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摘 要:裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种病害现象,它的出现会降低建筑物的抗渗能力,影响建筑物的使用功能,而且会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影响建筑物的承载能力。这就要求相关专业人员要不断加强自己的水平,并在工作中结合实际不断的进行分析探讨,从而更有效地开展水利建设工作。本文结合实际情况,对水利工程中混凝土产生裂缝的原因进行了分析,同时提出了相应的策略,以供参考。
关键词:水利工程;混凝土裂缝;策略
1.前言
在大型的水利工程建筑中,由于混凝土的价格低廉、硬度高强、耐腐蚀、老化缓慢、可塑性强的优点,得到广泛的应用。但是由于水泥的一些固有的特性,以及各种辅料、施工工艺及外界环境等原因的影响,大体积混凝土的裂缝在所难免。一直以来裂缝是水利工程混凝土最常见的缺陷之一,据统计很少有混凝土建筑物没有裂缝。裂缝的出现,轻者影响建筑物的美观和寿命,重者破坏建筑物的完整性和安全性。因此必须对水利工程混凝土的裂缝现象给予足够重视,分析产生裂缝的原因,选择好处理方案,控制和减少裂缝的危害。
2.混凝土裂缝的类型
1)按裂缝的安全危害性分类
危害性裂缝,该裂缝使建筑结构的强度和稳定安全等系数降低到临界值或以下;重要裂缝,该裂缝使建筑强度和稳定安全系数有所降低;一般裂缝,该裂缝使得对建筑物强度和稳定性安全系数降低较小。
2)按裂缝对建筑物耐久性分类
对建筑物有实质性危害的裂缝,可降低结构耐久性的裂缝;对建筑无实质性危害的裂缝,可随结构温度趋于稳定而闭合或仅对结构美观有所影响,但不降低建筑物耐久性。
3)按裂缝的方向、形状分类
可以分为水平裂缝、垂直裂缝、横向裂缝、纵向裂缝、斜向裂缝以及放射状裂缝等。
4)按裂缝深度划分
可划分为贯穿裂缝、深层裂缝及表面裂缝。
3.水利工程中混凝土产生裂缝的原因
1)大体积混凝土水化时产生的大量水化热得不到散发,导致混凝土内外温差较大,使混凝土的形变超过极限引起裂缝。
2)混凝土在硬化的过程中,由于干缩引起的体积变形受到约束时产生的裂缝,这种裂缝的宽度有时会很大,甚至会贯穿整个构件。
3)在厚度较大的构件中,由于混凝土的塑性塌落引起的裂缝。
4)当有约束时,混凝土热胀冷缩所产生的体积胀缩,因为受约束力的限制,在内部产生了温度应力,由于混凝土抗拉强度低,容易被温度引起的拉应力拉裂,从而产生温度裂缝。由于太阳暴晒产生裂缝也是工程中最常见的现象。
5)混凝土加水拌和后,水泥中的碱性物质与活性骨料中活性氧化硅等起反应,析出的胶状碱—硅胶从周围介质中吸水膨涨,体积增大三倍,从而使混凝土胀裂产生裂缝。
6)在炎热的大风天气,混凝土表面蒸发较过快,造成混凝土内部水化热过高,在混凝土浇筑数小时仍处于塑性状态,易产生塑性收缩裂缝。
7)构件超载产生的裂缝,例如:构件在超出设计的均布荷载或集中荷载作用下产生内力弯矩,出现垂直于构件纵轴的裂缝,构件在较大剪力作用下,产生斜裂缝,并向上、下延伸。
8)当结构的基础出现不均匀沉陷,就有可能会产生裂缝,随着沉陷的进一步发展,裂缝会进一步扩大。
9)当钢筋混凝土处于不利环境中,例如:侵蚀性水,由于混凝土保护层厚度有限,特别是当混凝土密实性不良,环境中的氯离子等和溶于水中的氧会使混凝土中的钢筋生锈,生成氧化铁,氧化铁的体积比原来金属的体积大的多,铁锈体积膨胀,对周围混凝土挤压,使混凝土胀裂。
4.水利工程中混凝土裂缝的防治策略
1)合理设计方案
确定各种混凝土的允许裂缝宽度后,根据其裂缝宽度要求进行设计,可以有效的控制混凝土裂缝的产生。同时,适当地加强构造配筋,合理地选用钢筋直径和间距。选用直径细而间距密的配筋方案,能较好的提高混凝土的抗裂性。
2)混凝土配合比设计时,在保证混凝土具有良好工作性的情况下,应尽可能的降低混凝土的单位用水量,采用“三低(低砂率、低坍落度、低水胶比)二掺(掺高效减水剂和高性能引气剂)一高(高粉煤灰掺量)”的设计准则,生产出“高强、高韧性、中弹、低热和高极拉值”的抗裂混凝土。施工时要严格控制混凝土配合比,计量要准确,坍落度抽检工作要加强,不能流于形式。
3)混凝土振捣要密实,拆模后要挂草帘或铺草浇水养护保湿。新浇筑的混凝土就象刚刚出生的婴儿,需要体贴关心和爱护。混凝土的养护不仅对防止早期表面裂缝显得重要,它对混凝土后期强度的发展、混凝土的进一步成熟和耐久性等也同样重要,在过去许多工程的施工和管理中对养护的重要性没有充分的认识。
4)加强施工质量
在水利施工中混凝土裂缝的防治工作尤为重要,主要体现在对新浇混凝土的早期养护工作。以保证混凝土在早期尽可能少产生收缩。主要是控制好构件的湿润养护,对于大体积混凝土,有条件时宜采用蓄水或流水养护。养护时间为14~28天。对于较大体积混凝土,施工时应充分考虑水泥的水化热问题。除了采取必要的降温措施外,还应尽量避免水化热高峰的集中出现、降低峰值。在混凝土浇捣成型后,应采取必要的蓄水保温措施,以防止由于混凝土内外温差过大而引起的温度裂缝。对于地下结构混凝土,尽早回填土,对减少裂缝有利。
5)相关文件中要求采用新技术、新工艺、新材料和新设备。很多方面要通过原材料的选用和控制来达到设计要求。在设计时要选用碱活性小的砂石骨料,同时注意选用低碱或无碱外加剂以及选用合适的掺和料抑制碱性骨料反应。
5.结束语
由于混凝土施工和本身变形和约束等一系列问题,使混凝土产生裂缝,微裂缝通常是一种无害裂缝,对混凝土结构的承重、防渗及其他功能不产生危害。但是受到荷载、温差等作用之后,微裂缝就会不断的扩展和连通,最终形成我们肉眼可见的宏观裂缝。因此对混凝土裂缝的控制已成为水利工程建设引起高度重视的问题之一。
参考文献:
[1]李平.混凝土裂缝防治的两种新方法[J].施工技术,2010(11):250-251.
[2]郭石军.水工建筑物混凝土裂缝成因与预防处理[J].施工技术,2012(11):22-23.
关键词:水利工程;混凝土裂缝;策略
1.前言
在大型的水利工程建筑中,由于混凝土的价格低廉、硬度高强、耐腐蚀、老化缓慢、可塑性强的优点,得到广泛的应用。但是由于水泥的一些固有的特性,以及各种辅料、施工工艺及外界环境等原因的影响,大体积混凝土的裂缝在所难免。一直以来裂缝是水利工程混凝土最常见的缺陷之一,据统计很少有混凝土建筑物没有裂缝。裂缝的出现,轻者影响建筑物的美观和寿命,重者破坏建筑物的完整性和安全性。因此必须对水利工程混凝土的裂缝现象给予足够重视,分析产生裂缝的原因,选择好处理方案,控制和减少裂缝的危害。
2.混凝土裂缝的类型
1)按裂缝的安全危害性分类
危害性裂缝,该裂缝使建筑结构的强度和稳定安全等系数降低到临界值或以下;重要裂缝,该裂缝使建筑强度和稳定安全系数有所降低;一般裂缝,该裂缝使得对建筑物强度和稳定性安全系数降低较小。
2)按裂缝对建筑物耐久性分类
对建筑物有实质性危害的裂缝,可降低结构耐久性的裂缝;对建筑无实质性危害的裂缝,可随结构温度趋于稳定而闭合或仅对结构美观有所影响,但不降低建筑物耐久性。
3)按裂缝的方向、形状分类
可以分为水平裂缝、垂直裂缝、横向裂缝、纵向裂缝、斜向裂缝以及放射状裂缝等。
4)按裂缝深度划分
可划分为贯穿裂缝、深层裂缝及表面裂缝。
3.水利工程中混凝土产生裂缝的原因
1)大体积混凝土水化时产生的大量水化热得不到散发,导致混凝土内外温差较大,使混凝土的形变超过极限引起裂缝。
2)混凝土在硬化的过程中,由于干缩引起的体积变形受到约束时产生的裂缝,这种裂缝的宽度有时会很大,甚至会贯穿整个构件。
3)在厚度较大的构件中,由于混凝土的塑性塌落引起的裂缝。
4)当有约束时,混凝土热胀冷缩所产生的体积胀缩,因为受约束力的限制,在内部产生了温度应力,由于混凝土抗拉强度低,容易被温度引起的拉应力拉裂,从而产生温度裂缝。由于太阳暴晒产生裂缝也是工程中最常见的现象。
5)混凝土加水拌和后,水泥中的碱性物质与活性骨料中活性氧化硅等起反应,析出的胶状碱—硅胶从周围介质中吸水膨涨,体积增大三倍,从而使混凝土胀裂产生裂缝。
6)在炎热的大风天气,混凝土表面蒸发较过快,造成混凝土内部水化热过高,在混凝土浇筑数小时仍处于塑性状态,易产生塑性收缩裂缝。
7)构件超载产生的裂缝,例如:构件在超出设计的均布荷载或集中荷载作用下产生内力弯矩,出现垂直于构件纵轴的裂缝,构件在较大剪力作用下,产生斜裂缝,并向上、下延伸。
8)当结构的基础出现不均匀沉陷,就有可能会产生裂缝,随着沉陷的进一步发展,裂缝会进一步扩大。
9)当钢筋混凝土处于不利环境中,例如:侵蚀性水,由于混凝土保护层厚度有限,特别是当混凝土密实性不良,环境中的氯离子等和溶于水中的氧会使混凝土中的钢筋生锈,生成氧化铁,氧化铁的体积比原来金属的体积大的多,铁锈体积膨胀,对周围混凝土挤压,使混凝土胀裂。
4.水利工程中混凝土裂缝的防治策略
1)合理设计方案
确定各种混凝土的允许裂缝宽度后,根据其裂缝宽度要求进行设计,可以有效的控制混凝土裂缝的产生。同时,适当地加强构造配筋,合理地选用钢筋直径和间距。选用直径细而间距密的配筋方案,能较好的提高混凝土的抗裂性。
2)混凝土配合比设计时,在保证混凝土具有良好工作性的情况下,应尽可能的降低混凝土的单位用水量,采用“三低(低砂率、低坍落度、低水胶比)二掺(掺高效减水剂和高性能引气剂)一高(高粉煤灰掺量)”的设计准则,生产出“高强、高韧性、中弹、低热和高极拉值”的抗裂混凝土。施工时要严格控制混凝土配合比,计量要准确,坍落度抽检工作要加强,不能流于形式。
3)混凝土振捣要密实,拆模后要挂草帘或铺草浇水养护保湿。新浇筑的混凝土就象刚刚出生的婴儿,需要体贴关心和爱护。混凝土的养护不仅对防止早期表面裂缝显得重要,它对混凝土后期强度的发展、混凝土的进一步成熟和耐久性等也同样重要,在过去许多工程的施工和管理中对养护的重要性没有充分的认识。
4)加强施工质量
在水利施工中混凝土裂缝的防治工作尤为重要,主要体现在对新浇混凝土的早期养护工作。以保证混凝土在早期尽可能少产生收缩。主要是控制好构件的湿润养护,对于大体积混凝土,有条件时宜采用蓄水或流水养护。养护时间为14~28天。对于较大体积混凝土,施工时应充分考虑水泥的水化热问题。除了采取必要的降温措施外,还应尽量避免水化热高峰的集中出现、降低峰值。在混凝土浇捣成型后,应采取必要的蓄水保温措施,以防止由于混凝土内外温差过大而引起的温度裂缝。对于地下结构混凝土,尽早回填土,对减少裂缝有利。
5)相关文件中要求采用新技术、新工艺、新材料和新设备。很多方面要通过原材料的选用和控制来达到设计要求。在设计时要选用碱活性小的砂石骨料,同时注意选用低碱或无碱外加剂以及选用合适的掺和料抑制碱性骨料反应。
5.结束语
由于混凝土施工和本身变形和约束等一系列问题,使混凝土产生裂缝,微裂缝通常是一种无害裂缝,对混凝土结构的承重、防渗及其他功能不产生危害。但是受到荷载、温差等作用之后,微裂缝就会不断的扩展和连通,最终形成我们肉眼可见的宏观裂缝。因此对混凝土裂缝的控制已成为水利工程建设引起高度重视的问题之一。
参考文献:
[1]李平.混凝土裂缝防治的两种新方法[J].施工技术,2010(11):250-251.
[2]郭石军.水工建筑物混凝土裂缝成因与预防处理[J].施工技术,2012(11):22-23.