摘要:裂缝是混凝土结构中难以完全避免的一种现象。要想保证工程质量,工程建设各参建单位应对混凝土裂缝进行分析原因,采取相应的控制措施,加强监督与检测,及时进行处理,不断积极探索新材料和新方法的应用。

关键词:水利工程混凝土 裂缝 处理措施

中图分类号: TV 文献标识码: A

一、 .混凝土的分类

按混凝土的结构分:有普通混凝土、大孔混凝土、多孔混凝土。按胶结材料分:有水泥混凝土、石膏混凝土、硅酸盐混凝土、沥青混凝土、塑料混凝土、水玻璃D氟硅酸钠混凝土。按用途分:有普通混凝土、道路混凝土、防水混凝土、耐热混凝土、隔热混凝土、耐酸混凝土、防辐射混凝土。按质量密度分:有特重混凝土、重混凝土、稍轻混凝土、轻混凝土、特轻混凝土。

二、混凝土裂缝产生的原因

1.设计方面的原因

1.1.在建筑结构设计时,过多的追求外观造型,导致结构中断面突变产生应力集中现象,易产生裂缝。此外,混凝土结构某一方向尺寸过大,超出规范要求,也容易产生裂缝。

1.2在建筑结构设计中对连续构件的刚控制不够,构件刚度的突变容易产生裂缝。

1.3设计时构造处理不当,构造钢筋配置过少或过粗,钢筋间距过大,易产生裂缝。此外,后浇带设置时,未增加相应构造措施,也容易产生裂缝。

1.4结构设计时未考虑混凝土因环境温度等原因产生收缩变形而导致裂缝产生。

2原材料方面的原因

2.1水泥品种选择不当,所选水泥水化热过高、安定性不良,对混凝土收缩影响较大。

2.2粗细骨料(砂、石子)含泥量过大,石子颗粒级配不良、针片状过多,砂细度模数过小等也会造成混凝土收缩过大。

2.3混凝土外加剂品种或掺和料掺量选择不当,也易造成混凝土收缩过大。

3配合比设计的原因

3.1配合比设计中水泥品种、强度等级选用不当。

3.2配合比设计时,水灰比选择不当,水泥用量和用水量过大,塌落度过大,

混凝土的收缩越大。

3.3砂率过大,造成混凝土和易性差,混凝土离淅、泌水现象严重,保水性不良,加大混凝土收缩现象。

3.4配合比设计时,外加剂、掺和料使用量不合理,也会造成收缩增大。

4施工质量方面的原因

4.1现场浇捣混凝土时,漏振、过振导致混凝土振捣不密实,影响混凝土的密实性和均匀性,易导致裂缝产生。

4.2商品混凝土在运输过程中,混凝土拌合后到施工现场浇筑振捣成型时间间隔过过长,易导致裂缝产生。

4.3混凝土浇筑成型后,由于环境温度影响,特别是夏冬季施工,风速大、气温高,混凝土水分蒸发过快,现场养护措施不到位,易易导致裂缝产生。

4.4现场模板安装不当、未按规定顺序或时间拆除,混凝土未达到规定的拆模强度,会导致裂缝产生。

4.5 施工过程中施工荷载的计算和控制不准确,导致混凝土构件在出现裂缝。

三、水利工程施工中混凝土裂缝控制措施

1.设计措施

(1)精心设计混凝土配合比。在保证混凝土具有良好工作性的情况下,应尽可能降低混凝土的单位用水量,采用“三低、二掺、一高“的设计准则,生产出”高强、高韧、中弹、低热和高抗拉值“的抗裂混凝土。

(2)增配构造筋,提高抗裂性能。这里应采用小直径、小间距的配筋方式,全截面的配筋率应为0.3%~0.5%。

(3)避免结构突变产生应力集中。在易产生集中的薄弱环节采取加强措施。

(4)在易裂的边缘 部位设置暗梁,提高该部位的配筋率,提高混凝土的极限抗拉强度。

(5)在结构设计中应充分考虑施工时的气候特征,合理设置后浇逢;在正常施工条件下,后浇缝间距应为20~30m,保留时间一般不少于60d。如不能预测施工时的具体条件,也可临时根据具体情况进行设计变更。

2.原材料控制措施

(1)尽量选用低热或热水泥,或利用混凝土的后期强度,以降低水泥用量,减少水热化。在条件许可的情况下,应优先选用收缩性小的或具有为膨胀性的水泥,因为这种水泥在水化膨胀期可产生一定的预压应力,水化后期预压应力可部分抵消温度徐变应力,减少混凝土内的拉应力,提高混凝土的抗裂能力。

(2)适当掺加粉煤灰。混凝土中掺用粉煤灰后,可提高混凝土的抗渗性、耐久性,减少收缩,降低胶凝材料体系的水化热,提高混凝土的抗拉强度,抑制碱骨料反应,减少新拌混凝土的泌水等。

(3)选择级配良好的骨料。骨料在混凝土中所占比例一般为混凝土绝对体积的80%~83%,因此在选择骨料时,应选择膨胀系数小,岩石弹模较低、表面清洁、级配良好的骨料。一般来说可以选用粒径4~40mm的粗骨料,尽量采用中砂;严格控制砂、石子的含泥量,控制水灰比在0.6以下;还可以在混凝土中掺缓凝剂,减缓浇筑速度,以利于散热。另外还可以考虑在混凝土中掺加坚实无裂缝、冲洗干净、规格为150~300mm的大块石。掺加大块石不仅减少了混凝土总用量,降低了水热化,而且石块本身也吸收了热量,使水化热能进一步降低,对控制裂缝有一定好处。

(4)适当选用高效减水剂和引气剂,这对减少混凝土单位用水量和胶凝材料用量,改善新拌混凝土的工作度,提高硬化混凝土的力学、热学、变形、耐久性等性能起着极为重要的作用。

3.施工方法控制措施

混凝土施工时内部适当预留一些孔道,在内部通循环冷水或冷气冷却,降温度不应超过0.5℃~1.0℃Mh。对大型设备基础可采用分块分层浇筑,分块厚度为1.0~1.5m,以利于水化热散发和减少约束作用。当混凝土浇筑在岩石地基或厚大的混凝土垫层上时,在岩石地基或混凝土垫层上铺设防滑隔离层,将底板高低起伏和截面突变处做成渐变化形式,以消除或减少约束作用。此外,还应加强混凝土的浇灌振捣,提高密实度。尽可能晚拆模,拆模后混凝土表面温度不应下降15℃以上。尽量采用两次振捣技术,以改善混凝土强度,提高抗裂性。还可根据具体工程特点,采用UEA补偿收缩混凝土技术。

4.采取合理的养护措施

(1)保温养护是混凝土施工的关键环节,其目的主要是降低大体积混凝土浇注块体的内外温差值,以降低混凝土块体的自约束应力。可以降低混凝土浇注块体的降温速度,充分利用混凝土的抗拉强度,以提高混凝土块体承受外约束力的抗裂能力,达到防止或控制温度裂缝的目的。

(2)养护期间混凝土表面温度与其中心温度差不大于25℃.混凝土浇灌过程中,如遇风雨天气,应搭设防雨彩条布进行遮盖,同时周边做好明沟排水工作,防止雨水流进基坑内,保证混凝土浇灌的连续性和施工质量。

总结:工程中应用混凝土,已经有两百多年的历史,大大小小的城市的占地面积有混凝土建筑物占据了90%以上,河滩、河谷、绿化地等只占10%的面积。迄今为止两百多年的历史,裂缝伴随着混凝土,各个建筑物中裂缝小着减短寿命,裂缝大着失去工作能力,水利工程中癌症。随着我国社会经济的高速发展,混凝土用量的逐年增加,使中国的混凝土用量已经占全世界的一半以上,因此只有不断地提升了混凝土广泛应用和基础产业耗材术水平,才能为我国水利工程建设做贡献。