摘 要:近幾年我國大力發(fā)展水利水電工程基礎(chǔ)建設(shè),而大多數(shù)的水利水電工程都是大體積混凝土工程,會(huì)不可避免地產(chǎn)生混凝土裂縫,給工程質(zhì)量和工程安全帶來影響,因此,要采用有效的方法來減小混凝土裂縫對(duì)工程的危害。文章主要通過對(duì)水利水電工程施工中混凝土裂縫產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析,探討混凝土裂縫防治的有效措施,從而提高水利水電工程的整體施工水平,減少混凝土裂縫現(xiàn)象。
關(guān)鍵詞:混凝土裂縫;原因;防治措施
水利水電工程建筑物多數(shù)為混凝土結(jié)構(gòu),由于混凝土結(jié)構(gòu)自身的抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)高于抗拉強(qiáng)度,在壓應(yīng)力作用下不會(huì)產(chǎn)生破壞的混凝土,在受到拉應(yīng)力作用時(shí),會(huì)因?yàn)榭估瓘?qiáng)度的不足而產(chǎn)生裂縫,所以混凝土裂縫是不可避免的。因此,要有效地防治混凝土裂縫,必須找到混凝土裂縫產(chǎn)生的原因,依據(jù)原因找到防治的措施,從而保證水利水電工程的施工質(zhì)量。
1 混凝土裂縫產(chǎn)生的原因
1.1 混凝土的收縮
混凝土中含有大量的水泥,水泥水化后會(huì)產(chǎn)生熱量而使混凝土內(nèi)部溫度升高,混凝土?xí)l(fā)生膨脹,而外部水分迅速揮發(fā),又使混凝土急劇收縮,這樣就使混凝土產(chǎn)生了收縮變形。收縮變形會(huì)使混凝土結(jié)構(gòu)的變截面處產(chǎn)生裂縫,建筑物也會(huì)因此開裂、變形甚至破壞。并且這些裂縫是很深的,可以使鋼筋暴露在空氣中或是水中,使鋼筋發(fā)生氧化而腐蝕,嚴(yán)重影響了建筑物的強(qiáng)度和穩(wěn)定性,給工程施工帶來安全隱患。
1.2 溫度裂縫
混凝土內(nèi)外溫度差也會(huì)引起混凝土裂縫。在澆筑初期,混凝土內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生大量的水化熱,這些熱量被包含在內(nèi)部很難散發(fā)掉,混凝土內(nèi)部溫度會(huì)明顯升高,而混凝土外部溫度較低,內(nèi)外的溫差使得混凝土受到的拉應(yīng)力不同,產(chǎn)生裂縫。
1.3 混凝土材料及配合比
混凝土是由多種材料組成的結(jié)合體,各種材料的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及組成比例都可能導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。因此,一定要嚴(yán)格控制混凝土材料的質(zhì)量,按照現(xiàn)場試驗(yàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)的配比。由于混凝土的組成材料和外加劑的種類等指標(biāo)參數(shù)是相互關(guān)聯(lián)的,當(dāng)一個(gè)指標(biāo)變化,其他指標(biāo)也會(huì)受到影響,所以在確定粗細(xì)骨料的級(jí)配、針片含量、水泥用量、用水量、外加劑的種類、水泥品種和等級(jí)等指標(biāo)時(shí),要嚴(yán)格按照規(guī)范和設(shè)計(jì)方案進(jìn)行,減小由混凝土材料和級(jí)配所引起的混凝土收縮變化,防止混凝土裂縫產(chǎn)生。
1.4 施工養(yǎng)護(hù)
施工過程中的施工工藝、環(huán)境變化及后期養(yǎng)護(hù)也可能對(duì)混凝土產(chǎn)生影響,導(dǎo)致混凝土裂縫的產(chǎn)生。在混凝土澆筑完成后,振搗不均勻或者漏振、過振、振搗棒抽撤過快等,會(huì)對(duì)混凝土的密實(shí)性和均勻性產(chǎn)生影響;另外在混凝土施工時(shí)沒能及時(shí)進(jìn)行兩次抹面,混凝土表面收縮也會(huì)促使裂縫產(chǎn)生;在溫差變化較大的情況下施工,沒及時(shí)做保溫和降溫工作,使混凝土內(nèi)部溫度過高而外部溫度低,因混凝土溫差過大而產(chǎn)生裂縫;混凝土養(yǎng)護(hù)不及時(shí),也會(huì)引起裂縫;模板拆除過早,或拆除不當(dāng),使混凝土表面快速脫水,會(huì)產(chǎn)生收縮裂縫。以上這些因素都會(huì)對(duì)混凝土產(chǎn)生影響,引起不同類型的裂縫,因此,要重視混凝土的養(yǎng)護(hù)階段,確?;炷聊苷S不_(dá)到最佳的狀態(tài)。
2 混凝土裂縫的防治措施
在水利水電工程施工過程中,由于工程本身的要求常常會(huì)使用較大體積的混凝土,而混凝土?xí)艿阶陨砗铜h(huán)境的影響,產(chǎn)生裂縫,給工程施工帶來隱患,因此,必須采取有效的措施來預(yù)防混凝土裂縫的產(chǎn)生。
2.1 嚴(yán)格控制原材料
混凝土是一種混合材料,只有控制好組成材料的數(shù)量和質(zhì)量,才能減少混凝土裂縫的產(chǎn)生。
首先,要控制好水泥的用量。水泥的水化反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生大量的熱量,使混凝土內(nèi)部溫度顯著提高,從而產(chǎn)生內(nèi)外溫差,導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫,所以在施工過程中要盡可能地減小水泥的發(fā)熱量??梢圆捎玫桶l(fā)熱量的水泥,或者減小水泥的用量,在混合料中摻入大量的粉煤灰,采用高效外加減水劑的方法來減少水泥的水化熱。
其次,要改善骨料級(jí)配,增大骨料的粒徑。要使用較大粒徑的粗骨料,粒徑越大,級(jí)配越好,孔隙率也就越小,可以減少砂漿用量和水泥用量,從而減小水化熱,防止混凝土裂縫的產(chǎn)生。要采用經(jīng)過清洗的中砂做細(xì)骨料,中粗砂孔隙率小,可以降低水化熱,從而降低裂縫的產(chǎn)生。
2.2 控制外加劑的加入
在工程施工過程中,為了防止混凝土澆筑產(chǎn)生的裂縫,可以采用摻入外加劑的方法。混凝土外加劑是指為了改善和調(diào)節(jié)混凝土的性能而摻加的物質(zhì),在水利水電工程中常用的外加劑主要有減水劑、緩凝劑、引氣劑等。減水劑是指在混凝土拌合時(shí)減少拌合水用量的外加劑,它可以降低混凝土的水灰比,減少水化熱,從而防止混凝土開裂;緩凝劑是一種可以延長混凝土凝固時(shí)間的外加劑,它延遲了混凝土最高放熱量的時(shí)間,使混凝土的凝固時(shí)間避開了最高放熱量時(shí)間,混凝土可以盡快達(dá)到最大強(qiáng)度,而不引起開裂;引氣劑是在攪拌混凝土過程中能引入大量均勻分布、穩(wěn)定而封閉的微小氣泡的外加劑,它可以使混凝土泵送更加容易,提高混凝土的耐久性能。雖然外加劑可以提高混凝土的性能,但在工程施工中要嚴(yán)格按照規(guī)范使用,不能隨意選用和添加。
2.3 采用科學(xué)合理的施工工藝
在拌制混凝土?xí)r,要嚴(yán)格控制原材料的用量。盡量降低混凝土的溫度,防止混凝土開裂??梢栽诨炷涟韬蠒r(shí)加入冰或者是冰水進(jìn)行拌合,或者是對(duì)骨料進(jìn)行預(yù)冷。骨料預(yù)冷的方法主要有水冷法、風(fēng)冷法和真空汽化冷卻法。使混凝土的溫度控制在較低的范圍,從而減低混凝土的入倉溫度。
在進(jìn)行混凝土澆筑時(shí),要嚴(yán)格按照規(guī)范要求振搗,保證振搗質(zhì)量?;炷翝仓瓿珊?,要進(jìn)行表面的壓實(shí)和抹平,防止裂縫產(chǎn)生。在澆筑大體積的混凝土?xí)r要更加地注意,可以根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行分區(qū)、分層澆筑,振搗時(shí)要實(shí)行流水振搗,確保兩個(gè)澆筑層能緊密地結(jié)合。要合理地安排混凝土的澆筑時(shí)間,在春季和秋季多澆,夏季早晚澆,正午天氣炎熱時(shí)不澆,要將重要施工部位安排在低溫季節(jié)、低溫時(shí)段澆筑,從而降低混凝土的入倉溫度,避免出現(xiàn)溫度裂縫。當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到要求時(shí)就可以拆模了,拆模后要控制混凝土結(jié)構(gòu)表面溫度下降幅度,當(dāng)溫度下降過大時(shí),表面混凝土?xí)a(chǎn)生收縮,在表面收縮內(nèi)部約束的情況下,會(huì)產(chǎn)生拉應(yīng)力,產(chǎn)生混凝土裂縫。
澆筑完的混凝土要及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù),應(yīng)在混凝土結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行灑水保濕或者是鋪沾滿水的草簾,保持混凝土的水分,促進(jìn)混凝土結(jié)構(gòu)的表面水化,混凝土的養(yǎng)護(hù)周期要嚴(yán)格按照規(guī)范執(zhí)行,對(duì)于摻入外加劑的混凝土可以按設(shè)計(jì)齡期進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。若是在高溫季節(jié)施工,可以在混凝土內(nèi)部埋設(shè)冷水管,來降低混凝土的溫度。
3 結(jié)束語
與大部分工程建筑一樣,水利水電工程建筑物大都屬于室外工程,需要暴露在惡劣的環(huán)境和驟變的溫差中,而由于本身施工要求的原因,水利水電工程多數(shù)都是大體積的混凝土,所以混凝土裂縫現(xiàn)象是不可避免的,因此,在施工過程中要采用有效的防治措施來減小混凝土裂縫對(duì)建筑物的危害,保障建筑物的安全和穩(wěn)定。
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