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如何预防水利工程中混凝土裂缝的产生

时间:2014-09-25 22:10:26 阅读量:0次 所属分类:科技论文

摘要:混凝土产生裂缝的原因是多方面的:如有地基沉降不均引起的沉降裂缝、温差或温度变化引起的温度裂缝、养护不善引起的收缩裂缝等。

  摘要:混凝土产生裂缝的原因是多方面的:如有地基沉降不均引起的沉降裂缝、温差或温度变化引起的温度裂缝、养护不善引起的收缩裂缝等。本文从多方面介绍了水利工程施工中,混凝土裂缝的产生原因和预防措施。

  关键词:水利工程 混凝土裂缝 预防措施

  水利工程施工中,混凝土出现裂缝是常见病害之一,裂缝一旦形成后对工程质量会造成很大影响,如不及时处理长期被水浸蚀后,降低水利工程的实际使用寿命。本文对这类问题作了一定总结。

  一.混凝土质量问题

  1.1水利施工中,混凝土最好选用高性能混凝土,高性能混凝土因具有较高的体积稳定性,收缩变形较小而使抗裂性能大大提高,同时高强混凝土必须采用高效减水剂和超细活性掺和料作为混凝土的第五和第六部分,来提高混凝土的密实性和抗渗能力。

  1.2采集原材料进行试拌,尽可能地减少水泥用量,添加I级粉煤灰,将水胶比控制在规范允许的范围内,粗骨料采用二级配。如果工程中要求的坍落度和水泥用量较大时,必须用掺加外加剂的方法,使其减水又不使混凝土坍落度损失过大,以及添加超细活性掺和料来达到降低水化热、改善与提高混凝土性能和节约水泥的目的。在裂缝易发生部位如孔洞周围以及转角处布置一些斜筋,从而让钢筋代替混凝土承担拉应力,这样可以有效的控制裂缝的发展。

  二.沉陷裂缝问题

  2.1沉陷裂缝的产生主要是结构地基土质不匀、松软、回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致;也可能因为模板刚度不足、模板支撑间距过大或支撑底部松动等原因所致,特别是在冬季施工过程中,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。此类裂缝多为深进或贯穿性裂缝,其走向与沉陷情况有关,一般沿与地面垂直或呈30°~45°角方向发展,较大的沉陷裂缝,往往有一定的错位,裂缝宽度往往与沉降量成正比关系,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。

  2.2保证地基的稳定。对松软土的地质结构要在施工前进行必要的夯实和加固,模板有足够的强度和刚度以及较强的支撑力,以保证地基的受力均匀。混凝土在浇注的过程中不能被水浸泡,模板的拆除要控制在一定的时间以内,因此要合理安排施工工序,注意拆模的先后顺序。 如果只简单的依靠减轻结构重量来控制沉降,只会使整个结构的自身重量加大,稳定性不强,会加重不均匀的沉降。在工程施工中,混凝土表面应及时抹压实,如果覆盖不及时,受风吹日晒,表面水份散失快,产生干缩,砼早期强度又低,不能抵抗这种变形而导致开裂。

  三.温差裂缝问题

  温差裂缝是由于混凝土内部和外部之间产生温差所引起的,温差产生的原因是水泥水化热引起的混凝土内部和表面的温差过大。在温度正负交替过程中,混凝土微孔中的水成为过冷的水或结冰,体积膨胀产生冻胀压力,过冷的水迁移产生渗透压力,当两者的附加作用力超过混凝土的抗拉强度时,混凝土就遭受破坏。以下几种措施可有效预防温差裂缝的产生。

  3.1骨料降温

  骨料的温度控制主要通过搭盖凉棚和洒水降温来进行。搭盖凉棚可避免太阳光直射,减少骨料吸热,浇筑前2~3小时再用井水(约17℃)对粗骨料进行充分的洒水降温。采取以上方法降温后,浇筑前粗骨料内部温度约为24℃,细骨料内部温度约为26℃,降温效果比较明显。

  3.2加冰降温

  在混凝土浇筑前购入冰块,砸成粒径约3cm的小块加入砼生料中,充分拌合后量取出机口温度,根据出机口温度来确定加冰量。实际工作中,出机口的控制温度为18℃,混凝土单方用冰量在60kg左右。因冰块破碎工作量较大,粒径也很难控制,加入冰块后还需延长拌和时间,降低了混凝土浇筑速度,为克服该问题,实际工作中多采用拌和水降温的方法,即把冰块稍加破碎后放入拌和水池中来降低水温。用此方法,通常能够把拌和用水的温度降至摄氏3~7℃左右。

  3.3夜间浇筑

  白天气温较高,即使采用多种降温措施也很难保证混凝土的入仓温度,而夜间浇筑——特别是后夜浇筑,气温相对较低,采取温控措施后,比较容易控制砼的入仓温度。因此,工作中多把其他工序的施工安排在白天进行,而把混凝土浇筑安排在夜间进行。

  3.4加强混凝土的测温工作

  为及时掌握混凝土内部温升与表面温度的变化值,在承台内埋没若干个测温点,采用“l”字形布置,每个测温点埋设温管2根,第1根管底埋置于承台混凝土的中心位置,测量混凝土中心的最高温升,另一根管底距承台上表面100 mm,测量混凝土的表面温度,测温管均露出混凝土表面100 mm。用100的红色水银温度计测温,以方便读数。第l – 5天每2小时测温1次,第6天后每4小时测温1次,测至温度稳定为止。从已有施工经验的测温情况看,混凝土内部温升的高峰值一般在3.5天内产生,3天内温度可上升到或接近最大温升,内外温差值在20℃左右,为正常现象。

  四.塑性裂缝

  4.1裂缝在结构表面出现,形状很不规则且长短不一,互不连贯,类似干燥的泥浆面。大多在混凝土浇筑初期(一般在浇筑后4小时左右),当混凝土本身与外界气温相差悬殊,或本身温度长时间过高(40℃以上),而气候很干燥的情况下出现。塑性裂缝又称龟裂,属于干缩裂缝,出现普遍。

  4.2当混凝土浇筑后,表面没有及时覆盖,受风吹日晒,表面游离水分蒸发过快,产生急剧的体积收缩,而此时混凝土早期强度很低,不能抵抗这种变形应力而导致开裂;使用收缩率较大的水泥,水泥用量过多,或使用过量的粉砂也会开裂;另外,混凝土水灰比过大,模板过于干燥也易引起开裂。

  4.3配制混凝土时,应严格控制水灰比和水泥用量,选择级配良好的石子以减小空隙率和砂率;同时,要振捣密实以减少收缩量,提高混凝土抗裂度。浇筑混凝土前,将基层和模板浇水湿润。混凝土浇筑后,对裸露表面应及时用潮湿材料覆盖,认真养护。在气温高、湿度低或风速大的天气施工,混凝土浇筑后,应及早进行喷水养护,使其保持湿润;大面积混凝土宜浇完一段,养护一段。此外要加强表面的抹压和养护工作。混凝土养护可采用表面喷氯偏乳液养护剂,或覆盖湿草袋、塑料布等方法;当表面发现微细裂缝时,应及时抹压,再覆盖养护。

  五.混凝土养护

  浇筑后,应尽快用土回填。目前这是砼保温保湿养护的最有效方法,对预防裂缝是非常有益的。在浇筑完毕后18小时即开始对钢模板表面进行不间断的洒水降温,拆模后对混凝土表面进行全天候养护至14天。如采用蓄水法保温养护,在混凝土施工期间可通入冷却循环水,以便加快承台内部热量的散发。如采用内散外蓄综合养护措施,可有效降低混凝土的温升值,且可大大缩短养护周期,对于超厚大体积混凝土施工尤其适用。在混凝土拆模后要挂草帘或铺草浇水,以便养护保湿。混凝土的保养不仅是为了预防初期产生裂缝,还能促进混凝土后期的稳定,保障其承压能力和强韧度。对于混凝土的养护,在现代水利工程施工中,都需要得到充分的认识和重视。由于钢筋锈蚀是氧化反应,氧化是产生锈的主要原因,因此,加强混凝土的密实度,防止空气进入,加强混凝土表面的保护层厚度,预防氧化。在混凝土表面喷涂或涂刷聚合水泥砂浆、沥青、环氧树脂等防腐层。选择抗腐蚀性强的钢筋材料和混凝土材料,避免使用碱骨料等措施,对防止混凝土裂缝有较好的效果。碱骨料化学反应对结构的耐久性影响很大,为控制碱骨料的化学反应,最好选择优质骨料和低含碱量的水泥以及中性拌和水,在提高混凝土密实度的同时合理降低水灰比。

  六.结语

  混凝土出现裂缝应从多方面进行预防,在施工过程中应谨慎、科学的采取必要的措施,加强施工过程中的管理,后期也应做好养护,只有这样才能有效的预防裂缝的产生。


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