探討水利工程混凝土施工裂縫的控制措施

【摘要】目前的水利工程施工，以混凝土結(jié)構(gòu)占主導(dǎo)地位，混凝土結(jié)構(gòu)由于內(nèi)外因素的作用不可避免地存在裂縫，而裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)物承載能力、耐久性及防水性降低的主要原因。

【關(guān)鍵詞】水利工程；混凝土；施工；裂縫

一、混凝土裂縫的成因及特征

1、溫度裂縫

溫度裂縫多發(fā)生在大體積混凝土表面或溫差變化較大地區(qū)的混凝土結(jié)構(gòu)中。混凝土澆筑后，由于水泥水化熱使內(nèi)部溫度升高。當(dāng)水化熱溫度升到高峰后，由于外部環(huán)境溫度較低，混凝土溫度下降，在溫度下降過程中混凝土發(fā)生收縮，在有約束的條件下，當(dāng)收縮變形大于混凝土極限拉伸變形時(shí)，混凝土便產(chǎn)生裂縫。還有一種溫度裂縫是由于混凝土內(nèi)外溫差引起的。如混凝土遭受寒潮侵襲或夏天混凝土經(jīng)陽光暴曬后突然降雨，使混凝土內(nèi)部與表層產(chǎn)生很大的溫差，表層溫度下降而內(nèi)部溫度基本不變，這樣內(nèi)部對(duì)外部起約束作用，同樣會(huì)導(dǎo)致溫度裂縫的產(chǎn)生。便產(chǎn)生裂縫。還有一種溫度裂縫是由于混凝土內(nèi)外溫差引起的。如混凝土遭受寒潮侵襲或夏天混凝土經(jīng)陽光暴曬后突然降雨，使混凝土內(nèi)部與表層產(chǎn)生很大的溫差，表層溫度下降而內(nèi)部溫度基本不變，這樣內(nèi)部對(duì)外部起約束作用，同樣會(huì)導(dǎo)致溫度裂縫的產(chǎn)生。

2、干燥收縮裂縫

干燥收縮裂縫產(chǎn)生的原因兩種：一種是由于混凝土中集料干燥收縮非常小，甚至沒有收縮，水泥石在硬化過程中水分蒸發(fā)引起水泥石體收縮造成的。在混凝土中水分蒸發(fā)是由外向內(nèi)由表及里逐漸發(fā)展的，因此，混凝土干燥收縮裂縫常發(fā)生在混凝土表層很淺的位置，裂縫細(xì)微，通常呈平行狀或網(wǎng)狀，隨混凝土干燥而有所增長(zhǎng)，另一種是混凝土在澆筑終凝前后，由于混凝土本身與外界氣溫相差懸殊或本身溫度過高而氣候又干燥結(jié)構(gòu)表面水分蒸發(fā)過快水泥漿干燥等原因，結(jié)構(gòu)表面水分蒸發(fā)過快，水泥漿干燥收縮形成裂縫，稱為塑性裂縫這種裂縫多發(fā)生在豎向尺寸較大的混凝土表面或側(cè)面。

3、材料選擇失誤

水泥的選擇。由于水化反映而導(dǎo)致的縫隙。對(duì)于大體積的材料來說，其縫隙一般是材料在硬化的時(shí)候，水泥與水生成反應(yīng)，出現(xiàn)了非常高的水化熱，導(dǎo)致材料的氣溫增高，假如熱量不能夠合理的擴(kuò)散的話，其里外的溫差非常高，就容易導(dǎo)致溫應(yīng)力，導(dǎo)致其里面受到壓力的影響，而外在受到拉力的影響。當(dāng)初始硬化的時(shí)候，其抗拉性不是很高，假如因?yàn)闇夭顚?dǎo)致的拉力大約自身的抗拉力的時(shí)候，就會(huì)發(fā)生縫隙。

4、養(yǎng)護(hù)活動(dòng)不合理

養(yǎng)護(hù)不合理是導(dǎo)致縫隙的關(guān)鍵緣由。一般來講，當(dāng)其澆筑完工以后，它自身的水分就可以落實(shí)好水化活動(dòng)的規(guī)定。因?yàn)楹罄m(xù)的養(yǎng)護(hù)活動(dòng)不合理，使得材料的表層散失水分，導(dǎo)致其發(fā)生變形問題，進(jìn)而存在縫隙。同時(shí)因?yàn)樵诼短熘羞M(jìn)行的，會(huì)受到外界氣候的干擾，此時(shí)表層的水分以非常快的速率散失，同時(shí)因?yàn)槠淇估胁缓茫瑹o法有效的應(yīng)對(duì)拉力，進(jìn)而發(fā)生了縫隙。所以，在建設(shè)時(shí)期，要積極的開展養(yǎng)護(hù)活動(dòng)。

5、監(jiān)管不合理

要想減弱縫隙現(xiàn)象，就要設(shè)置綜合的監(jiān)管機(jī)構(gòu)。積極的開展建設(shè)工藝的監(jiān)管活動(dòng)，經(jīng)由人為的監(jiān)管，切實(shí)的提升群眾的自律思想，完善建設(shè)工藝，而且也能夠得知建設(shè)時(shí)期發(fā)生的一些不利現(xiàn)象，進(jìn)而采取合理的應(yīng)對(duì)方法。不過，目前時(shí)期，我國(guó)的很多施工方未設(shè)置監(jiān)理機(jī)構(gòu)，就算是設(shè)置了，很多時(shí)候也只是一種過場(chǎng)，工作者的素養(yǎng)較低，不了解相關(guān)的工藝，無法有效的應(yīng)對(duì)存在的不利現(xiàn)象。

二、混凝土裂縫產(chǎn)生的危害

迄今為止，在設(shè)計(jì)時(shí)幾乎所有的混凝土都允許一定范圍內(nèi)開裂，但問題的關(guān)鍵在于一旦出現(xiàn)裂縫，在各種外力的作用下，可能會(huì)造成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)允許開裂的裂縫進(jìn)一步擴(kuò)張和蔓延一般水工混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件中，裂縫寬度不大于0.05mm的那部分，對(duì)使用沒多大危害，可允許其存在但大于0.05mm的裂縫，終究會(huì)影響結(jié)構(gòu)物的耐久性，并且有些裂縫在使用荷載或外界物理化學(xué)因素的作用下，不斷擴(kuò)展，不但影響混凝土表面的美觀減小鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度而且易引發(fā)混凝土面層剝落加速鋼筋的銹蝕降低混凝土的抗凍性及耐久性嚴(yán)重時(shí)甚至發(fā)生垮塌事故。

三、混凝土裂縫控制措施

1、合理地設(shè)計(jì)方案

在水利施工過程中，混凝土作業(yè)之前明確混凝土可以承受的裂縫寬度，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)要考慮這個(gè)寬度，將混凝土裂縫產(chǎn)生進(jìn)行控制。此外，可以通過在混凝土中增加鋼筋數(shù)量，加大鋼筋直徑，合理設(shè)計(jì)間距來增加混凝土的強(qiáng)度。為了降低混凝土開裂的概率，可以選擇直徑比較細(xì)的鋼筋，采用比較密集的間距。

2、添加外加劑以防止裂縫

使用外加劑也是防止混凝土開裂的一大措施，比如用堿水防裂劑等。如果外加劑使用正確，可以保證工程的質(zhì)量，防止產(chǎn)生裂縫，并且能提高混凝土耐久性。堿水防裂劑的主要作用是：水灰比會(huì)影響到混凝土的干縮，堿水防裂劑能使混凝土的用水量減少；水泥量也會(huì)影響到混凝土的收縮率，添加堿水防裂劑可以減少水泥用量，它的體積可用骨料來補(bǔ)充；添加堿水防裂劑之后混凝土的緩凝時(shí)間比較恰當(dāng)，可以有效防止水泥快速水化熱，避免產(chǎn)生因水泥長(zhǎng)期不凝帶來的塑性收縮的增加。

3、加強(qiáng)施工的質(zhì)量

在水利工程的施工過程中，混凝土裂縫防治工作極為重要，這主要體現(xiàn)在對(duì)新澆混凝土進(jìn)行的早期養(yǎng)護(hù)工作中，可以保證混凝土盡可能在早期少產(chǎn)生收縮。其做法是要控制好構(gòu)件濕潤(rùn)養(yǎng)護(hù)，對(duì)那些大體積的混凝土在有條件時(shí)應(yīng)該采用流水或者蓄水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)的時(shí)間是14～28d。對(duì)那些較大體積的混凝土，在施工的過程中還還應(yīng)該充分地考慮到水泥水熱化問題。除了采取一些必要降溫措施之外，還要盡量避免水化熱的高峰期集中出現(xiàn)。在混凝土澆注搗實(shí)成型之后，要采取必要蓄水保溫的措施，比如在表面覆蓋彩條布、薄膜和濕麻袋等東西進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，從而防止因?yàn)榛炷恋膬?nèi)外溫度差別過大而產(chǎn)生的裂縫。對(duì)于那些地下結(jié)構(gòu)的混凝土，則應(yīng)該盡早回填土，這樣對(duì)減少裂縫的出現(xiàn)有益處。

4、對(duì)混凝土的裂縫進(jìn)行表面修補(bǔ)

這種方法既適合對(duì)承載力無影響的深進(jìn)裂縫和表面裂縫的處理，也適用于對(duì)大面積的細(xì)小裂縫的防漏和防滲處理。當(dāng)混凝土的表面裂縫分布較廣或者較多時(shí)，通常應(yīng)該增加一層細(xì)石混凝土或者水泥砂漿。首先要把裂縫附近混凝土的表面鑿毛，接下來沿著深進(jìn)裂縫將其鑿成深15～20mm、寬150～200mm的凹槽，然后用鋼絲刷配上高壓水進(jìn)行清洗并灑上水使其濕潤(rùn)，之后再刷一層水泥砂漿，用1∶2的水泥砂漿分成2～3層進(jìn)行涂抹，總的厚度應(yīng)該控制在10～20mm之間，再用鐵抹壓密抹光。最后使用水泥凈漿和1∶2.5的水泥砂漿進(jìn)行交替抹壓4～5遍，就可以形成剛性防水層，進(jìn)行覆蓋，并灑水養(yǎng)護(hù)。

5、氣溫條件控制

根據(jù)混凝土自身存在的特性，施工方案要嚴(yán)格根據(jù)施工工地的實(shí)際情況制定，在施工過程中要充分考慮各種特殊情況，實(shí)施的改進(jìn)施工方案，譬如在混凝土的澆筑過程中經(jīng)常會(huì)有模板變形的情況，施工單位應(yīng)該派專人對(duì)模板進(jìn)行看護(hù)，如果發(fā)現(xiàn)模板有變形、位移現(xiàn)象。應(yīng)該，說即停止混凝土澆筑，并及時(shí)進(jìn)行修理恢復(fù)模板；特別是在冬季施工時(shí)。要注意氣溫對(duì)施工材料的影響，通過嚴(yán)格控制混凝上制作的加工過程，確保混凝土的質(zhì)量。

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