淺談水利工程混凝土施工裂縫的成因及解決措施

1、淺談水利工程混凝土施工裂縫的成因及解決措施淺談水利工程混凝土施工裂縫的成因及解決措施摘要：混凝土是水利工程采用的主要建筑材料,而裂縫問題又是混凝土普遍存在且難于解決的工程實(shí)際問題。筆者綜合工程理論經(jīng)歷,對混凝土裂縫的形成機(jī)理及裂縫的預(yù)防與治理進(jìn)展了討論分析。關(guān)鍵詞：水工;混凝土;裂縫;預(yù)防;處理0概述水工混凝土是由多種脆性材料組成的非均勻材料,具有較高的抗壓性和良好的耐久性,同時(shí)也存在抗拉強(qiáng)度低、抗變形才能差、易開裂等論文聯(lián)盟.Ll.顯著特征。由于混凝土施工和本身變形、外力約束等一系列原因,硬化成型的混凝土中存在著眾多的微空隙、氣穴和微裂縫,即微觀裂縫,這些微裂縫用肉眼觀察不到,其寬度約為0.

2、05以下。微觀裂縫主要有3種:1裂縫,即沿著骨料周圍發(fā)現(xiàn)的骨料與水泥面粘結(jié)面上的裂縫。2水泥石裂縫,即分布于骨料之間的水泥漿中的水泥面裂縫。3骨料裂縫,即存在于骨料本身的裂縫。1宏觀裂縫產(chǎn)生的原因及預(yù)防措施1.1外表干縮裂縫及預(yù)防措施1.1.1外表干縮裂縫產(chǎn)生原因干縮裂縫多出如今混凝土養(yǎng)護(hù)完畢后的一段時(shí)間或是混凝土澆筑完畢后的7d左右。水泥漿中水分的蒸發(fā)會(huì)產(chǎn)生干縮,但這種收縮是不可逆的。干縮裂縫的產(chǎn)生主要是由于混凝土內(nèi)外水分的蒸發(fā)程度不同而導(dǎo)致的結(jié)果,混凝土受外部條件的影響,外表水分損失過快,變形較大,內(nèi)部濕度變化較小,變形較小,較大的外表干縮變形受到混凝土內(nèi)部約束,產(chǎn)生較大拉應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫。

3、相對濕度越低,水泥漿體干縮越大,干縮裂縫越容易產(chǎn)生。干縮裂縫多為外表性的平行線狀或網(wǎng)狀淺細(xì)裂縫,寬度多為0.050.2之間,大體積混凝土中平面部位多見。干縮裂縫通常會(huì)影響混凝土的抗?jié)B性,引起鋼筋的銹蝕,影響混凝土的耐久性,在水壓力的作用下會(huì)產(chǎn)生水力劈裂,影響混凝土的承載力等?；炷粮煽s主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、骨料的性質(zhì)和外加劑的用量等有關(guān)。1.1.2主要預(yù)防措施(1)選用干縮較小的水泥,如用中低熱水泥和粉煤灰水泥,在保證混凝土強(qiáng)度等級(jí)的前提下,降低水泥的用量。(2)混凝土的干縮受水灰比的影響較大,水灰比越大干縮越大,因此在混凝土配合比設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量控制好水灰比大小,同時(shí)摻加

4、適宜的減水劑。(3)嚴(yán)格控制混凝土攪拌時(shí)間和施工中的配合比,混凝土的用水量絕對不能大于配合比設(shè)計(jì)所給定的用水量,用水量誤差控制在標(biāo)準(zhǔn)允許的范圍之內(nèi)。(4)混凝土平面收光要恰到好處,最后一道收光要用力反復(fù)揉搓?；炷镣獗砑鹊竭_(dá)最密實(shí)的程度,又能收好光。(5)加強(qiáng)混凝土的早期養(yǎng)護(hù),并適當(dāng)延長混凝土的養(yǎng)護(hù)時(shí)間,保持混凝土外表經(jīng)常潮濕,既保濕又保溫。(6)在混凝土構(gòu)造中設(shè)置適宜的收縮縫。1.2塑性收縮裂縫及預(yù)防措施1.2.1塑性收縮產(chǎn)生原因塑性收縮是指混凝土在終凝之前外表因失水較快而產(chǎn)生的收縮。塑性收縮裂縫一般在干熱或大風(fēng)天氣出現(xiàn),裂縫多呈中間寬、兩端細(xì)且長短不一、互不連接狀態(tài)。較短的裂縫一般長203

5、0,較長的裂縫可達(dá)12,寬15。其產(chǎn)生的主要原因?yàn)榛炷猎谀Y(jié)前幾乎沒有強(qiáng)度或強(qiáng)度很小,或者混凝土剛剛終凝而強(qiáng)度很小時(shí),受高溫或較大風(fēng)力的影響,混凝土外表失水過快,造成毛細(xì)管中產(chǎn)生較大的負(fù)壓而使混凝土體急劇收縮,而此時(shí)混凝土的強(qiáng)度又無法抵抗其本身收縮,因此產(chǎn)生龜裂。影響混凝土塑性收縮開裂的主要因素有水灰比、混凝土凝結(jié)時(shí)間、水泥的安定性、環(huán)境溫度、風(fēng)速、相對濕度等。1.2.2主要預(yù)防措施(1)選用干縮值較小,且早期強(qiáng)度較高的普通硅酸鹽水泥。(2)嚴(yán)格控制水灰比和水泥用量,選擇級(jí)配良好的石子,減少空隙率和砂率。(3)澆筑混凝土之前,將基層和木模板澆水潮濕。(4)振搗要密實(shí),外表壓實(shí)。(5)及時(shí)用塑

6、料薄膜或潮濕的草簾子養(yǎng)護(hù),保濕保溫,或噴灑養(yǎng)護(hù)劑。(6)防止高溫和大風(fēng)天氣下澆筑,防止暴曬風(fēng)干。1.3溫度裂縫及預(yù)防措施1.3.1溫度裂縫產(chǎn)生原因溫度裂縫多發(fā)生在大體積混凝土外表或溫差變化較大的中間位置?；炷猎跐仓?在硬化過程中,水泥水化作用產(chǎn)生大量的水化熱,由于混凝土體積較大,大量的水化熱積聚在混凝土內(nèi)部而不易散發(fā),導(dǎo)致內(nèi)部溫度急劇上升,而混凝土外表散熱較快,產(chǎn)生較大溫差,較大的溫差造成內(nèi)部與外部熱脹冷縮的程度不同,使混凝土外表產(chǎn)生一定的拉應(yīng)力。當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度極限時(shí),混凝土外表就會(huì)產(chǎn)生裂縫,這種裂縫多發(fā)生在混凝土施工的后期。在混凝土的施工中當(dāng)溫差變化較大或混凝土受到寒潮的襲

7、擊時(shí)會(huì)造成混凝土外表收縮,外表收縮的混凝土受內(nèi)部混凝土的約束,將產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫。溫度裂縫通常只在混凝土外表較淺的范圍內(nèi)產(chǎn)生。溫度裂縫的走向通常無一定的規(guī)律。大面積構(gòu)造裂縫?？v橫交織;梁板類長度尺寸較大的構(gòu)造物裂縫多平行于短邊;深化和貫穿性的溫度裂縫一般與短邊方向或平行或接近平行,裂縫沿長邊分段出現(xiàn),中間較密。裂縫寬度大小不一,受溫度變化影響較為明顯,冬季較寬,夏季較窄。高溫膨脹引起的混凝土溫度裂縫通常中間粗兩端細(xì),而冷卻裂縫的粗細(xì)變化不太明顯。此種裂縫的出現(xiàn)會(huì)引起鋼筋的銹蝕、混凝土的碳化,降低混凝土的抗凍融、抗疲勞、抗?jié)B才能等。1.3.2主要預(yù)防措施(1)盡量選用低熱或中熱水泥,如

8、礦渣水泥、粉煤灰水泥等。(2)減少水泥用量,在混凝土中摻加適量粉論文聯(lián)盟.Ll.煤灰或減水劑。(3)降低水灰比,一般混凝土的水灰比控制在0.6以下。(4)改善骨料的級(jí)配,采用多級(jí)連續(xù)配料,摻加粉煤灰或高效減水劑等來減少水泥用量以降低水化熱。(5)改善混凝土的澆筑溫度,寒冷天氣要盡快入倉,盡量進(jìn)步入倉的溫度,入倉溫度保證在450以上;熱季要降低入倉溫度,砂石骨料要堆高遮陽,取用地下水為拌合用水,混凝土盡快入倉,入倉溫度控制300以下。(6)在混凝土中摻加減水緩凝劑,改善混凝土拌合物的流動(dòng)性和保水性,降低水化熱,推延延緩熱峰的出現(xiàn)時(shí)間。(7)大體積混凝土的溫度應(yīng)力與構(gòu)造尺寸相關(guān),混凝土構(gòu)造尺寸越大

9、,溫度應(yīng)力越大,因此要合理安排施工工序,分層、分塊澆筑,以利于散熱,減少約束。(8)在大體積混凝土內(nèi)部設(shè)置冷卻管道,通冷水或者冷氣冷卻,減少混凝土內(nèi)外的溫差。(9)加強(qiáng)混凝土溫度的監(jiān)控,及時(shí)采取冷卻保護(hù)措施。(10)預(yù)留溫度收縮縫。(11)減少約束,澆筑混凝土前應(yīng)在基巖和老混凝土上鋪設(shè)5左右的砂墊層或用瀝青等材料涂刷。(12)加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù),混凝土澆筑后及時(shí)用潮濕的草簾、麻布等覆蓋,并注意灑水養(yǎng)護(hù),適當(dāng)延長養(yǎng)護(hù)時(shí)間,保護(hù)混凝土外表緩慢冷卻,在寒冷季節(jié)混凝土外表應(yīng)設(shè)置保溫措施,以防寒潮襲擊。(13)混凝土中配置表層毛細(xì)鋼筋或者摻入纖維材料,將混凝土的溫度裂縫控制在一定的范圍之內(nèi)。1.4沉陷裂縫及

10、預(yù)防措施沉陷裂縫的產(chǎn)生原因是由于構(gòu)造地基土質(zhì)不均、松軟或回填土不實(shí)或浸水而造成不均勻沉降所致,或者因?yàn)槟０鍎偠热狈?、模板支撐間距過大或支撐底部松動(dòng)等導(dǎo)致,特別是在冬季,模板支撐在凍土上,凍土化凍后產(chǎn)生不均勻沉降致使混凝土構(gòu)造產(chǎn)生裂縫,其走向與沉陷情況有關(guān),一般與地面垂直或呈300450方向開展,較大的沉陷裂縫往往有一定的錯(cuò)位,裂縫寬度往往與沉陷量成正比關(guān)系,裂縫寬度受溫度變化的影響較小,地基變形穩(wěn)定之后,沉陷裂縫也根本趨于穩(wěn)定。主要預(yù)防措施.(1)對松軟土填土地基在上部構(gòu)造施工前應(yīng)進(jìn)展必要的夯實(shí)和加固。(2)保證模板有足夠的強(qiáng)度和剛度,且支撐結(jié)實(shí),并使地基受力均勻。(3)防止混凝土澆筑過程中地

11、基被水浸泡。(4)模板撤除時(shí)間不能太早且要注意拆換的先后順序。(5)在凍土上搭設(shè)模板時(shí)要注意采取一定的預(yù)防措施。2裂縫處理2.1外表修補(bǔ)法外表修補(bǔ)法是一種簡單、常見的修補(bǔ)方法,主要適用于穩(wěn)定和對構(gòu)造承載力沒有影響的外表裂縫以及深度裂縫的處理。通常的處理措施是在裂縫的外表涂水泥漿、環(huán)氧膠泥或在混凝土外表涂刷油漆、瀝青等防腐材料,在防護(hù)的同時(shí)為了防止混凝土受各種作用的影響繼續(xù)開裂,通常可以采用在裂縫外表粘貼玻璃絲布等措施。2.2灌漿、嵌縫封堵法灌漿法主要適用于對于構(gòu)造整體有影響或者有防滲要求的混凝土裂縫的修補(bǔ)。利用壓力設(shè)備將膠結(jié)材料壓入混凝土的裂縫中,膠結(jié)材料硬化后與混凝土形成一個(gè)整體,從而到達(dá)封

12、堵加固的目的。常用的膠結(jié)材料有水泥漿、環(huán)氧樹脂、甲基丙烯酸、聚氧脂等化學(xué)材料。嵌縫法是裂縫封堵中常用的一種方法,它通常是沿裂縫鑿糟,在糟中嵌填塑料或剛性止水材料,以到達(dá)封閉裂縫的影響。常用的塑性材料有聚氧乙烯膠泥、塑料油膏、丁基橡膠等等,常用的剛性止水材料為聚合物水泥砂漿。2.3構(gòu)造加固法當(dāng)裂縫影響到混凝土構(gòu)造的性能時(shí),就要考慮采取加固法對混凝土構(gòu)造進(jìn)展處理。構(gòu)造鞏固中常用的主要有以下幾種方法:加大混凝土構(gòu)造的截面積,在論文聯(lián)盟.Ll.構(gòu)件的角部外包型鋼,采用預(yù)應(yīng)力法加固、粘貼鋼板加固、增設(shè)支點(diǎn)加固以及噴射混凝土劑加固。2.4混凝土置換法混凝土置換法是處理嚴(yán)重?fù)p壞混凝土的一種有效方法,此方法是將損壞的混凝土剔掉,然后置換新的混凝土或其他材料,常用的置換材料有普通混凝土或水泥砂漿、聚合物或改性聚