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摘 要:在水利工程施工中,混凝土施工是整个水利设施建设的重要环节,也是整个工程的重要组成部分。混凝土裂缝的产生受各种内、外条件的影响,混凝土裂缝严重影响水利工程安全性与稳固性,这给国家与人民造成了极大的危害与经济损失。为此,笔者结合实践,总结了水利施工中混凝土裂缝的危害与产生原因,并探讨了裂缝的控制措施。
关键词:水利施工;混凝土;裂缝;控制措施
一、水利施工中混凝土裂缝的危害
在水利工程的施工过程中,混凝土裂缝会让建筑物出现渗漏的问题,混凝土的裂缝会因为外力的作用而不断扩大,并且混凝土的内部结构会因为水的渗入而发生变形。由于混凝土裂缝的存在,水泥化合物可能会与渗入内部的二氧化碳相结合而产生化学反应,从而导致碳酸钙物质的产生,混凝土会因为碳化而加剧收缩,从而产生混凝土裂缝;在相对潮湿的环境中,空气中的二氧化碳会和水泥中的化学成分发生化学反应,降低混凝土的碱度,从而破坏钢筋纯化膜,加重钢筋锈蚀,对钢筋的强度和刚性造成严重的影响。此外,混凝土的水拉能力会因为裂缝而降低,从而进一步扩大裂缝,对混凝土的质量造成严重的损害。总的来说,混凝土裂缝的存在,对混凝土结构的强度和稳定性具有严重的影响,对水利工程建筑物的正常使用和外观都非常的不利,严重的情况下,还会导致水利工程建筑物自身水利功能的丧失,给国家和人民造成巨大的损失。
二、混凝土出现裂缝的原因
1.受水泥水化热的影响
水泥在水化反应过程中产生热量的主要原因是混凝土内外的温度差异,而混凝土的厚度相对较大。所以,水化过程产生的热量较难散发,导致混凝土内温度变高。水泥使用材料质量、混凝土的厚度和单位面积建筑物水泥用量等影响了水化升温速度,混凝土内的升温速度随着水泥的用量、混凝土的厚度的增加而加快。混凝土在浇筑开始施工时它的弹性与强度相对低一些,导热性也相对较差。所以,水泥产生的水化过程不会产生较大的变形,因此,不会出现明显的裂缝。但是,随着混凝土的弹性和强度的增强混凝土的收缩变形的速度会逐渐加快,于是,温度裂缝就很容易形成
2.受的内外约束条件的影响
在混凝土结构的变形过程中会受到很大的约束力,在很大的程度上阻碍了混凝土的自由变形,这种阻碍其变形的因素称为约束条件。约束的条件根据其不同的产生部位分为内约束和外约束,在现代的一些建筑工程的混凝土中所受到的约束以外约束为主要约束力。施工现场进行就地浇筑的混凝土在温度变化的情况下会受到地基的限制作用,产生外部约束力。混凝土在早起温度变化的范围内,因其膨胀变形受到各个约束面的约束,从而产生应力由于混凝土的弹性模量小,而应力的松弛较大,混凝土与地基的连接还不牢固,所以压应力比较小。但是随着温度的逐渐降低,产生的拉应力就会逐渐增大,当拉应力大于混凝土所能承受的抗拉强度极限时,就会出现垂直的裂缝。
3.受施工工艺影响
混凝土构件在制作、脱膜、运输、堆放和吊装过程中,由于多种原因容易产生纵向、横向、斜向、竖向、水平贯穿的各种裂缝。产生施工裂缝的主要原因有:木膜浇筑前未浇水湿透或隔离剂失效、膜板与混凝土粘结、膜板吸水发生膨胀将混凝土拉裂、构件堆放支撑位置与吊装位置不当、构件成型与拆膜时振动过大、运输时受振动冲击等,均能产生裂缝。
三、水利工程施工过程中控制混凝土裂缝的技术措施
1.控制混凝土原材料的质量
混凝土原材料的质量,决定着混凝土调配搅拌完成之后的质量,也是引发混凝土自身出现裂缝的主要原因之一,因此在水利工程的施工过程中必须控制混凝土原材料的质量。但值得注意的是,一定要根据当前工程的实际要求和国家的规定规范选取适合的原材料,合理添加混凝土添加剂。例如:在水利工程中选用的水泥是普通硅酸盐水泥,该水泥具有安全性能好、早期强度高、后期强度稳定、抗渗能力强、干缩性小、耐寒性好、抗腐蚀性强等优点,适合较为阴冷的施工环境和施工季节;在混凝土的骨料中,可以选择采用反击破碎机轧制的碎石料,并且注意选择坚硬、清洁、风化颗粒含量少的石料,在经过实验检验合格后才大量使用。
2.控制混凝土的配合比与搅拌过程
第一,在实验室内设定出适合当前工程实际情况和国家规定的混凝土混合比例,然后按照该比例配置一定的混凝土用于工程试验,确定混凝土配合比的正确适合与否,最后根据混凝土试验工程的质量好坏确定混凝土的配合比。第二,混凝土的搅拌过程也应该严格要求。在混凝土调配搅拌的过程中,应该充分考虑混凝土运输时间的长短和外界气温的高低对混凝土坍落度的影响,根据测定的坍落度在设计规定的范围内对混凝土的搅拌进行稍微的调整。第三,混凝土搅拌完成之后的运输应该按照事先规划好的路线进行运输,在混凝土的运输过程中应该严格禁止向拌合物中掺水,防止混凝土拌合物在运输过程中发生离析现象。
3.合理化施工
3.1温度控制
春夏季温度比较高,拌和骨料时可以加入冷水或者用水清洗砂石骨料以降低骨料浇筑入仓时的温度;浇筑时降低混凝土浇筑厚度,利用混凝土的多层面散热;在混凝土浇筑时预设冷凝管,避免混凝土后期凝结硬化时内部凝聚热量,造成混凝土因温度应力形成裂缝。秋冬季温度比较低,混凝土后期凝结硬化时注意保温,防止混凝土因温度变化过于剧烈出现收缩裂缝。在寒冷的地区或者薄壁结构的建筑物中,要尤其注意防止混凝土外表面结冰。
3.2运输过程
选用的专业的运输设备,保证水工混凝土在运输过程中不发生分离、漏浆、严重泌水及温度回升过多和降低坍落度等现象。混凝土运输距离大时,应有遮盖或保温设施,避免因日晒、雨淋、受冻而影响混凝土的质量。
3.3浇筑过程
混凝土的浇筑过程控制是混凝土质量控制的重中之重。首先,混凝土浇筑层厚度应根据原料的供应速度、振捣速度、浇筑气温和振捣器类型等确定,确保浇筑过程中混凝土不出现漏振、过振和初凝等情况。混凝土振捣时间以该位置混凝土不再显著下沉、不出现气泡、表面开始泛水泥浆时为准。其次,在大面积混凝土施工时采用分层、分段式推进,大体积混凝土采用分段、等坡度、薄层浇筑、循序推进、一次到顶的方式,利用自然流淌形成斜坡混凝土的浇筑方法,能够较好地适应泵送工艺,可避免经常拆卸输送混凝土管道,提高泵送效率,简化混凝土的泌水处理,确保上下层混凝土不超过初凝时间。最后,混凝土浇筑完毕,待表层混凝土建立一定强度后,按照建筑物设计标高修正混凝土高度,多余部分用长刮尺刮平,在初凝前后用滚筒来回碾压数遍,將混凝土表面压光打磨,待接近终凝前,用木楔再打磨一遍,使收缩裂缝闭合,覆盖保温材料保湿养护。
总结:
总之,在水利工程的施工过程中,混凝土裂缝是十分常见的现象。在进行施工的过程中,不仅要保证施工人员的素质达到施工要求,混凝土配比更加合理,而且要根据不同的气候条件制定不同的方案。当问题出现时,及时采取补救措施,防止问题的进一步加大。不断提高施工水平,才能保障水利工程建筑物的正常运行。
参考文献:
[1] 肖晗.水利施工中的混凝土裂缝的原因及防治措施[J].江西建材,2013(05).
[2] 蔡安顺.水利施工中的混凝土裂缝的原因分析及防治措施[J].中华民居(下旬刊),2013(08).
[3]常小佩,路发金.浅谈水利施工中混凝土裂缝的防治技术[J].河南建材,2012,46(9):
关键词:水利施工;混凝土;裂缝;控制措施
一、水利施工中混凝土裂缝的危害
在水利工程的施工过程中,混凝土裂缝会让建筑物出现渗漏的问题,混凝土的裂缝会因为外力的作用而不断扩大,并且混凝土的内部结构会因为水的渗入而发生变形。由于混凝土裂缝的存在,水泥化合物可能会与渗入内部的二氧化碳相结合而产生化学反应,从而导致碳酸钙物质的产生,混凝土会因为碳化而加剧收缩,从而产生混凝土裂缝;在相对潮湿的环境中,空气中的二氧化碳会和水泥中的化学成分发生化学反应,降低混凝土的碱度,从而破坏钢筋纯化膜,加重钢筋锈蚀,对钢筋的强度和刚性造成严重的影响。此外,混凝土的水拉能力会因为裂缝而降低,从而进一步扩大裂缝,对混凝土的质量造成严重的损害。总的来说,混凝土裂缝的存在,对混凝土结构的强度和稳定性具有严重的影响,对水利工程建筑物的正常使用和外观都非常的不利,严重的情况下,还会导致水利工程建筑物自身水利功能的丧失,给国家和人民造成巨大的损失。
二、混凝土出现裂缝的原因
1.受水泥水化热的影响
水泥在水化反应过程中产生热量的主要原因是混凝土内外的温度差异,而混凝土的厚度相对较大。所以,水化过程产生的热量较难散发,导致混凝土内温度变高。水泥使用材料质量、混凝土的厚度和单位面积建筑物水泥用量等影响了水化升温速度,混凝土内的升温速度随着水泥的用量、混凝土的厚度的增加而加快。混凝土在浇筑开始施工时它的弹性与强度相对低一些,导热性也相对较差。所以,水泥产生的水化过程不会产生较大的变形,因此,不会出现明显的裂缝。但是,随着混凝土的弹性和强度的增强混凝土的收缩变形的速度会逐渐加快,于是,温度裂缝就很容易形成
2.受的内外约束条件的影响
在混凝土结构的变形过程中会受到很大的约束力,在很大的程度上阻碍了混凝土的自由变形,这种阻碍其变形的因素称为约束条件。约束的条件根据其不同的产生部位分为内约束和外约束,在现代的一些建筑工程的混凝土中所受到的约束以外约束为主要约束力。施工现场进行就地浇筑的混凝土在温度变化的情况下会受到地基的限制作用,产生外部约束力。混凝土在早起温度变化的范围内,因其膨胀变形受到各个约束面的约束,从而产生应力由于混凝土的弹性模量小,而应力的松弛较大,混凝土与地基的连接还不牢固,所以压应力比较小。但是随着温度的逐渐降低,产生的拉应力就会逐渐增大,当拉应力大于混凝土所能承受的抗拉强度极限时,就会出现垂直的裂缝。
3.受施工工艺影响
混凝土构件在制作、脱膜、运输、堆放和吊装过程中,由于多种原因容易产生纵向、横向、斜向、竖向、水平贯穿的各种裂缝。产生施工裂缝的主要原因有:木膜浇筑前未浇水湿透或隔离剂失效、膜板与混凝土粘结、膜板吸水发生膨胀将混凝土拉裂、构件堆放支撑位置与吊装位置不当、构件成型与拆膜时振动过大、运输时受振动冲击等,均能产生裂缝。
三、水利工程施工过程中控制混凝土裂缝的技术措施
1.控制混凝土原材料的质量
混凝土原材料的质量,决定着混凝土调配搅拌完成之后的质量,也是引发混凝土自身出现裂缝的主要原因之一,因此在水利工程的施工过程中必须控制混凝土原材料的质量。但值得注意的是,一定要根据当前工程的实际要求和国家的规定规范选取适合的原材料,合理添加混凝土添加剂。例如:在水利工程中选用的水泥是普通硅酸盐水泥,该水泥具有安全性能好、早期强度高、后期强度稳定、抗渗能力强、干缩性小、耐寒性好、抗腐蚀性强等优点,适合较为阴冷的施工环境和施工季节;在混凝土的骨料中,可以选择采用反击破碎机轧制的碎石料,并且注意选择坚硬、清洁、风化颗粒含量少的石料,在经过实验检验合格后才大量使用。
2.控制混凝土的配合比与搅拌过程
第一,在实验室内设定出适合当前工程实际情况和国家规定的混凝土混合比例,然后按照该比例配置一定的混凝土用于工程试验,确定混凝土配合比的正确适合与否,最后根据混凝土试验工程的质量好坏确定混凝土的配合比。第二,混凝土的搅拌过程也应该严格要求。在混凝土调配搅拌的过程中,应该充分考虑混凝土运输时间的长短和外界气温的高低对混凝土坍落度的影响,根据测定的坍落度在设计规定的范围内对混凝土的搅拌进行稍微的调整。第三,混凝土搅拌完成之后的运输应该按照事先规划好的路线进行运输,在混凝土的运输过程中应该严格禁止向拌合物中掺水,防止混凝土拌合物在运输过程中发生离析现象。
3.合理化施工
3.1温度控制
春夏季温度比较高,拌和骨料时可以加入冷水或者用水清洗砂石骨料以降低骨料浇筑入仓时的温度;浇筑时降低混凝土浇筑厚度,利用混凝土的多层面散热;在混凝土浇筑时预设冷凝管,避免混凝土后期凝结硬化时内部凝聚热量,造成混凝土因温度应力形成裂缝。秋冬季温度比较低,混凝土后期凝结硬化时注意保温,防止混凝土因温度变化过于剧烈出现收缩裂缝。在寒冷的地区或者薄壁结构的建筑物中,要尤其注意防止混凝土外表面结冰。
3.2运输过程
选用的专业的运输设备,保证水工混凝土在运输过程中不发生分离、漏浆、严重泌水及温度回升过多和降低坍落度等现象。混凝土运输距离大时,应有遮盖或保温设施,避免因日晒、雨淋、受冻而影响混凝土的质量。
3.3浇筑过程
混凝土的浇筑过程控制是混凝土质量控制的重中之重。首先,混凝土浇筑层厚度应根据原料的供应速度、振捣速度、浇筑气温和振捣器类型等确定,确保浇筑过程中混凝土不出现漏振、过振和初凝等情况。混凝土振捣时间以该位置混凝土不再显著下沉、不出现气泡、表面开始泛水泥浆时为准。其次,在大面积混凝土施工时采用分层、分段式推进,大体积混凝土采用分段、等坡度、薄层浇筑、循序推进、一次到顶的方式,利用自然流淌形成斜坡混凝土的浇筑方法,能够较好地适应泵送工艺,可避免经常拆卸输送混凝土管道,提高泵送效率,简化混凝土的泌水处理,确保上下层混凝土不超过初凝时间。最后,混凝土浇筑完毕,待表层混凝土建立一定强度后,按照建筑物设计标高修正混凝土高度,多余部分用长刮尺刮平,在初凝前后用滚筒来回碾压数遍,將混凝土表面压光打磨,待接近终凝前,用木楔再打磨一遍,使收缩裂缝闭合,覆盖保温材料保湿养护。
总结:
总之,在水利工程的施工过程中,混凝土裂缝是十分常见的现象。在进行施工的过程中,不仅要保证施工人员的素质达到施工要求,混凝土配比更加合理,而且要根据不同的气候条件制定不同的方案。当问题出现时,及时采取补救措施,防止问题的进一步加大。不断提高施工水平,才能保障水利工程建筑物的正常运行。
参考文献:
[1] 肖晗.水利施工中的混凝土裂缝的原因及防治措施[J].江西建材,2013(05).
[2] 蔡安顺.水利施工中的混凝土裂缝的原因分析及防治措施[J].中华民居(下旬刊),2013(08).
[3]常小佩,路发金.浅谈水利施工中混凝土裂缝的防治技术[J].河南建材,2012,46(9):