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水利施工中的混凝土裂缝控制,对水利工程施工

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水利施工中的混凝土裂缝控制,对水利工程施工

[摘要]近几年,水利施工中的混凝土裂缝,严重干扰到了整个工程的稳定性和安全性,导致施工建筑的运作不佳,而且还可能会给人民和国家带来一定的经济损失。因此,施工单位应提高水利工程施工的质量,建立更多有效的措施去避免水利施工中产生的混凝土裂缝。本文主要针对水利施工中混凝土裂缝产生的缘由、水利施工中的混凝土裂缝控制的必要性以及防止裂缝产生的措施等方面进行研究阐述。

对水利工程施工混凝土裂缝的探讨

[关键词]混凝土 裂缝 水利施工 控制措施 混凝土裂缝是水利施工中普遍存在的现象,混凝土是水利工程中用量广泛也是最普遍使用的一种混合材料,但由于它自身离散性较大、均匀性较差的特点,就特别容易产生裂缝。混凝土裂缝不仅会引起混凝土的碳化、钢筋的锈蚀,降低了材料的耐久性,严重影响工程建筑的承载力,而且还会降低工程建筑的抗渗性能,影响其使用功能。因此,要对混凝土裂缝的产生进行认真的研究分析,采用适当的处理方法来预防裂缝的产生和发展,保证整个工程建筑结构的稳定和安全是十分必要的。 1水利施工中混凝土裂缝的危害 首先,混凝土裂缝会使水利工程建筑产生渗漏,渗漏的结果一方面会在水压力的作用下使其裂缝越来越严重,另一方面当水逐渐渗入会引起水解的破坏,由此可能导致混凝土结构物的破坏。 其次,混凝土裂缝的存在,使二氧化碳很容易渗透进混凝土的内部,并与水泥中某些水化产物相互渗透形成了碳酸钙,也就是俗称的混凝土碳化。这样,在潮湿的环境下,水泥中的化学成分与二氧化碳互相作用,使混凝土强度降低,导致钢筋的纯化膜遭受破坏,当空气和水同时渗入,钢筋就会产生锈蚀。 混凝土的裂缝还能削弱混凝土对钢筋的保护,在混凝土裂缝的部位,水拉性能逐渐减弱,随着裂缝的逐步扩大,就会造成更大的危害。 2水利施工中的混凝土裂缝产生的原因分析 大体积的混凝土水化时所产生的大量水化温度较高且难以散发,导致混凝土的内外温度相差比较大,最终使混凝土的形变严重超过了极限而引起了裂缝。混凝土在逐渐硬化的过程中,因为干缩引起体积的形变受到约束时便产生了裂缝,而且此裂缝的宽度有可能会很大,甚至还会贯穿整个结构件。在厚度偏大的结构件中,由于混凝土的塑性坍塌滑落引起的裂缝。当有某种约束时,混凝土的热胀冷缩产生的体积缩胀,由于受到约束力,在内部形成了温度的应力,而混凝土的抗拉强度又较低,这就很容易被温度引起的拉应力拉裂,最终产生温度的裂缝。因此,在天气较热的夏天,太阳暴晒下产生的裂缝也是水利工程施工中较为常见的现象。混凝土与水搅拌后,活性骨料中的活性氧化硅和水泥中的碱性物发生化学反应,产生的胶状碱从周围空气介质中吸取水分逐渐膨胀,体积比原来增加3倍,最终使混凝土涨裂而产生了裂缝。在炎热夏日的大风天气里,混凝土表面的水分蒸发比较快,使其混凝土的内部水化温度过高,在混凝土浇筑了数小时后仍处于塑性的状态,容易产生塑性的收缩裂缝。构件在超出设计的集中荷载或均布荷载作用下,产生了内力弯矩,并出现了垂直于构件的纵轴裂缝,构件在较大的剪力作用下,产生斜裂缝,并逐步相上下延伸,最终产生了构件超载的裂缝。结构的基础有时会出现一些不均匀的沉陷,这就有可能会产生了裂缝,并且随着沉陷的发展,裂缝也会逐步扩大。当混凝土中的钢筋处在不利环境中时,如侵蚀性水,由于混凝土的保护层厚度是有限的,尤其当混凝土的密实性不是很好,环境中氯离子溶于水中的氧离子便会使混凝土中钢筋生锈,形成氧化铁,而氧化铁的体积相比原金属的体积要大很多,铁锈的体积膨胀,对周围的混凝土进行挤压,最终使混凝土也逐渐涨裂,产生裂缝。 3水利施工中混凝土裂缝的控制措施 3.1裂缝修补的材料 对于混凝土裂缝的修补来说,一般分为三种类型:稳定裂缝,也就是死缝,其长度和宽度不再变化;活缝,其宽度随荷载条件、外界温度等而变化;不稳定裂缝,也就是增长裂缝,其长度和宽度都随着外界的条件变化而变化。对于这三种裂缝需要采取不同的修补方法。对稳定裂缝可采取刚性的材料进行充填修补,对活缝的修补则需采取强韧性的材料,如果用刚性的材料充填修补,修补便会失败,或是在修补的部位会出现新的裂缝。活缝的修补应该选择在引起活动因素的消除后在进行,但对于不稳定裂缝来说,必须首先消除产生裂缝的原因,否则裂缝修补后仍然会继续出现。 3.2裂缝修补的方法 经调查研究的结果分析,确认在不降低承载能力的裂缝情况下,通常采用充填法、注入法和表面修补法等处理方法: 充填法。当裂缝比较宽时,可以沿着裂缝砼的表面凿成U形或V形的槽,然后使用材料树脂砂浆进行充填,也可以使用沥青或是水泥砂浆等材料。表面修补法。当裂缝比较窄时,为了提高耐久性和恢复结构件表面的美观,便常采用表面修补法。一般常用的材料是树脂浸渍玻璃布或是环氧类树脂,他们都是沿着混凝土裂缝的表面铺设的薄膜材料。注入法。当裂缝的宽度较小但较深时,可以将修补的材料注入到混凝土的内部。首先要在裂缝处设置注入的用管,其他的部位用表面处理封住,使用低粘度的环氧树脂注入材料,用电动泵或是手动泵注入进行修补。若裂缝影响到了结构的安全,可采用粘贴加固法、围套加固法和钢箍加固法等结构加固的方法。此类方法皆属于结构加固,必须经过设计验算同意后才能进行。粘贴加固法。将型钢或钢板用粘结剂和改性环氧脂粘结到结构件砼裂缝部位的表面上,使型钢或钢板与混凝土连在一起工作。粘结前,将钢材的表面进行喷砂除锈,混凝土刷净干燥,粘贴层的厚度可以在1―4毫米之间。围套加固法。在尺寸允许的条件下,将结构外部的一侧或是多侧外包钢筋砼围套,以增加截面和钢筋,从而提高其承载能力:对结构件裂缝比较严重但尚未裂透破碎或是一侧破裂的,将裂缝部位的钢筋保护层凿去,外包钢丝网一层的大型基础设备通常采用增设钢板箍带,增强环向抗拉强度的方法进行处理。钢箍加固法。在结构裂缝部位的四周加钢套箍或是U型螺栓箍紧构件,来提高结构的承载力及刚度并能防止裂缝的扩大。加固时,应将混凝土的表面与钢套箍紧密接触,以确保使其共同工作。 4结束语 在水利工程施工中,混凝土承担着结构安全和防渗等作用,所以混凝土的质量是非常重要的。因此,有效的控制混凝土裂缝的产生和发展,对提高混凝土的结构质量,从而增加水利工程施工的安全都起着十分重要的作用,必须得到重视。 参考文献ca88官网, [1]刘军.《试论常见水工混凝土裂缝的种类及预防措施》[J].甘肃科技纵横,2008. [2]马顺利,刘艳.《浅谈水工混凝土常见裂缝与控制措施》[J].山西建筑,2010.

在水利工程建设中,混凝土施工是保证工程质量的基石,在整个工程中占有重要位置。混凝土的裂缝问题是一个普遍存在而又难以解决的工程实际问题,混凝土承担着水利建筑物的结构安全和防渗等重要功能,所以提高混凝土结构的质量,减少和控制混凝土裂缝的产生和扩展至关重要。本文主要对混凝土裂缝的危害、种类、出现原因、预防措施和出现裂缝后应采取的处理措施等进行了探讨,供大家参考。

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混凝土主要由砂石骨料、水泥、水及其它外加材料混合而成的非均质脆性材料被广泛的应用于水利工程建设中,但由于混凝土有均匀性比较差、离散性大的特点在使用特别容易出现裂缝。在水利工程建设中混凝土裂缝是一种比较常见的病害之一,对建筑物的危害比较大;我们必须要加以深入的研究与探讨,预防和控制裂缝的产生,不断提升水利工程建设的整体质量。

一、水利工程中出现混凝土裂缝的危害

混凝土裂缝的出现会降低混凝土结构物结构强度和整体稳定性,轻则影响建筑物的外观和正常使用,严重的贯穿性裂缝甚至可能导致混凝土结构物的完全破坏。混凝土裂缝导致的直接结果就是使水体建筑物产生渗漏,一旦发生渗漏,在水压力的作用下,裂缝的宽度会随着时间的加长而逐步变宽;另一方面当水渗入混凝土内部后,首先会引起水解破坏,导致混凝土结构物遭到严重破坏,空气中的二氧化碳会随着裂缝的深度而进入混凝土内部与水泥的水化产物相互作用而形成碳酸钙物质,就是常说的混凝土碳化,直接影响工程质量。在比较潮湿的环境下混凝土中的钢筋纯化膜容易遭受破坏,当水和空气同时期渗入,钢筋就产生锈蚀,钢筋锈蚀后体积膨胀,进一步加剧了混凝土裂缝的扩大,对整个工程形成了更大的危害。

二、水利工程中混凝土裂缝种类

混凝土裂缝按产生原因分为温度裂缝、干缩裂缝、钢筋锈蚀裂缝、超载裂缝、碱骨料反应裂缝等,按深度不同分为表层裂缝、深层裂缝和贯穿裂缝。混凝土出现的裂缝的原因由外荷载引起的裂缝;由变形引起的裂缝;由施工操作引起的裂缝等,本文在此不再做具体分析。

三、混凝土出现裂缝的原因以及预防措施

表面干缩裂缝成因及预防措施

干缩裂缝的表面多为平行线状或者网状浅细裂缝,宽度在0.05~o.2mm之间。对干缩裂缝要引起足够的重视,它通常会影响到混凝土的抗渗性、耐久性、承载力等。它多出现在浇筑完毕后的一周左右,产生干缩裂缝的主要原因是混凝土的内部与外部水分蒸发的程度不同造成的。混凝土表面水分受自然条件的影响蒸发比较快,变形比较大;而混凝土内部水分变化不是很大,变形也比较小;较

大的表面干缩变形受到混凝土内部约束,产生较大拉应力而产生裂缝。

主要的预防措施是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;混凝土平面收光要恰到好处,最后一道收光要用力反复揉搓。混凝土表面既达到最密实的程度,又能收好光;选用干缩性比较小的水泥;适当延长混凝土的早期养护时间,保持混凝土表面经常湿润;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。

温度裂缝成因及预防措施

温度产生的裂缝通常包括三种情况。

1、这种裂缝大多出现在大体积混凝土的表面,时间通常是施工后期。在大体积混凝土浇筑后,水泥水化作用产生大量的水化热,释放出大量的热量。这些热量聚集在混凝土内部难以排出,导致内部温度迅速升高;而混凝土的表面散热比较快,造成了混凝土内外部产生了比较大的温差,较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同使混凝土表面产生一定的拉应力。当拉应力超出混凝土本身的抗应力时就会出现裂缝。

2、在混凝土的施工中当外部环境温差化较大时会造成混凝土表面收缩,比如遭受寒潮侵袭或夏天混凝土经阳光曝晒后突然下雨,表面收缩的混凝土受内部混凝土的约束,将产生很大的拉应力而产生裂缝。

3、施工中人为因素引起的温度变化,如新旧混凝土接合面、分层分块不合理、养护不及时等。

对温度裂缝的主要预防措施是减少水泥用量,在混凝土中掺加适量粉煤灰或减水剂;降低水灰比,一般混凝土的水灰比控制在0.6以下;选用低热或中热水泥;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;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;加强混凝土温度的监控,及时采取冷却保护措施;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;以防寒潮袭击混凝土表面应设置保温措施;合理安排施工工序,分层、分块浇筑,以利于散热,减少约束。

塑性裂缝成因及预防措施

塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现,较长的裂缝可达1~2m,宽1~5mm,是混凝土在终凝之前表面因失水较快而产生的。其产生的原因是混凝土在凝结前几乎没有强度或强度微小,受高温或较大风力的影响,造成混凝土表面失水过快,混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩,因此容易产生龟裂。

主要预防措施是主要预防措施是避免高温和大风天气下浇筑,防止在外风干和在阳光下暴晒;浇筑混凝土之前,将基层和木模板浇水湿润,选用早期强度较高,干缩值较小的硅酸盐水泥;及时注意保湿保温用塑料薄膜或潮湿的草帘子养护;严格控制水灰比和水泥用量,选择级配良好的石子,减少空隙率和砂率。

沉陷裂缝及预防措施

沉陷裂缝一般与地面垂直或呈30。~45。一般情况下裂缝宽度与沉陷量成正比关系。地基变形稳定之后,沉陷裂缝也基本趋于稳定。其产生的原因是地基土质不均匀,有些松软或回填土不实或遭浸水而造成的不均匀的沉降。在冬季模板支撑在冻土上,一旦化冻后就会产生沉降致使混凝土结构产生裂缝。

主要预防措施:防止地基在混凝土浇筑过程中被水浸泡;模板有足够的强度和刚度,且支撑牢固,并使地基受力均匀;松软土填土地基进行必要的夯实和加固;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。

四、水利工程构筑物已产生裂缝的修补方法

表面修补法

在裂缝的表面涂水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料,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,通常可以采用在裂缝表面粘贴玻璃丝布等措施。表面修补法主要适用于对表面裂缝和深度裂缝的处理。

充填法

对于裂缝宽度大于0.5mm 的裂缝,沿裂缝处凿成““u”形或“V” 形槽,槽顶宽约10 mm ,在槽中充填密封材料。 充填材料采用水泥砂浆环氧砂浆弹性环氧砂浆聚合物水泥砂浆等如果钢筋混凝土结构中钢筋已经锈蚀,则将混凝土凿开到能够处理已经生锈的钢筋部分,将钢筋除锈,再在槽中充填水泥砂浆 或环氧树脂砂浆等材料。

灌浆法

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,多应于较深、较细的裂缝。灌浆材料有水泥浆材普通环氧浆材弹性聚氨酯浆材水溶性聚氨酯浆材等。

结构加固法

当裂缝影响到混凝土结构的性能时,就要考虑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:

1、加大混凝土结构的截面积。

2、在构件的角部外包型钢。

3、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土剂加固。

混凝土置换法

混凝土置换法普遍用于处理严重损坏的混凝土的一种有效方法,它是将损坏的混凝土去掉后置换新的混凝土或其它材料,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。

结语:

混凝土在水利工程中起着防渗和结构安全的作用,裂缝的出现会直接会降低水利建筑物的抗渗能力和承载能力;因此必须对混凝土裂缝进行深入细致的调查研究,找到科学的解决办法,这对提高混凝土结构的质量,提升水工建筑物的安全有着重要的作用,必须引起重视。

参考文献

[1] 刘军 试论常见水工混凝土裂缝的种类及预防措施 甘肃科技纵横 2008

[2] 李丽,苗莉.浅述在水利施工中对混凝土工程质量控制要点[J].黑龙江科技信息,2009:421.

[3] .吕樟倪.郑淑芳.王静 大坝混凝土裂缝修补及防治措施[期刊论文]-水利技术监督 2008

[4] 袁光裕.水利工程施工[M]中国水利水电出版社,2005.

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