水利工程混凝土裂缝的成因分析及预防对策论文_肖达

水利工程混凝土裂缝的成因分析及预防对策论文_肖达

浙江江南春建设集团有限公司 浙江省杭州市 311243

摘要:水利工程是我国重要的民生工程,对保证我国人民群众的生活质量具有重要价值。混凝土是施工中的重要材料,该材料价格相对较低,具有良好的性能。但混凝土建筑在施工后容易产生裂缝,导致水利工程发生渗漏,工程稳定性也会受到影响,严重情况下会威胁施工人员及用户的安全。对此,在水利工程施工过程中应当严格控制裂缝,避免裂缝对工程质量产生影响。

关键词:水利工程;混凝土;裂缝成因;对策;分析

1导言

水利工程施工中混凝土裂缝病害作为普遍存在的一种常见病害,对于整个水利工程的建设质量有着极为不利的负面影响,其事关项目的建设成效。因此,在水利工程施工中,如何有效减少与规避混凝土裂缝的产生,严格把控水利工程混凝土施工质量,是项目技术管理人员所需要重点关注的问题。目前,在水利工程中,由于混凝土遭受温、湿度变形的侵袭等一系列因素,混凝土和钢筋混凝土结构的表面常常会发生细而浅的裂缝。因为裂缝的存在破坏了结构的整体性,结构受力与变形会产生突变,使得结构开裂、不稳定甚至破坏,给结构的运行带来不确定性,而且易导致钢筋锈蚀,有些损坏严重的还会削弱结构强度,使水利工程失稳,危及水工建筑物的结构的稳定性。

2加强水利工程混凝土裂缝防治的必要性

随着我国水利工程建设的不断深入发展,在水利工程项目施工中,混凝土的裂缝防治作为整个水利工程质量的关键控制点,其裂缝的防治已逐渐成为项目管理者推进工作的重中之重。一方面,可防止水利工程内部结构遭到破坏。混凝土裂缝作为水利工程施工中常见的质量现象,其短期的裂缝或不明显的裂缝对水利工程的质量和外观将产生一定的影响。对于长期的裂缝或短期内不及时进行防治的裂缝,外部雨水或其他有害杂质进入裂缝后,将导致混凝土结构的钢筋材料被锈蚀,从而大大降低了混凝土结构的整体稳定性与强度。因此,加强对水利工程混凝土裂缝的防治,可有效地防止工程主体内部结构遭到破坏。另一方面,可有效避免安全事故的发生,提升水利工程的建设质量。在水利工程项目施工中,混凝土裂缝若出现渗漏,将导致工程主体结构产生变形,严重时将会引发坍塌等各类安全事故。加强混凝土裂缝的防治,做好整个水利施工过程管控,对整个水利工程质量的提升具有重要的促进作用。

3水利工程混凝土裂缝的生成原因

3.1混凝土质量及施工技术原因引起的裂缝

水利工程的施工是一项复杂的系统工程,在水利工程施工中对混凝土及施工材料的要求极为严格。若施工用的水泥、砂石及掺料等存在质量问题,或者施工用的混凝土配合比不符合规范要求等将对混凝土的质量产生严重的负面影响。同时,在一些大型水利工程施工中,施工技术措施是否符合规范要求,施工设备是否符合相关标准要求,施工人员的素质是否满足混凝土施工技术的要求,都会对混凝土的施工质量产生重要的影响。

3.2混凝土收缩引起的裂缝

首先,在水利工程施工阶段受水泥水化热及外部气温的作用,极易引起混凝土应力收缩而产生混凝土收缩裂缝。该裂缝极少的交叉产生,多是呈有规则的条状,在结构的变截面处产生,并与主体的受力钢筋平行。此种裂缝在大体积混凝土的柱梁、板等构件发生较多,尤其是暴露在大气中的构筑物,该种类型的裂缝产生的危害较大。其次,在混凝土凝固的过程中,因水汽蒸发或散热体体积收缩引起的裂缝。若在凝固的过程中混凝土的正常收缩受到干扰,当收缩应力大于其能够承受的强度,或者受到外部挤压等超过了混凝土的抗压能力范围,也会使水利工程混凝土产生收缩裂缝。

3.3超出荷载引起的裂缝

在水利工程施工中,若混凝土施工构件受到不当的施工荷载,或者上部建筑物在下部建筑物未满足施工条件的情况下进行施工时,极易产生超载裂缝。在超出荷载作用下将产生内力弯矩,此时极易出现垂直于构件纵轴的裂缝。若构件在较大的剪力作用下,也极易产生向上下延伸的斜裂缝。

3.4沉降引起的裂缝

在施工过程中因地基差异沉降或构件结合不良极易引起裂缝的产生,或者剪应力超过设计强度要求也会引起裂缝的产生。这种裂缝的产生多在桩基沉降不均匀的水利基础工程或水利墙体产生。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这种裂缝的大小与地基的不均匀沉降值有关,沉降的裂缝越大越难以处理。

3.5温差引起的裂缝

混凝土内外部温差较大或者温差的不良变化,是导致混凝土裂缝产生的主要原因。混凝土在浇筑、振捣完成后,对混凝土的散热也有其规定要求。当混凝土内部的温度过高,在收缩的过程中将会收缩加快,当超过混凝土的承压能力就会导致裂缝的产生。反之,当混凝土内部温度过低,孔隙水凝结致使混凝土膨胀,也会导致混凝土裂缝的产生。

4水利工程中混凝土裂缝的预防措施

4.1设计

在钢筋混凝土结构设计时,为减少或防止混凝土裂缝,可以掺入纤维束状单丝纤维加入混凝土(砂浆)中,可阻止和抑制混凝土裂缝的形成及发展。掺加合成材料纤维的混凝土,明显增加了混凝土早期抗收缩裂缝和震动引起裂缝的能力。试验表明加入量为0.9kg/m3聚丙烯纤维,增大了其混凝土的抗拉强度,对防止混凝土裂缝的产生和发展效果极其明显

4.2施工

减少或防止混凝土裂缝,在施工时可掺入混凝土引气剂,它是一种憎水型表面活性剂。引气剂掺入混凝土,在搅拌作用下能产生直径在200μm以下的微小气泡,吸附在骨料表面或填充于水泥硬化过程中形成的泌水通道中。这些微小气泡在混凝土搅拌一直到硬化都会稳定存在混凝土中,使混凝土保水性得到大大的改善,可以预防混凝土在凝结之前,表面因失水较快而产生的收缩裂缝。

4.3改善施工工艺,提高混凝土抗裂能力

一是采用分层分段法浇筑混凝土。有利于混凝土水化热的散失,减小内外温差。二是优化配筋。可避免应力集中,增强抵抗温度应力的能力。孔洞周围、变断面转角部位、转角处都会产生应力集中。为此,在孔洞四周增配斜向钢筋、钢筋网片,在变截面作局部处理使截面逐渐过渡,同时增配抗裂钢筋都能防止裂缝的产生。值得注意的是,配筋要尽可能应用小直径和小间距,按全截面对称配置。三是设置后浇带。对于平面尺寸过大的大体积混凝土应设置后浇带,以减少外约束力和温度应力;同时也有利于散热,降低混凝土的内部温度。四是控制混凝土内外温差。做好温度监测工作,及时反映温差,随时指导养护,控制混凝土内外温差不超过25℃。

4.4原材料及其他措施

减少或防止混凝土裂缝产生,原材料选用也很重要。在混凝土中加入少量的磨粉煤灰取代部分水泥,不仅可降低水化热,还改善混凝土的塑性,选用水化热低的水泥,骨料方面选用连续级配粗骨料,降低混凝土的出机温度和浇筑温度,对混凝土采用保温或保湿养护,延缓混凝土降温速度;基础工程大体积混凝土结构拆模后,宜尽快回填土,避免气温骤变,亦可延缓降温速率,避免产生裂缝。

5结论

在现实的建筑中,只要仔细观察不难发现,普遍的钢筋混凝土结构又一般都是带裂缝受力工作的,随着裂缝的发展变化,结构构件的耐久性和适用性会不同程度的降低,严重的甚至会导致结构构件超过正常使用极限状态而破坏。所以,研究裂缝的形态,分析裂缝产生的原因和裂缝对结构功能的影响并加以控制是一个十分重要的课题。

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论文作者:肖达

论文发表刊物:《基层建设》2019年第29期

论文发表时间:2020/3/12

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