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        水利施工中的混凝土裂縫控制

        2017-08-09 23:55:04王賀民
        中國科技博覽 2017年25期
        關(guān)鍵詞:水利施工混凝土裂縫控制措施

        王賀民

        [摘 要]混凝土裂縫是當(dāng)前水利工程中普遍容易出現(xiàn)的問題,裂縫的產(chǎn)生不僅影響水利工程的防滲功能,使水利工程無法正常運轉(zhuǎn),還會造成鋼筋被腐蝕的現(xiàn)象,使水利工程的穩(wěn)定性受到威脅,給水利過程帶來極大的安全隱患。所以,在實際的水利工程建設(shè)的混凝土施工過程中,要結(jié)合實際情況,注重對混凝土裂縫的控制,同時加強對混凝土施工的監(jiān)督與管理,盡可能的避免裂縫現(xiàn)象,有效的提高工程質(zhì)量,確保水利工程能夠正常運轉(zhuǎn)。本文細致的闡述了混凝土裂縫形成的原因,并提出了相應(yīng)的控制混凝土裂縫的策略。

        [關(guān)鍵詞]水利施工;混凝土裂縫;控制措施

        中圖分類號:TV544 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-914X(2017)25-0209-02

        1 水利施工中混凝土裂縫的危害

        在水利工程的施工過程中,混凝土裂縫會讓建筑物出現(xiàn)滲漏的問題,混凝土的裂縫會因為外力的作用而不斷擴大,并且混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)會因為水的滲入而發(fā)生變形。由于混凝土裂縫的存在,水泥化合物可能會與滲入內(nèi)部的二氧化碳相結(jié)合而產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),從而導(dǎo)致碳酸鈣物質(zhì)的產(chǎn)生,混凝土?xí)驗樘蓟觿∈湛s,從而產(chǎn)生混凝土裂縫;在相對潮濕的環(huán)境中,空氣中的二氧化碳會和水泥中的化學(xué)成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng),降低混凝土的堿度,從而破壞鋼筋純化膜,加重鋼筋銹蝕,對鋼筋的強度和剛性造成嚴(yán)重的影響。此外,混凝土的水拉能力會因為裂縫而降低,從而進一步擴大裂縫,對混凝土的質(zhì)量造成嚴(yán)重的損害??偟膩碚f,混凝土裂縫的存在,對混凝土結(jié)構(gòu)的強度和穩(wěn)定性具有嚴(yán)重的影響,對水利工程建筑物的正常使用和外觀都非常的不利,嚴(yán)重的情況下,還會導(dǎo)致水利工程建筑物自身水利功能的喪失,給國家和人民造成巨大的損失。

        2 水利施工中混凝土裂縫的成因

        2.1 材料因素

        2.1.1 水泥的選擇

        混凝土主要是由水泥組成,混凝土的質(zhì)量與水泥的使用和選擇有著直接的關(guān)系。在水利施工的過程中,水泥自身所具有的特性被混凝土制作人員所忽視,從而導(dǎo)致在施工過程中混凝土裂縫的產(chǎn)生。水泥具有抗裂性差、強度高的特性,在進行水化時,會將一定的熱量釋放出來,混凝土內(nèi)部溫度會隨著這些熱量的聚集而逐漸的升高,從而導(dǎo)致內(nèi)外溫差的升高,在這個時候,混凝土的內(nèi)部和外部分別會產(chǎn)生抗壓應(yīng)力和拉應(yīng)力,當(dāng)內(nèi)部的抗壓應(yīng)力小于外部的拉應(yīng)力時,混凝土表面的裂縫也就會隨之產(chǎn)生。

        2.1.2 材料的使用比例

        在制作混凝土?xí)r,原材料的配合比例相當(dāng)重要?;炷恋乃嘤昧吭酱?,用水量越高,那么混凝土的收縮性變會越大,坍塌的風(fēng)險也會提高。導(dǎo)致這種情況的原因一般有三方面。首先,預(yù)攪拌的混凝土應(yīng)該控制在5-35mm之間,現(xiàn)澆的混凝土石子直徑應(yīng)該在20-35mm之間,含砂率應(yīng)該在35%左右。但是由于個別操作人員的失職,沒有嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)配料,使得這種原料的配合失當(dāng),從而造成混凝土的裂縫。其次,在配合過程中,如果含砂率、水灰比不適當(dāng),會導(dǎo)致混凝土的保水性差、沁水等問題。最后,混凝土的制作離不開外加劑的使用。由于外加劑的種類較多,特性不一,所以在添加外加劑的過程中,一些制作人員往往會忽視外加劑的特性及用量,從而導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫。

        2.2 濕度差異

        由于混凝土外部和混凝土內(nèi)部的水分蒸發(fā)的程度不一樣,進而混凝土內(nèi)外濕度存在著差異,以及造成各種變形。通常混凝土受外界環(huán)境影響,其表面的水分蒸發(fā)速度較快,就會發(fā)生較大的變形,然而混凝土內(nèi)部的濕度不會發(fā)生太大的變化,這樣就對混凝土表面干縮變形形成了較大的約束力,從而出現(xiàn)強大的拉應(yīng)力,導(dǎo)致混凝土裂縫的形成。一般狀況下,混凝土的濕度越小,水泥漿體干縮的程度就會越大,發(fā)生混凝土裂縫的概率就越高。由于濕度差異造成的裂縫還在不同的程度上影響混凝土的抗?jié)B性能,使壩體鋼筋發(fā)生銹蝕,混凝土的耐久性遭到極大的削弱,往往會在水流的壓力下形成更大的裂縫,對混凝土實際承受能力造成較大影響。

        2.3 塑性收縮

        塑性收縮現(xiàn)象是水利工程建設(shè)中比較常見的一種表現(xiàn)形式,在施工中,經(jīng)過漿液澆筑使其固化,從而來滿足施工建筑需要。但是在此現(xiàn)象中,混凝土可能會受到外界因素的干擾,而出現(xiàn)水泥水化的現(xiàn)象使得內(nèi)部溫度隨著水分不斷蒸發(fā),最終導(dǎo)致混凝土體積收縮,承受力下降,當(dāng)外在壓力大于自身承載力時,就會出現(xiàn)裂縫等現(xiàn)象,最終影響水利工程的施工質(zhì)量。

        2.4 結(jié)構(gòu)異常變形產(chǎn)生裂縫

        混凝土材料對水利建筑結(jié)構(gòu)進行澆注后,要實現(xiàn)真正意義上結(jié)構(gòu)體系必須要經(jīng)過一定時間的凝固過程。在凝固的過程中出現(xiàn)的異常變形就是由于凝固過程的收縮現(xiàn)象導(dǎo)致的,在完全實現(xiàn)凝固之前,混凝土結(jié)構(gòu)由于長時間的太陽暴曬、空氣流通以及暴露在外的影響,導(dǎo)致外部水分蒸發(fā)較快,內(nèi)部水分蒸發(fā)較慢,內(nèi)外干濕不一致導(dǎo)致塑性收縮的狀況。

        2.5 養(yǎng)護工作不到位

        在水利工程施工過程中,如果施工單位沒有充分做好混凝土的養(yǎng)護工作,那么也有可能會造成混凝土出現(xiàn)裂縫。通常在混凝土澆筑工作完成以后,那么其自身的含水量就可以滿足水泥水化的需求,這就嚴(yán)重阻礙了水泥水化的正常進行。如果施工單位沒有做好混凝土的后期養(yǎng)護工作,就會造成一些混凝土的表面失水速度過快,使得混凝土發(fā)生變形,最終造成裂縫的發(fā)生。

        3 水利施工中混凝土裂縫的控制措施

        3.1 注重溫度對混凝土的影響

        在水利工程建設(shè)施工的過程中,進行混凝土澆筑的時候,要充分考慮到施工工地的氣溫變化幅度,應(yīng)依據(jù)外界氣溫的變化適當(dāng)?shù)恼{(diào)整施工的條件,以此來保證混凝土的施工質(zhì)量。同時,在實際的施工中,要正確認識到混凝土自身的特性,并結(jié)合施工現(xiàn)場的實際情況,這樣才能找出最佳的施工方案。例如,在混凝土澆筑的過程中,常常會出現(xiàn)模板變形的狀況,這時施工單位應(yīng)該派專門的工作人員進行看護,一旦發(fā)生位移變形的狀況,則馬上停止混凝土澆筑,并且要及時的對模板進行修理。如果是在冬季施工,更應(yīng)該注意溫度對混凝土的影響,在實際的施工中,混凝土入模的溫度應(yīng)該不小于10°;若是夏季,混凝土入模的溫度應(yīng)該小于25°,只有控制在這樣的范圍內(nèi),才能夠保證混凝土質(zhì)量。

        3.2 注重混凝土材料的選擇與配合比

        施工中依據(jù)不同的施工作業(yè)環(huán)境對混凝土材料都有不同的需求,所以在混凝土材料使用及選擇上必須依據(jù)實際施工作業(yè)情況進行合理的選擇,如在混凝土施工作業(yè)時,可以選擇低水化熱、細料較差的、或是強度適宜的水泥,這樣不但能夠提高混凝土的強度及抗裂性,還能避免因溫度過高而出現(xiàn)裂縫等現(xiàn)象。在選擇 骨料方面,必須按照國家規(guī)定的施工技術(shù)要求,進行合理施工選擇材料。同時,施工單位要加強對原材料的審核作業(yè),防止不合格的施工材料進入施工現(xiàn)場,從根本上杜絕質(zhì)量問題的出現(xiàn)。從另外一個角度來講,混凝土的配合比也是極其重要的,絕對不能憑借其經(jīng)驗任意選配,要充分考慮到混凝土泵送的流動度及易和性。

        3.3 添加外加劑防止裂縫

        為保證混凝土工程質(zhì)量, 防止裂縫產(chǎn)生, 提高混凝土的耐久性, 正確使用外加劑也是減少開裂的措施之一, 例如使用減水防裂劑等。其主要作用為: 水灰比是影響混凝土干縮的重要因素, 使用減水防裂劑可使混凝土用水量減少; 水泥用量也是混凝土收縮率的重要因素, 摻加減水防裂劑的混凝土在保持混凝土強度的條件下可減少水泥用量, 其體積用增加骨料用量來補充; 減水防裂劑可以改善水泥漿的稠度, 減少混凝土泌水, 減少沉縮變形; 摻加外加劑可以使混凝土密實性好, 可以有效地提高混凝土的抗碳化性, 減少碳化收縮; 摻減水防裂劑后混凝土緩凝時間適當(dāng), 在有效防止水泥迅速水化放熱的基礎(chǔ)上, 避免因水泥長期不凝而帶來的塑性收縮增加。

        3.4 混凝土養(yǎng)護

        混凝土澆筑完工之后,其后續(xù)的養(yǎng)護工作也值得重視。養(yǎng)護的目的是讓混凝土能夠適應(yīng)溫濕條件,避免出現(xiàn)混凝土內(nèi)外溫差、表面溫差過大的情況。要保證混凝土施工時的溫度不能低于使用時的溫度,而且還需減小新舊混凝土之間的溫差。混凝土早期的養(yǎng)護,一方面要確保混凝土有適宜的溫度和濕度,另一方面則要確?;炷恋膹姸群统志枚?。除此之外,為避免混凝土的內(nèi)外溫差過大,而出現(xiàn)內(nèi)外作用力失衡的情況,施工單位可適當(dāng)?shù)难娱L混凝土的養(yǎng)護時間,可以再混凝土表面和底層使用薄膜澆水養(yǎng)護。

        3.5 加強監(jiān)督管理

        在水利工程的施工過程中,監(jiān)管部門要充分做好監(jiān)督檢查管理工作,要充分發(fā)揮自身的監(jiān)督管理職能,而且還要不斷地提高工程施工人員以及監(jiān)督管理人員的綜合素質(zhì)與專業(yè)水平,從而使其能夠及時發(fā)現(xiàn)施工中存在的問題,并妥善解決。對于新上崗的施工人員要加強工藝的培訓(xùn),從而使其掌握規(guī)范的施工工藝流程,保證合格上崗。由于混凝土裂縫會嚴(yán)重影響到水利工程的質(zhì)量,因此必須對混凝土的施工過程給予嚴(yán)格的監(jiān)督管理,要采取有效措施防止混凝土裂縫現(xiàn)象的產(chǎn)生,從而有效提高水利工程建筑物的整體質(zhì)量。

        4 裂縫修補的方法

        4.1 表面覆蓋法

        施工人員可以在細微的裂縫表面涂膜,從而提高混凝土的防水性和耐受性,使養(yǎng)護工作更加方便。這種涂膜方式一般可以分為兩種,一是使用鋼絲刷在混凝土表面打毛,從而對混凝土表面進行清理,然后用水清理干凈,并使其充分干燥,再用修補材料覆蓋其表面,確保其不會輕易受到影響。

        4.2 注入法

        當(dāng)裂縫的寬度較小但較深時,可以將修補的材料注入到混凝土的內(nèi)部。首先要在裂縫處設(shè)置注入的用管,其他的部位用表面處理封住,使用低粘度的環(huán)氧樹脂注入材料,用電動泵或是手動泵注入進行修補。若裂縫影響到了結(jié)構(gòu)的安全,可采用粘貼加固法、圍套加固法和鋼箍加固法等結(jié)構(gòu)加固的方法。此類方法皆屬于結(jié)構(gòu)加固,必須經(jīng)過設(shè)計驗算同意后才能進行。

        4.3 采用鋼箍和粘貼加固法

        鋼箍加固是在結(jié)構(gòu)裂縫部位四周加U型螺栓或型鋼套箍將構(gòu)件箍緊,使鋼套箍與混凝土表面緊密接觸,以保證共同工作。粘貼加固是粘結(jié)前,鋼材表面進行噴砂除銹,混凝土刷凈干燥,粘結(jié)層厚度可為1~4mm。可以用鋼板或型鋼用改性環(huán)氧樹脂和粘結(jié)劑,粘結(jié)到構(gòu)件砼裂縫部位表面,使鋼板或型鋼與混凝土連成整體共同工作。這樣就可以防止裂縫擴大,提高結(jié)構(gòu)的剛度及承載力。

        4.4 圍套加固法

        在尺寸允許的條件下,將結(jié)構(gòu)外部的一側(cè)或是多側(cè)外包鋼筋砼圍套,以增加截面和鋼筋,從而提高其承載能力:對結(jié)構(gòu)件裂縫比較嚴(yán)重但尚未裂透破碎或是一側(cè)破裂的,將裂縫部位的鋼筋保護層鑿去,外包鋼絲網(wǎng)一層的大型基礎(chǔ)設(shè)備通常采用增設(shè)鋼板箍帶,增強環(huán)向抗拉強度的方法進行處理。

        結(jié)束語:

        總之,在水利工程的施工過程中,混凝土裂縫是十分常見的現(xiàn)象。在進行施工的過程中,不僅要保證施工人員的素質(zhì)達到施工要求,混凝土配比更加合理,而且要根據(jù)不同的氣候條件制定不同的方案。當(dāng)問題出現(xiàn)時,及時采取補救措施,防止問題的進一步加大。不斷提高施工水平,才能保障水利工程建筑物的正常運行。

        參考文獻

        [1] 水利施工中混凝土裂縫產(chǎn)生的原因及處理對策[J].孫友材.山西建筑.2015(16).

        [2] 淺談水利施工中的混凝土裂縫控制及處理[J].蔣文瀾.科技展望.2015(04).

        [3] 水利施工中的混凝土裂縫控制淺議[J].何良,胡平,胡海濤.低碳世界.2014(17).

        [4] 水利施工中的混凝土裂縫的原因分析及防治措施[J].蔡安順.中華民居(下旬刊).2014(08).

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