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【摘 要】 水工混凝土发生裂缝的现象较为普遍,轻微的裂缝对建筑物的危害不是很大,但裂缝严重时会降低其抗渗功能,导致承载力下降,如果不及时有效处理,有可能破坏建筑物的整体稳定性。因而,对水工混凝土建筑物出现的裂缝不可掉以轻心,一定要从源头抓起,采取科学有效的防控措施,避免不应有的损失。
【关键词】 水工混凝土;裂缝分析;防控措施
一、混凝土工程中常见裂缝
(一)干缩裂缝
干缩裂缝是混凝土养护完成后以及浇筑完的7天左右出现水泥砂浆里面的水分蒸发消失,形成了干缩裂缝,这样的裂缝具有不可逆性。导致干缩裂缝出现的最大原因就是混凝土里面的水分蒸发快慢不同,引起了形变。
(二)塑性收缩裂缝
塑性收缩裂缝发生在混凝土凝结前,混凝土的表面水分蒸发较快,失水就比较快,因此而产生的收缩塑性收缩受天气影响较大,干热和大风天常见,裂缝形状为中间宽两边细,没有连通性。
(三)沉陷裂缝
沉降裂缝是因为地基土质较为松软,地基结构部均匀,以及回填土有孔洞和浸水所引发的模板刚度不够、支撑间距太大、支撑底部松动等都会引起沉降裂缝,在冬季的时候,土壤冻化,等到化冻的时候比较容易出现沉降,产生裂缝。
(四)温度裂缝
温度裂缝出现在温差大的地区,或者是大体积的混凝土结构温度裂缝形成的裂缝走向没有特定的规律,一般纵横都有;梁板类的长尺度结构中,裂缝是和短边平行的;深入和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接近平行,裂缝沿着长边分段出现,中间较密。
二、混凝土产生裂缝的原因
混凝土产生裂缝的原因有很多,裂缝一旦形成,既影响混凝土结构的外观质量,同时也会影响结构物的耐久性。造成混凝土裂缝的原因很多,归纳起来,主要分为混凝土内部因素造成裂缝和外部因素造成裂缝两种,内部因素主要有温度应力、约束收缩应力、碱集料反应等因素,外部因素主要有地基沉降和外荷载的影响等。
三、混凝土产生裂缝的原因分析
(一)温度应力裂缝
水泥与水反应产生水化热,由于温度和温降的不同而造成温差产生温度应力。
(二)收缩应力裂缝
一期混凝土对二期混凝土产生约束拉应力大而导致墙体混凝土开裂。
(三)碱集料反应
当混凝土中含有碱活性骨料和碱含量高的水泥(碱含量超过0.6%钠当量时),或受到含可溶性硫酸盐的水作用时,反应生成物遇水可产生膨胀,但由于各种组成体积变化特性的差异造成混凝土不均匀应力,会破坏其内部结构,并影响水泥石与骨料颗粒之间的胶结,形成裂缝。
(四)沉降裂缝
由于结构地基土质不匀、松软,回填土不密实或浸水而造成的结构基础不均匀沉降,或者因为模板刚度不足,模板支撑间距过大、支撑底部松动等。特别是在冬季,模板支撑在冻土上,冻土化冻后产生不均匀沉降,致使混凝土结构产生裂缝。随着沉降的进一步发展,裂缝会进一步扩大。此类裂缝多为深进或贯穿性裂缝,裂缝宽度往往与沉降量成正比关系。
(五)外荷载裂缝
这种裂缝一般由两种情况造成:
1)在混凝土结构还未达到设计要求的强度时,被车辆或重物碾压或撞、砸而造成的变形缝;
2)即使混凝土已经达到了设计强度,而在混凝土墙壁或薄壁結构物上撞击或超荷载堆放而造成的裂缝。后者出现的裂缝一般较为明显,属于贯穿性裂缝。
四、水工混凝土裂缝的防控措施
(一)干缩裂缝的预防
(1)使用小收缩率的水泥,使用中低热水泥以及粉煤灰水泥,控制好水泥的量;(2)收缩裂缝是因为水灰比所产生的,水灰比越大,其收缩性就越大,所以应该要对水灰比进行控制,使用恰当的减水剂来调整水灰比。(3)加强混凝土搅拌和施工配合比管控,实际使用的混凝土用水量要和设计的用水量相符,不能够超过或少于其设计标准。(4)做好早期养护工作,根据情况来对混凝土养护时间进行延长。特别是冬季的时候,需要对混凝土保温覆盖时间进行延长,使用养护剂来对其进行养护。(5)恰当的设置好收缩缝。
(二)塑性收缩预防
(1)使用干缩值小的水泥,(2)调整好水灰比,使用减水剂来对混凝土的坍落度以及和易性进行调节,降低水和水泥的使用量。(3)在进行浇筑之前,把基层和模板用水浇透。(4)使用薄膜、草垫等进行覆盖,草垫要撒上水,让混凝土在最终凝固前表面湿润,也可以使用养护剂来进行喷洒。(5)加强高温和大风天的养护,防止日晒和风吹。
(三)沉陷裂缝预防
(1)若是土壤松软,需要将地基进行夯实加固在进行上部结构施工。(2)确保模板的强度和刚度,能够支撑牢固,让地基受力均匀。(3)不要让地基在浇筑的时候被浸泡。(4)拆除模板要根据先后次序进行。(5)冻土层进行模板搭建,需要使用一些防护措施。
(四)温度裂缝预防
(1)尽量选项用低热或中热水泥,如矿渣水泥,粉煤灰水泥等;(2)减少水泥用量,将水泥用量尽量控制在450kg/m3以下。(3)降低水灰比,一般混凝土的水灰比控制在0.6以下;(4)改善骨料级配,掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量,降低水化热;(5)加强混凝土温度的监控,及时采取冷却,保护措施;(6)加强混凝土养护,混凝土浇筑后,及时用湿润的草帘,麻片等覆盖,并注意洒水养护,适当延长养护时间,保证混凝土表面缓慢冷却。
五、施工质量调控
(一)温度控制
施工中严格进行温度控制是防止混凝土裂缝的主要措施之一。混凝土的浇筑温度和最高温升均应满足设计要求,除了采用中低热水泥和减小水泥用量控制最高温升外,夏季施工时,还应从降低混凝土出机口温度、减少运输途中和仓面的温度回升等方面控制混凝土的浇筑温度。采用低温水、加冰等降温措施控制拌和水的温度。加冰时,尽可能使用冰片或冰屑,并适当延长搅拌时间;通过搭设凉棚、喷洒低温水等措施控制骨料的温度(如用水冷时,应有脱水措施,使骨科含水量保持稳定)。缩短混凝土的运输时间,入仓后对混凝土及时进行平仓振捣,加快混凝土入仓覆盖速度,缩短混凝土的曝晒时间。条件具备时,可在仓面上搭设凉棚遮阳。另外,混凝土尽可能安排在早晚、夜间进行浇筑。
(二)合理安排混凝土施工程序
合理安排混凝土施工程序是防止贯穿裂缝、减少表面裂缝的主要措施之一。对于处于基础约束区的混凝土,新浇混凝土与先浇混凝土之间的时间间隔尽可能短,从而尽可能使两者的物理力学性能接近,减小先浇混凝土对新浇混凝土的约束。
(三)控制好材料质量
施工材料需要严格做好质量控制,对采购、检测、运输和使用都进行严格的控制管理。目前的市场中施工材料比较繁杂,因此对材料的选购和检测就非常的重要,只要在加强过程的质量控制,才能够确保施工材料的规范性,确保施工材料的合格。
(四)改进施工工艺,提升施工水平
施工的设计要求规范、标准,在施工的时候,需要不断的引入新的工艺,运用科学技术来提升工艺水平,在实践的应用中来提升施工水平,让工艺更加的实用和成熟。
(五)做好监管工作
施工环境有自然环境、施工环境和管理环境。管理环境是对施工过程进行监管,为了让每一道工序都能够符合标准和要求而开展的管理工作。其他两个环境会对管理环境造成影响,因而需要加强管理工作,来抵抗其他环境的影响。
六、结语
水工混凝土裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象,它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力,影响建筑物的使用功能,而且会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影响建筑物的承载能力,因此要对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待,采用合理的方法进行处理,并在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展。
参考文献:
[1]姜秀范.水利施工中混凝土裂缝的原因分析及防治措施[J].黑龙江科技信息,2014,03:194.
[2]毛登睿.水工混凝土裂缝的修补处理方法与实践[J].混凝土,2006,07:92-93.
[3]王胜群,孔令华.水工混凝土结构裂缝预防与修补技术综述[J].山西建筑,2010,19:132-133.
【关键词】 水工混凝土;裂缝分析;防控措施
一、混凝土工程中常见裂缝
(一)干缩裂缝
干缩裂缝是混凝土养护完成后以及浇筑完的7天左右出现水泥砂浆里面的水分蒸发消失,形成了干缩裂缝,这样的裂缝具有不可逆性。导致干缩裂缝出现的最大原因就是混凝土里面的水分蒸发快慢不同,引起了形变。
(二)塑性收缩裂缝
塑性收缩裂缝发生在混凝土凝结前,混凝土的表面水分蒸发较快,失水就比较快,因此而产生的收缩塑性收缩受天气影响较大,干热和大风天常见,裂缝形状为中间宽两边细,没有连通性。
(三)沉陷裂缝
沉降裂缝是因为地基土质较为松软,地基结构部均匀,以及回填土有孔洞和浸水所引发的模板刚度不够、支撑间距太大、支撑底部松动等都会引起沉降裂缝,在冬季的时候,土壤冻化,等到化冻的时候比较容易出现沉降,产生裂缝。
(四)温度裂缝
温度裂缝出现在温差大的地区,或者是大体积的混凝土结构温度裂缝形成的裂缝走向没有特定的规律,一般纵横都有;梁板类的长尺度结构中,裂缝是和短边平行的;深入和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接近平行,裂缝沿着长边分段出现,中间较密。
二、混凝土产生裂缝的原因
混凝土产生裂缝的原因有很多,裂缝一旦形成,既影响混凝土结构的外观质量,同时也会影响结构物的耐久性。造成混凝土裂缝的原因很多,归纳起来,主要分为混凝土内部因素造成裂缝和外部因素造成裂缝两种,内部因素主要有温度应力、约束收缩应力、碱集料反应等因素,外部因素主要有地基沉降和外荷载的影响等。
三、混凝土产生裂缝的原因分析
(一)温度应力裂缝
水泥与水反应产生水化热,由于温度和温降的不同而造成温差产生温度应力。
(二)收缩应力裂缝
一期混凝土对二期混凝土产生约束拉应力大而导致墙体混凝土开裂。
(三)碱集料反应
当混凝土中含有碱活性骨料和碱含量高的水泥(碱含量超过0.6%钠当量时),或受到含可溶性硫酸盐的水作用时,反应生成物遇水可产生膨胀,但由于各种组成体积变化特性的差异造成混凝土不均匀应力,会破坏其内部结构,并影响水泥石与骨料颗粒之间的胶结,形成裂缝。
(四)沉降裂缝
由于结构地基土质不匀、松软,回填土不密实或浸水而造成的结构基础不均匀沉降,或者因为模板刚度不足,模板支撑间距过大、支撑底部松动等。特别是在冬季,模板支撑在冻土上,冻土化冻后产生不均匀沉降,致使混凝土结构产生裂缝。随着沉降的进一步发展,裂缝会进一步扩大。此类裂缝多为深进或贯穿性裂缝,裂缝宽度往往与沉降量成正比关系。
(五)外荷载裂缝
这种裂缝一般由两种情况造成:
1)在混凝土结构还未达到设计要求的强度时,被车辆或重物碾压或撞、砸而造成的变形缝;
2)即使混凝土已经达到了设计强度,而在混凝土墙壁或薄壁結构物上撞击或超荷载堆放而造成的裂缝。后者出现的裂缝一般较为明显,属于贯穿性裂缝。
四、水工混凝土裂缝的防控措施
(一)干缩裂缝的预防
(1)使用小收缩率的水泥,使用中低热水泥以及粉煤灰水泥,控制好水泥的量;(2)收缩裂缝是因为水灰比所产生的,水灰比越大,其收缩性就越大,所以应该要对水灰比进行控制,使用恰当的减水剂来调整水灰比。(3)加强混凝土搅拌和施工配合比管控,实际使用的混凝土用水量要和设计的用水量相符,不能够超过或少于其设计标准。(4)做好早期养护工作,根据情况来对混凝土养护时间进行延长。特别是冬季的时候,需要对混凝土保温覆盖时间进行延长,使用养护剂来对其进行养护。(5)恰当的设置好收缩缝。
(二)塑性收缩预防
(1)使用干缩值小的水泥,(2)调整好水灰比,使用减水剂来对混凝土的坍落度以及和易性进行调节,降低水和水泥的使用量。(3)在进行浇筑之前,把基层和模板用水浇透。(4)使用薄膜、草垫等进行覆盖,草垫要撒上水,让混凝土在最终凝固前表面湿润,也可以使用养护剂来进行喷洒。(5)加强高温和大风天的养护,防止日晒和风吹。
(三)沉陷裂缝预防
(1)若是土壤松软,需要将地基进行夯实加固在进行上部结构施工。(2)确保模板的强度和刚度,能够支撑牢固,让地基受力均匀。(3)不要让地基在浇筑的时候被浸泡。(4)拆除模板要根据先后次序进行。(5)冻土层进行模板搭建,需要使用一些防护措施。
(四)温度裂缝预防
(1)尽量选项用低热或中热水泥,如矿渣水泥,粉煤灰水泥等;(2)减少水泥用量,将水泥用量尽量控制在450kg/m3以下。(3)降低水灰比,一般混凝土的水灰比控制在0.6以下;(4)改善骨料级配,掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量,降低水化热;(5)加强混凝土温度的监控,及时采取冷却,保护措施;(6)加强混凝土养护,混凝土浇筑后,及时用湿润的草帘,麻片等覆盖,并注意洒水养护,适当延长养护时间,保证混凝土表面缓慢冷却。
五、施工质量调控
(一)温度控制
施工中严格进行温度控制是防止混凝土裂缝的主要措施之一。混凝土的浇筑温度和最高温升均应满足设计要求,除了采用中低热水泥和减小水泥用量控制最高温升外,夏季施工时,还应从降低混凝土出机口温度、减少运输途中和仓面的温度回升等方面控制混凝土的浇筑温度。采用低温水、加冰等降温措施控制拌和水的温度。加冰时,尽可能使用冰片或冰屑,并适当延长搅拌时间;通过搭设凉棚、喷洒低温水等措施控制骨料的温度(如用水冷时,应有脱水措施,使骨科含水量保持稳定)。缩短混凝土的运输时间,入仓后对混凝土及时进行平仓振捣,加快混凝土入仓覆盖速度,缩短混凝土的曝晒时间。条件具备时,可在仓面上搭设凉棚遮阳。另外,混凝土尽可能安排在早晚、夜间进行浇筑。
(二)合理安排混凝土施工程序
合理安排混凝土施工程序是防止贯穿裂缝、减少表面裂缝的主要措施之一。对于处于基础约束区的混凝土,新浇混凝土与先浇混凝土之间的时间间隔尽可能短,从而尽可能使两者的物理力学性能接近,减小先浇混凝土对新浇混凝土的约束。
(三)控制好材料质量
施工材料需要严格做好质量控制,对采购、检测、运输和使用都进行严格的控制管理。目前的市场中施工材料比较繁杂,因此对材料的选购和检测就非常的重要,只要在加强过程的质量控制,才能够确保施工材料的规范性,确保施工材料的合格。
(四)改进施工工艺,提升施工水平
施工的设计要求规范、标准,在施工的时候,需要不断的引入新的工艺,运用科学技术来提升工艺水平,在实践的应用中来提升施工水平,让工艺更加的实用和成熟。
(五)做好监管工作
施工环境有自然环境、施工环境和管理环境。管理环境是对施工过程进行监管,为了让每一道工序都能够符合标准和要求而开展的管理工作。其他两个环境会对管理环境造成影响,因而需要加强管理工作,来抵抗其他环境的影响。
六、结语
水工混凝土裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象,它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力,影响建筑物的使用功能,而且会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影响建筑物的承载能力,因此要对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待,采用合理的方法进行处理,并在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展。
参考文献:
[1]姜秀范.水利施工中混凝土裂缝的原因分析及防治措施[J].黑龙江科技信息,2014,03:194.
[2]毛登睿.水工混凝土裂缝的修补处理方法与实践[J].混凝土,2006,07:92-93.
[3]王胜群,孔令华.水工混凝土结构裂缝预防与修补技术综述[J].山西建筑,2010,19:132-133.