点必须明白,现场的养护条件越是接近标准条件,混凝土结构出现裂缝的可能性就越小。
二、水利水电工程裂缝防治措施
(一)选择合适的材料和优化混凝土配合比。水利水电工程在施工时,相关施工人员应深入现场,了解工程的具体情况,并根据结构的要求选择恰当的水泥品种和等级,尽量避免采用早、强、高的水泥,这些水泥更容易造成裂缝的产生。对于粗细骨料,宜选用级配良好的原材料,含泥量也应符合规范要求。同时要善于利用掺合料和外加剂,合理使用混凝土补偿收缩技术,最终控制混凝土的配合比,以期产生良好的混凝土配合比效果。
(二)施工方面的措施。
1.模板拆装。在满足混凝土强度的前提下,模板须构造紧密、不漏浆、不渗水,不能对混凝土均匀性及强度发展造成影响。为了保障混凝土最小保护层厚度,应该准确地配置混凝土垫块和钢筋定位器等。在拆除模板时,不应形成冲击荷载。拆除模板及支架应随拆随清运,不得形成过大的施工荷载。
2.混凝土的制备和运输。施工者要熟悉关于混凝土制备的质量控制措施和技术操作规程,优先使用预拌混凝土,其质量应符合水利水电工程相应的规定。混凝土从搅拌地点运至浇筑地点,尽量消耗最少的转运次数和最短的时间,在混凝土在初凝时间前完成浇筑。在混凝土运输方面,应保证混凝土的灌筑量。对于不允许留施工缝的混凝土和采用滑升模板施工的浇筑,混凝土的运输必须确保其浇筑工作的连续进行。
3.混凝土的浇筑。混凝土浇筑时,尽量使用二次振捣和二次抹面技术,以防止沁水和混凝土内部出现水分和气泡。水利水电工程中为了保证大体积混凝土的匀质密实,浇筑时要考虑结构的构件类别、浇筑区域、钢筋配置状况以及混凝土拌和物的品质,选择合适的机具与浇筑方法;浇筑之前要检查模板及其支架、钢筋及保护层厚度、预埋件等的尺寸,确认无误后才可进行浇筑。制定施工方案时应充分兼顾实际工作能力和工程具体情况,使混凝土的一次浇筑量与各环节的施工能力相适应;对现场浇筑的混凝土要进行监控,现场检测混凝土的坍落度,若达不到施工要求时,可采取经实验确认的可靠方法调整坍落度,来调整混凝土的和易性。
4.混凝土的养护。为了确保混凝土有合适的硬化条件,使其强度不断增长,必须对混凝土进行养护。在水利水电工程混凝土浇筑后,初期阶段的养护是十分重要的,混凝土到达终凝时间后应立即进行养护。对于大体积混凝土,有条件时可以采用蓄水或流水养护,养护时间为14天至28天。施工时若出现较大水泥水化热,还应采取必要的降温措施,避免水化热导致大体积混凝土内部形成温度差,从而造成温度应力,最终产生裂缝。浇捣成型后,应采取必要的蓄水保温措施,采取表面覆盖薄膜、湿麻袋等措施,以防止混凝土内外温差过大。
三、结语
由于混凝土裂缝的影响,使得水利水电结构的耐久性受到了严重的威胁和挑战,因此很有必要对混凝土裂缝进行分析和研究,探讨可行的处理措施和预控方案,提高水利水电工程质量,减少病害隐患及威胁。
参考文献
[1] 王剑.水利水电工程施工管理加强的研究[J].黑龙江科技信息,2014(14).
[2] 张吉祥.水利水电工程施工管理加强的研究[J].中华民居(下旬刊),2014(03).
[3] 熊锦江.水利水电建设施工管理探讨[J].中国水运(下半月),2012(12).
[4] 滕杰.中小型水利工程的施工质量控制[J].科技创新导报,2008(05).
[5] 张安泰.水利水电工程施工质量控制[J].中国高新技术企业,2008(08).
[6] 赵阳.浅谈混凝土施工技术在水利工程中的应用[J].河南水利与南水北调,2015(18).
[7] 高恒阳.自密实混凝土灌注工程施工质量控制的方法[J].河南水利与南水北调,2015(18).
[8] 高莉.浅析水利工程混凝土结构裂缝成因及其防治措施[J].科技视界,2015(29).
[9] 杨航飞.薄壁混凝土裂缝发生原因及控制措施浅析[J].科技视界,2015(29).