摘要：输电线路具有点多线长的特点，所以养护起来本来难度就比较大，加上输电线路基础的破坏机理比较复杂，实际的运行过程中容易受到外界温度、混凝土性质、环境等各种因素的影响，导致混凝土基础开裂。为了防止输电线路运行过程中因基础开裂导致一些不必要的安全事故，必须要加强混凝土的养护。
关键词：输电线路；混凝土基础；开裂原因；防治
1混凝土破坏形式和机理
1.1施工条件的限制导致先天缺陷
野外施工材料的人力运输和露天堆放可能使水泥受潮，骨料里掺杂有害的杂质，使混凝土强度下降。野外分散施工、机械工具使用的差异使混凝土质量控制措施难以实现。养护过程在混凝土内部产生硫酸盐腐蚀。水泥的水化初期硫酸盐和铝酸钙与水反应后，会在混凝土中生成钙矾石，如果在硬化后的混凝土中剩有较多未反应的三氧化硫和铝酸三钙，则在使用过程中遇水反应生成钙矾石，并产生体积膨胀而导致混凝土开裂。这一胀裂机理反应在东北地区尤为严重。东北地区冬季较长，冬季施工时必须进行加热养护，无论是蒸汽养护还是电加热养护，如温度过高会阻止钙矾石生成或使已生成的钙矾石分解。灌注桩的桩裂较普遍的原因同上，只是由于灌注桩大多位于河床、漫滩、沼泽地，利用冬季地表冻结期施工，大型机具进场方便，混凝土养护普遍需加热，内部硫酸盐腐蚀更加普遍。水泥浆体与骨料、配筋具有不同的线膨胀系数，骨料的线膨胀系数相对较小，东北混凝土的主要骨料线膨胀系数约为6×10-6/K，而水泥浆体的线膨胀系数差异相当大，降低水泥浆体的线膨胀系数就减少了混凝土因温度变化在表面形成裂纹的可能性，尤其是加热养护的条件下。从蒸汽加热养护条件至解除加热措施，混凝土往往要经历100℃甚至更高的温度变化，水泥浆体膨胀率的不同，加之混凝土表面与内部温度变化不同步所产生的应力，使加热养护的混凝土基础表面出现裂隙。
1.2冻融
输电线路基础涉及地域跨度大，不可能完全避开含水率较高的低洼地、沼泽地或河床，基础易冻融破坏。水在结冰过程中能产生9%的体积膨胀，含水量较大的混凝土在冬季反复冻融循环作用下会出现内部裂纹，表面开裂和剥落。从理论上讲，只有水中的体积分数达到混凝土孔隙的91%以上时，才会发生冻害，但在工程实际中由于基础开挖和回填对原状土的扰动导致线路基础内的孔隙水的分布不可能是均匀的，而且静水压力下未结冰的孔隙水的迁移过程并不能完全自由而迅速，总体的饱水度小于91%时，冻害就局部发生并蔓延。
1.3水泥浆体收缩及变性
输电线路基础施工大多选用的是C20混凝土，这种规格的混凝土的抗拉强度较小，低于1.5MPa，但是，混凝土收缩时产生的累加拉应力可能会超过5MPa，当混凝土收缩时产生的累加拉应力值超过混凝土的强度极限时，混凝土表面就很容易出现裂纹。混凝土硬化过程中出现自收缩、干缩收缩及碳化收缩，这几种收缩过程中都会产生收缩应力，可能会使得混凝土表面出现裂纹。混凝土中含有铝酸钙水化物及硅酸钙水化物，它们必须要在一定浓度的氢氧化钙中才能够稳定的存在，混凝土表面出现裂纹之后，氢氧化钙与水及二氧化碳发生化学反应，产生碳酸钙积聚在混凝土的外表面，混凝土内部的氢氧化钙的浓度会有所降低，铝酸钙水化物及碳酸钙水化物解体，混凝土的力学性质被破坏。另外，混凝土中氢氧化钙溶于水后如果硫酸钙、硫酸镁等物质会产生结晶水化物，这种结晶水化物的体积比原来的氢氧化钙的体积要大很多，混凝土膨胀，外表面裂缝会明显扩大。
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2输电线路混凝土基础开裂的防治方法
2.1预防措施
混凝土基础施工中影响其施工质量的因素非常多，现场施工人员在选择混凝土原材料时要尽量避免使用早高强混凝土，控制混凝土强度增长速度，输电线路混凝土基础施工工期比较长的时候可以适当地将混凝土强度验收时间向后推迟；输电线路混凝土基础施工时要合理设计基础的几何形状，减少约束，避免大量应力集中；选择配筋时要尽量选用小间距、小直径的钢筋，从而有效地增加钢筋混凝土的抗裂性能；合理设计施工工序，根据输电线路混凝土基础施工现场的实际情况选择混凝土浇筑的顺序以及振捣的方式，浇筑振捣过程中要能够通过适当的仪器设备对混凝土内部的温度及应力变化情况进行实时的监测，及时根据测量结果调整养护的方法。混凝土养护过程中，避免在混凝土内部温度最高时浇水，以免混凝土表面温度迅速降低收缩，发生开裂；合理控制混凝土的养护时间，不能随意延长及缩短；冬季温度较低，因环境原因，混凝土表面很容易出现开裂的不良现象，因此输电线路混凝土施工应尽量避免在冬季进行，混凝土施工过程中不要盲目抢进度，要严格按照进度规划开展；不得已需要在冬季进行施工，混凝土加热养护时需要控制好加热的温度以及混凝土的湿度，以免混凝土内部出现比较剧烈的温度变化或者加热解除之后，混凝土湿度比较大，影响混凝土的强度及其他相关性能。夏季天气炎热，混凝土中水分蒸发比较快，养护过程中需要适当增加浇水的频率，保持混凝土内部温度及湿度控制在一定范围之内。
2.2修补方法
输电线路混凝土基础施工过程中如果已经出现了裂缝问题，要及时修补，一般情况下，可以通过电沉积修复、涂刷环氧树脂等方法进行修复。电沉积修复是近年来出现的一种新型的混凝土表面裂纹处理方法，具体的处理过程中利用硝酸镁溶液、硫酸锌或者氯化镁溶液作为电解液，然后施加0.5A/m²的电流，这种表面裂纹修补方法效果比较好、成本较低，修补之后，混凝土基础外表美观，具有较好的耐久性，但这种修补方法对环境有一定的污染，且耗时比较长，使用过程中容易受到天气、外界环境等因素的限制，搭脚与基础配筋之间的电气连接可靠才能够实施。当混凝土基础表面裂纹比较多的时候，涂刷环氧树脂可以有效地阻止有害物质侵入到混凝土之中，使得裂纹继续扩散，简单易行、不会受到温度、天气等因素的限制，但环氧树脂具有弱毒性，老化比较快，一般情况下，5年左右环氧树脂就会老化改性，必须要重新涂刷之后才能发挥其作用。具体的使用过程中需要将混凝土表面清理干净，不能有油污、灰尘等污染物质存在，否则会影响到环氧树脂的涂刷。当混凝土基础破坏比较严重，配筋出现明显的缩颈等缺陷时，需要采取必要的扩径补强措施。实际的处理过程中，后弦将原基础表面打毛，然后在上面及外部浇筑一层混凝土，一般厚度在100mm~200mm，采用这种修补方式时必须要保证混凝土表面充分清洁湿润，且新旧混凝土的设计强度要一致或者尽量接近，否则表面新浇筑的混凝土可能会出现剥离等不良现象。
3结论
输电线路基础施工时现场工作环境比较复杂，容易出现各种的问题，混凝土老化及表面裂纹都是十分常见的，且在一定的使用条件下，允许混凝土表面存在少量细微的裂纹，但当混凝土裂纹严重扩散时会影响整个结构的安全性、稳定性，必须要及时做养护处理。
参考文献：
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论文作者:张文涛1,苗彭平2, 胡亮3
论文发表刊物:《基层建设》2017年第30期
论文发表时间:2018/1/7
标签：混凝土论文; 基础论文; 裂纹论文; 表面论文; 线路论文; 过程中论文; 温度论文; 《基层建设》2017年第30期论文;