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【摘 要】水利工程建筑物的结构安全性能在很大程度上由混凝土的质量决定,因此在水利工程施工中保证混凝土的质量是非常有必要的,需要引起我们的重视,对此本文分析了水利工程施工中控制混凝土裂缝的相关方面,以期提供一些借鉴。
【关键词】水利工程;混凝土裂缝;原因;控制
1、对水利施工中混凝土裂缝原因及防止措施进行研究的重要性
在我国现阶段的水利工程建设施工过程中起主导地位的是混凝土结构。受内外作用的影响,这些混凝土结构在施工过程中会出现一些不可避免的裂缝,这些裂缝是一项在对混凝土的构造、耐用性、防水防冻性以及承载能力等进行衡量的重要标准。大多数的水利工程建设单位均以混凝土裂缝的现实发生情况为依据对混凝土裂缝的修复和防治措施进行具体的研究。在现阶段的社会形势下,改造和维修建筑物已经成为研究领域中的一个重点内容,混凝土裂缝问题的不可避免也决定了建筑物的损坏通常是由裂缝导致的,因此采取有效的防治措施对裂缝问题进行解决具有非常重要的现实意义。
2、水利施工混凝土裂缝的危害
2.1、破坏建筑物结构,导致开裂或坍塌
混凝土裂缝的出现,会对水利建筑结构产生影响,从力学角度分析,受力的不均匀会导致工程结构发生变形,情况严重的还会发生坍塌。水利工程结构受到一定程度的破坏,势必会影响到工程整体的稳定性,给水利设施运行带来安全隐患。
2.2、降低水工建筑结构的使用寿命
在水利施工中,混凝土裂缝一旦形成,会随着受力不均匀和时间的推移,小裂缝会慢慢扩展成大裂缝。当水渗入到混凝土裂缝中会引起水解破坏,降低混凝土碱度,锈蚀内部钢筋使混凝土强度受到削弱,长此以往水利工程的使用寿命将会大大降低;一旦钢筋散架就可能造成水利工程坍塌的严重后果。
2.3、混凝土碳化影响建筑结构
所谓混凝土碳化,是混凝土裂缝产生后,空气中的二氧化碳深入混凝土内部,在潮湿环境中与水泥水化物产生一定化学变化,相互作用下形成碳酸钙的一种现象。混凝土碳化问题是水利工程建筑的难点,混凝土碳化是由混凝土内部结构破坏开始,不仅会加剧混凝土收缩开裂,更会对整个水利工程施工质量造成严重威胁。
3、水利施工混凝土裂缝产生的原因分析
3.1、材料的选择
(1)水泥的选择。混凝土的主要的组成部分就是水泥,混凝土质量和水泥质量有着密切的联系,并且影响着水利工程设施安全。水利施工的过程中,制作混凝土的工作人员不能对水泥有充分的认识,这样容易在施工的过程中不能对混凝土进行正确的处理,就会产生裂缝。在水泥的早期,其强度较高、抗裂性较差,需要放出一定的热量。这些热量要不断地从混凝土的内部进行积累。这样,就造成了混凝土内部温度不断升高,内外温度差不断扩大,导致混凝土外部产生拉应力,内部产生压应力。若两种力量不能互相的牵制,混凝土表面就会产生裂缝。
(2)材料的使用比例。在制作混凝土的时候,原材料的配合比很重要。混凝土的水泥用量越大,用水量就越高,混凝土的伸缩性就会变大,塌陷的风险性就会加大。,预搅拌的混凝土应当控制在5到35mm之间,现浇的混凝土石子的直径应当在20到35mm间,含砂率要在35%左右。但因为个别操作人员的不能正确履行应有的责任,不能按照标准的配料,让这种原料的配合变得不再标准,这样就造成了混凝土裂缝。
3.2、温度原因
受温度差异影响而出现的混凝土裂缝也可以称为温度裂缝,这种裂缝主要是由水泥自身所具有的水化热反应,使混凝土的表面和内部温度出现差异所造成的裂缝。混凝土微孔内部含有少量水分,其会随着温度的剧烈变化而发生变化,主要表现在两个方面:第一,存在于微孔内部的少量水分会发生凝结进而形成冰,体积的变大会导致在对混凝土的作用过程中出现一定程度的冻胀应力。第二,存在于微孔内部的少量水分会因过低的温度而在对混凝土的过程中出现一定程度的渗透压力。混凝土在这两种变化的作用下,如果出现超过其自身的承压力,那么就一定会有裂缝问题出现。混凝土表面和内部温度出现差异所引起的混凝土裂缝问题有贯穿、表面以及深度等多种裂缝。
3.3、干缩原因
在进行水利工程建设施工时,能够对混凝土体积造成影响,使其出现收缩现象的主要原因有发生于混凝土固结操作过程中的蒸发现象及散热现象,需要特别注意的是体积较大的混凝土更容易出现这些现象。在混凝土进行固结操作时由蒸发现象及散热现象导致的收缩过程中,若是再受到某些外部环境的影响,就会有收缩应力产生,并会直接作用于混凝土。该收缩应力如果高于混凝土自身的抗压力,那么就一定会有裂缝出现,进而影响水利工程的整体质量。
由干缩现象引起的混凝土裂缝对水利工程质量有着非常重要的影响,其具体表现主要有如下几个方面:
第一,混凝土裂缝会降低其自身的抗拉强度,从而缩短混凝土的使用时间;
第二,混凝土裂缝会进入并存留很多有害物质,使其内部出现腐蚀现象,进而破坏其内部结构;
第三,在发电、灌溉以及水库蓄水的水利工程中,如果在挡水方面出现混凝土裂缝,那么就一定会有渗漏现象出现,而渗漏一旦积累到一定程度就会对水利工程的安全质量造成直接的破坏;第四,如果重力混凝土坝出现混凝土裂缝问题,而且还具有一定宽度,则会严重影响到重力坝的安全性和稳定性,更严重的甚至会对影响到人们的生命安全和财产安全。
3.4、混凝土后期养护
在水利施工过程中,很多施工人员忽视了对混凝土的养护,在施工结束以后,施工人员并不会根据相关要求对混凝土实施全面与系统地养护,这样就会造成混凝土结构表面的水分迅速地流逝,从而使其表面出现变形与干裂现象,这就使得混凝土施工质量大大降低。
4、混凝土裂缝的控制措施
4.1、材料的选择
工程质量和施工采用的材料有很大的联系。在水利工程的施工过程中,要重视材料的选择,混凝土的制作要加强对水泥的选择和掺合料的选择。若想降低混凝土的制作过程中内部的产生的热量,施工单位要在选择材料的时候,减少水泥的用量。水泥的强度等级要跟混凝土的强度一样。尽量选取细度不好的水泥当作原材料。这样,能提高混凝土的抗裂能力。除了增加抗裂能力以外,抗压力也要格外的一起高度的重视。要增强抗压能力,加强对混凝土的振捣。在混凝土的振捣的过程中,一方面要保证均匀排列插点,按顺序振实,不能遗漏。间距要在300mm合适,若沁水在粗骨料、水平钢筋下面生成水分或者裂缝,就要进行第二次的振捣,时间间隔应为25min。 4.2、对温度裂缝进行防治
第一,最大限度的对混凝土的发热量进行减少。这就要求在水利施工过程中选择具有较少发热量的水泥,同时还要对混凝土中的水泥比重进行尽可能的减少处理。根据应力场划分施工部,区域不同所需要采用的混凝土强度不同。对骨料级配进行重新调整,使用的材料需要具有较大的骨料粒径。
第二,对混凝土入仓过程中的温度进行最大限度的减少。对浇筑时间进行严格的控制,加强其操作的科学性和合理性。春秋两季可以进行较多的浇筑,而正午时间则不能进行浇筑。在浇筑过程中需要进行冰或冰水的加入操作,以便对骨料的温度进行合理的控制。
第三,尽可能的对混凝土散热的速度进行加快。在混凝土浇筑的过程中,需要合理应用薄层浇筑方法对其散热面积进行增大处理。在标准范围内对间歇时间进行最大限度的延长。不过,若是在高温季节应用预先冷却浇筑方法,则可以使用厚块浇筑方法而不使用薄层浇筑方法。
4.3、对干缩裂缝进行防治
对施工材料进行合理的选择,选择诸如普通硅酸盐水泥等具有小干缩值且高强度的水泥;对水和灰的配置比例进行严格的控制,利用高效减水剂来对水和水泥的比重进行减少;在混凝土浇筑的过程中,需要在基层和模板上进行预先浇水,另外还需要在混凝土表面覆盖一层薄膜,或是进行养护剂的喷洒,以确保混凝土的湿度;在过高温度或是过大风速的环境下,需要对混凝土进行遮阳和防风的处理,以免混凝土结构受到影响;要按照先后顺序对模板进行拆除。
4.4、加强混凝土养护
为了为混凝土提供比较适宜的湿热条件,水利施工人员必须要加强对混凝土的养护工作。在混凝土的早期养护过程中,提供适宜的温度以及湿度,从而防止混凝土因为千缩而出现变形的现象。除此以外,还要保证水泥能够进行正常的水化热,从而使得混凝土能够具有良好的强度及耐久性而且,施工单位可以根据当地的实际状况,适当地延长混凝土的养护时间,可以采用保温保湿的养护方法,借助于薄膜浇水的方式有效地养护混凝土的表面以及底层,而且要保证尽快地对其进行覆盖,这样才能有效防止裂缝的产生。
总之,在水力工程施工过程中经常会出现混凝土裂缝的现象,这不仅大大影响了施工质量,而且还降低了水工建筑物的安全性能,因此需要我们重视,加强对其的研究。
参考文献:
[1]陈云靖.水利工程施工中控制混凝土裂缝的技术分析[J].企业技术开发,2014,23:24-25.
[2]李炳荣,刘晓峰.浅析水利工程施工中混凝土裂缝的防治[J].水利科技与经济,2012,04:84-85.
[3]徐祥安.关于水利施工中的混凝土裂缝控制的研究[J].门窗,2014,10:320.
【关键词】水利工程;混凝土裂缝;原因;控制
1、对水利施工中混凝土裂缝原因及防止措施进行研究的重要性
在我国现阶段的水利工程建设施工过程中起主导地位的是混凝土结构。受内外作用的影响,这些混凝土结构在施工过程中会出现一些不可避免的裂缝,这些裂缝是一项在对混凝土的构造、耐用性、防水防冻性以及承载能力等进行衡量的重要标准。大多数的水利工程建设单位均以混凝土裂缝的现实发生情况为依据对混凝土裂缝的修复和防治措施进行具体的研究。在现阶段的社会形势下,改造和维修建筑物已经成为研究领域中的一个重点内容,混凝土裂缝问题的不可避免也决定了建筑物的损坏通常是由裂缝导致的,因此采取有效的防治措施对裂缝问题进行解决具有非常重要的现实意义。
2、水利施工混凝土裂缝的危害
2.1、破坏建筑物结构,导致开裂或坍塌
混凝土裂缝的出现,会对水利建筑结构产生影响,从力学角度分析,受力的不均匀会导致工程结构发生变形,情况严重的还会发生坍塌。水利工程结构受到一定程度的破坏,势必会影响到工程整体的稳定性,给水利设施运行带来安全隐患。
2.2、降低水工建筑结构的使用寿命
在水利施工中,混凝土裂缝一旦形成,会随着受力不均匀和时间的推移,小裂缝会慢慢扩展成大裂缝。当水渗入到混凝土裂缝中会引起水解破坏,降低混凝土碱度,锈蚀内部钢筋使混凝土强度受到削弱,长此以往水利工程的使用寿命将会大大降低;一旦钢筋散架就可能造成水利工程坍塌的严重后果。
2.3、混凝土碳化影响建筑结构
所谓混凝土碳化,是混凝土裂缝产生后,空气中的二氧化碳深入混凝土内部,在潮湿环境中与水泥水化物产生一定化学变化,相互作用下形成碳酸钙的一种现象。混凝土碳化问题是水利工程建筑的难点,混凝土碳化是由混凝土内部结构破坏开始,不仅会加剧混凝土收缩开裂,更会对整个水利工程施工质量造成严重威胁。
3、水利施工混凝土裂缝产生的原因分析
3.1、材料的选择
(1)水泥的选择。混凝土的主要的组成部分就是水泥,混凝土质量和水泥质量有着密切的联系,并且影响着水利工程设施安全。水利施工的过程中,制作混凝土的工作人员不能对水泥有充分的认识,这样容易在施工的过程中不能对混凝土进行正确的处理,就会产生裂缝。在水泥的早期,其强度较高、抗裂性较差,需要放出一定的热量。这些热量要不断地从混凝土的内部进行积累。这样,就造成了混凝土内部温度不断升高,内外温度差不断扩大,导致混凝土外部产生拉应力,内部产生压应力。若两种力量不能互相的牵制,混凝土表面就会产生裂缝。
(2)材料的使用比例。在制作混凝土的时候,原材料的配合比很重要。混凝土的水泥用量越大,用水量就越高,混凝土的伸缩性就会变大,塌陷的风险性就会加大。,预搅拌的混凝土应当控制在5到35mm之间,现浇的混凝土石子的直径应当在20到35mm间,含砂率要在35%左右。但因为个别操作人员的不能正确履行应有的责任,不能按照标准的配料,让这种原料的配合变得不再标准,这样就造成了混凝土裂缝。
3.2、温度原因
受温度差异影响而出现的混凝土裂缝也可以称为温度裂缝,这种裂缝主要是由水泥自身所具有的水化热反应,使混凝土的表面和内部温度出现差异所造成的裂缝。混凝土微孔内部含有少量水分,其会随着温度的剧烈变化而发生变化,主要表现在两个方面:第一,存在于微孔内部的少量水分会发生凝结进而形成冰,体积的变大会导致在对混凝土的作用过程中出现一定程度的冻胀应力。第二,存在于微孔内部的少量水分会因过低的温度而在对混凝土的过程中出现一定程度的渗透压力。混凝土在这两种变化的作用下,如果出现超过其自身的承压力,那么就一定会有裂缝问题出现。混凝土表面和内部温度出现差异所引起的混凝土裂缝问题有贯穿、表面以及深度等多种裂缝。
3.3、干缩原因
在进行水利工程建设施工时,能够对混凝土体积造成影响,使其出现收缩现象的主要原因有发生于混凝土固结操作过程中的蒸发现象及散热现象,需要特别注意的是体积较大的混凝土更容易出现这些现象。在混凝土进行固结操作时由蒸发现象及散热现象导致的收缩过程中,若是再受到某些外部环境的影响,就会有收缩应力产生,并会直接作用于混凝土。该收缩应力如果高于混凝土自身的抗压力,那么就一定会有裂缝出现,进而影响水利工程的整体质量。
由干缩现象引起的混凝土裂缝对水利工程质量有着非常重要的影响,其具体表现主要有如下几个方面:
第一,混凝土裂缝会降低其自身的抗拉强度,从而缩短混凝土的使用时间;
第二,混凝土裂缝会进入并存留很多有害物质,使其内部出现腐蚀现象,进而破坏其内部结构;
第三,在发电、灌溉以及水库蓄水的水利工程中,如果在挡水方面出现混凝土裂缝,那么就一定会有渗漏现象出现,而渗漏一旦积累到一定程度就会对水利工程的安全质量造成直接的破坏;第四,如果重力混凝土坝出现混凝土裂缝问题,而且还具有一定宽度,则会严重影响到重力坝的安全性和稳定性,更严重的甚至会对影响到人们的生命安全和财产安全。
3.4、混凝土后期养护
在水利施工过程中,很多施工人员忽视了对混凝土的养护,在施工结束以后,施工人员并不会根据相关要求对混凝土实施全面与系统地养护,这样就会造成混凝土结构表面的水分迅速地流逝,从而使其表面出现变形与干裂现象,这就使得混凝土施工质量大大降低。
4、混凝土裂缝的控制措施
4.1、材料的选择
工程质量和施工采用的材料有很大的联系。在水利工程的施工过程中,要重视材料的选择,混凝土的制作要加强对水泥的选择和掺合料的选择。若想降低混凝土的制作过程中内部的产生的热量,施工单位要在选择材料的时候,减少水泥的用量。水泥的强度等级要跟混凝土的强度一样。尽量选取细度不好的水泥当作原材料。这样,能提高混凝土的抗裂能力。除了增加抗裂能力以外,抗压力也要格外的一起高度的重视。要增强抗压能力,加强对混凝土的振捣。在混凝土的振捣的过程中,一方面要保证均匀排列插点,按顺序振实,不能遗漏。间距要在300mm合适,若沁水在粗骨料、水平钢筋下面生成水分或者裂缝,就要进行第二次的振捣,时间间隔应为25min。 4.2、对温度裂缝进行防治
第一,最大限度的对混凝土的发热量进行减少。这就要求在水利施工过程中选择具有较少发热量的水泥,同时还要对混凝土中的水泥比重进行尽可能的减少处理。根据应力场划分施工部,区域不同所需要采用的混凝土强度不同。对骨料级配进行重新调整,使用的材料需要具有较大的骨料粒径。
第二,对混凝土入仓过程中的温度进行最大限度的减少。对浇筑时间进行严格的控制,加强其操作的科学性和合理性。春秋两季可以进行较多的浇筑,而正午时间则不能进行浇筑。在浇筑过程中需要进行冰或冰水的加入操作,以便对骨料的温度进行合理的控制。
第三,尽可能的对混凝土散热的速度进行加快。在混凝土浇筑的过程中,需要合理应用薄层浇筑方法对其散热面积进行增大处理。在标准范围内对间歇时间进行最大限度的延长。不过,若是在高温季节应用预先冷却浇筑方法,则可以使用厚块浇筑方法而不使用薄层浇筑方法。
4.3、对干缩裂缝进行防治
对施工材料进行合理的选择,选择诸如普通硅酸盐水泥等具有小干缩值且高强度的水泥;对水和灰的配置比例进行严格的控制,利用高效减水剂来对水和水泥的比重进行减少;在混凝土浇筑的过程中,需要在基层和模板上进行预先浇水,另外还需要在混凝土表面覆盖一层薄膜,或是进行养护剂的喷洒,以确保混凝土的湿度;在过高温度或是过大风速的环境下,需要对混凝土进行遮阳和防风的处理,以免混凝土结构受到影响;要按照先后顺序对模板进行拆除。
4.4、加强混凝土养护
为了为混凝土提供比较适宜的湿热条件,水利施工人员必须要加强对混凝土的养护工作。在混凝土的早期养护过程中,提供适宜的温度以及湿度,从而防止混凝土因为千缩而出现变形的现象。除此以外,还要保证水泥能够进行正常的水化热,从而使得混凝土能够具有良好的强度及耐久性而且,施工单位可以根据当地的实际状况,适当地延长混凝土的养护时间,可以采用保温保湿的养护方法,借助于薄膜浇水的方式有效地养护混凝土的表面以及底层,而且要保证尽快地对其进行覆盖,这样才能有效防止裂缝的产生。
总之,在水力工程施工过程中经常会出现混凝土裂缝的现象,这不仅大大影响了施工质量,而且还降低了水工建筑物的安全性能,因此需要我们重视,加强对其的研究。
参考文献:
[1]陈云靖.水利工程施工中控制混凝土裂缝的技术分析[J].企业技术开发,2014,23:24-25.
[2]李炳荣,刘晓峰.浅析水利工程施工中混凝土裂缝的防治[J].水利科技与经济,2012,04:84-85.
[3]徐祥安.关于水利施工中的混凝土裂缝控制的研究[J].门窗,2014,10:320.