水利施工中砼的裂缝探讨 - 水利施工

作者: 东方彩票官网  发布:2019-12-29

摘要:在水利施工作业中,砼裂缝预防工作在水利施工中有着非常重要的地位,由于砼裂缝影响水利工程的整体外观及其耐久度,所以必须给予重视,针对其发生的原因进行分析,进行多角度的系统防治工作,提升其综合防治效益,以满足当下水利施工的工作要求。

水利施工中砼的裂缝探讨

摘 要:水利工程的寿命即耐久性会直接受到砼裂缝的影响,因此对于砼裂缝应当予以相当的重视。文章主要论述了砼裂缝出现的主要原因,并针对水工系统中砼裂缝的防治提出了有效的措施。

摘要:水利工程施工质量标准不断提升,对于施工企业提出了更高的要求。混凝土工程作为基础性的水利施工分部工程,其施工质量对于工程整体稳定性与安全性有着直接的影响。裂缝问题作为常见的砼施工质量病害,不仅影响着工程的抗渗性能,更是直接关系着结构的整体性与载荷性能。以下对当前水利施工中常见的砼裂缝类型及其控制措施进行了探讨。

关键词:水利施工; 砼裂缝预防; 建筑物安全; 蓄水能力; 重力坝;

摘 要:水利工程大部分是由砼预制拼装或现浇而成的,在水利施工中砼的裂缝是人们十分重视并致力于解决的问题。本文作者对砼裂缝产生的原因以及防治措施进行了阐述。

关键词:砼裂缝;混凝土;水利工程;施工 水利工程是现代社会基础设施建设中的重要内容,而混凝土技术是水利工程建设的关键,而混凝土的开裂容易导致腐蚀性物质进入混凝土内部,混凝土内部钢筋极易受到腐蚀,钢筋砼承载力会受到极大影响,此外水利工程寿命以及耐久度都会受到影响而下降,使得水利工程存在安全隐患。故通过对砼裂缝产生因素的分析,从根本上避免砼裂缝的产生,从而保证了水工建设的质量。 1 砼裂缝产生原因概述 1.1 塑性收缩裂缝 混凝土在凝固时不但会蒸发水分,同时会散发热量,而由于热胀冷缩,混凝土会在散热之后而收缩。尤其是一些体积较大的混凝土,由于体积较大所以在凝固的过程中内外散热速度不一致,而基于这种不一致的收缩,混凝土表面就会受到收缩应力的作用,当该应力超出混凝土结构的抗性极限,拉应力就会使得混凝土产生裂缝。而对于土工建筑,裂缝是影响最大的病害之一。但是混凝土裂缝的出现并非是连续的,该种物理病害会直接影响混凝土结构的耐久度。而施工期是裂缝出现的主要时期,虽然在施工期后同样会出现砼裂缝,但是大多施工期后的裂缝并非是由于长时间的运行使用后而出现的老化裂缝,而是在初期就存在的。而混凝土裂缝的出现会降低混凝土的抗拉性,并且会令腐蚀性物质进入混凝土内部导致内部钢筋结构受到腐蚀,破坏混凝土的结构。针对水利工程中的水库,若是工程结构中挡水部分出现裂缝,那么会引发渗漏,由于水库蓄水是用于灌溉和发电的,因此若是由于裂缝直接引发的渗漏那么会直接威胁水利工程的功能实现。若是砼裂缝出现在混凝土结构的重力坝上,当裂缝深入贯穿,并达到了相应的宽度后,则会导致坝体的压力场分布。压力场改变,那么坝体抗滑性就会发生改变,则坝体抗震性能会相应减弱,威胁整个坝体结构的稳定性以及安全性。 1.2温差裂缝 由于混凝土内外温度差而产生的裂缝即温差裂缝,由于混凝土的主要材料为水泥,而水泥在凝固过程中会产生水化热,因此混凝土在凝固过程中内外部就会产生温差。而由于内外产生温差,在混凝土的微孔中由于水份的凝结体积会发生改变,在温度的正负交替过程中,受到冻胀压力以及冷水渗透压力的作用下,当两种力结合作用超过了混凝土结构的抗拉性时,混凝土结构就会受到破坏。而温差裂缝产生的主要原因是如下:首先,施工初期由于水泥凝固而产生大量的热量,由于内部和外部的温差会破坏混凝土结构而产生裂缝;其次,在混凝土拆模后,由于混凝土结构的表面温度急剧下降,也会产生温差裂缝;第三,混凝土内外散热速度不同,外部散热快而内部散热慢则会在内外产生温差,继而引发裂缝的产生。由于大体积混凝土的温差裂缝,主要出现的位置在分洪闸、大坝以及拦河坝上,因此对水工设施安全性威胁极大。 1.3 安定性裂缝 安定性裂缝主要表现为龟裂型,而这种龟裂裂缝则是由于使用了不合格的混凝土导致。此外,安定性裂缝也会由于钢筋腐蚀而产生。 2 防治裂缝的措施 2.1 混凝土配比优化 通过加入外加材料优化混凝土的材料配比,将水泥用量减少到最低,并加入粉煤灰,以此提高混凝土的抗腐蚀性,另外严格控制水胶配比,保证其在规定的范围内,且采用二级配粗骨料。粉煤灰的加入不但能够提高混凝土的抗腐蚀性,同时对和易性、收缩量以及温升都有着一丁点控制作用,从而提高混凝土结构的物理性能。另外可以在混凝土结构中容易出现裂缝的部位加入一些斜筋,用以承担结构拉应力,对于混凝土裂缝的继续发展有良好的控制作用。另外可以通过中低强度水泥的应用在设计期避免结构裂缝产生,并且要注意结构约束度的降低。另外针对混凝土钢筋保护层应当尽可能的取其最小值,规定范围内取值越小,越不容易发生裂缝。 2.2 后期养护工作的加强 混凝土在后期需要拆模处理,而拆模后如若不采取必要的保养维护措施则很容易发生裂缝现象。浇筑初期混凝土需要注意保湿和护养,良好的保养工作能够有效预防初期裂缝的产生,并且对于后期混凝土结构的稳定有着极大的促进作用,能够有效保证结构的韧性和抗压能力。在现代水工建设中相关混凝土养护工作,是施工中重点关注内容。此外,为避免混凝土结构中钢筋受到腐蚀也需要必要的维护措施。钢筋锈蚀是氧化还原反应,因而混凝土结构的密实度加强以及空气的隔绝是预防钢筋氧化锈蚀的关键。通过增加混凝土结构表面密实度,在结构体表面涂刷密实度较高的水泥砂浆以及防腐层都可以有效降低混凝土结构中钢筋的锈蚀程度。而一些抗腐蚀材料的选用是避免混凝土出现裂缝的有效措施,因此需要控制混凝土中碱骨料的使用,提高混凝土密实度,保证水灰比合理科学,是控制混凝土结构出现裂缝的有效方式。 2.3 塑性收缩裂缝的预防措施 首先是要选择合适的材料,一般选用干缩值较小、强度好的硅酸盐或普通硅酸盐水泥。严格控制水灰比例,掺加高效减水剂来增加混凝土的强度,减少水和水泥的分量。浇注混凝土前,将基层和模板浇水均匀湿透。 2.4 沉陷裂缝的预防措施 要保证地基的稳定,对松软土的地质结构在施工前要进行必要的夯实和加固。要保证模板有足够的强度和刚度,有较强的支撑力,保证地基的受力均匀。混凝土在浇注的过程中不能被水浸泡,模板的拆除要控制在一定时间内,还要注意拆模的先后顺序。 结语 导致混凝土裂缝产生的因素很多,荷载过大会产生混凝土结构应力裂缝,由于基础不牢出现基础沉降现象时会使混凝土结构出现沉降裂缝,结构温差过大会使结构出现温度裂缝,养护不合理会使混凝土结构收缩裂缝。每种裂缝产生的原因不同,要消除裂缝必须针对其产生原因有效控制材料配比、适量及温度和养护手段、施工手段,只有采用合理措施才能提高混凝土结构稳定性,从而消除裂缝。 参考文献 [1]鞠丽艳.混凝土裂缝抑制措施的研究进展[J].混凝土,2002. [2]钟进章.混凝土裂缝成因及控制措施[J].混凝土,2004.

关键词:水利施工;砼裂缝;控制

受水利施工的自身特点所决定,砼裂缝的出现是不可避免的,这就涉及到砼裂缝预防工作,实现其应用方案的协调性,实现其内部各个环节的协调,也涉及到预防技术、操作设备、操作人员等因素,从而满足水利施工的具体需要,提升该项目的效益,满足现阶段工作的要求。

关键词:水利施工,砼裂缝,产生原因,防治措施

1水利施工中的砼裂缝问题分析

1 水利施工砼裂缝因素分析

在水利工程施工过程中,水泥的使用量在所有材料中占比重最大。这是由于砼具有来源广泛、价格低廉、可塑性强、耐火且抗风化作用强等一系列的优点。但是,混凝土也有其自身的缺点,在施工过程中由于各种因素的影响造成砼变形,以及砼在硬化的过程中可能会出现气泡、裂纹以及一些微小的空隙。因此,在水利工程中,应对混凝土的裂缝产生原因进行仔细分析,并在施工中采取有针对性的措施来预防裂缝的出现和发展,保证建筑物的使用安全。

混凝土裂缝是混凝土材料发生的不连续现象,属于物理病害的一种,混凝土裂缝不但会影响外观,还会导致混凝土抗拉性能的降低,导致有害物质侵入混凝土内部,引发钢筋锈蚀,导致混凝土结构发生破坏,严重影响结构的使用功能和耐久性,从而使人民生命财产和安全受到威胁。对于水利工程而言,混凝土裂缝会导致挡水墙的渗漏,如果渗漏严重就会危及工程使用和蓄水能力,造成不利影响;坝体混凝土裂缝如果达到一定深度和宽度会减弱坝体抗滑能力,影响整个结构的稳定和安全。混凝土裂缝按引起裂缝产生的原因把混凝土裂缝分为二大类:第一大类,由第一类外荷载引起的裂缝,包括按照常规计算的主要应力引起的“荷载裂缝”,以及由结构次应力引起的“荷载次应力裂缝”,二者通称为结构性裂缝、受力裂缝。第二大类,由第二类荷载即变形变化引起的裂缝,包括温度、湿度、收缩和膨胀、不均匀沉降等因素引起的裂缝,也称非结构性裂缝。

受到其客观环境的影响,在水利工程施工过程中,混凝土开裂情况是常见的,正是由于这种情况的出现,就容易导致混凝土内部钢筋材料出现腐蚀情况,从而不利于钢筋砼结构整体承载力的提升,也不利于耐久性及其使用寿命的提升,不利于人们的生命及财产安全的维护。为了保证人们的生命财产及安全,保证水利施工工作体系的健全是必要的,从而实现内部各个环节的协调。这就需要针对混凝土裂缝产生原因进行分析,从而提升建筑物的整体安全性,保证其综合效益的提升。为了实现混凝土的有效凝固,做好影响混凝土面积收缩原因的分析是必要的,因为混凝土在凝固过程中,会出现蒸发或者散热等情况,特别是一些大体积混凝土。受到外界环境的约束,混凝土就会出现一系列的收缩,这就导致收缩应力的形成。如果这种应力超过混凝土的自身极限抗拉强度,就会导致混凝土裂缝的出现。裂缝的出现也是因为材料的不连续性,其是一种物理性的病害,正是因为这样,其严重影响了水工混凝土的耐久性。即使在施工期,裂缝的出现也是常见的,有的虽然在施工完毕后出现,但是在较短时间内出现,工程投入运行并不是裂缝出现的主要原因,裂缝的出现多半是在工程初始阶段。由于裂缝的导致了混凝土抗拉性能的降低,从而导致有害物质进入混凝土内部,导致钢筋锈蚀,从而使混凝土结构产生破坏。在实际应用过程中,如果水库蓄水发电及其灌溉不合理,就会导致挡水混凝土结构出现问题,从而导致渗漏情况的出现。如果渗漏量超过一定程度,就会影响到工程的整体蓄水能力。我们需要考虑的是混凝土重力坝的应用,裂缝出现一系列的宽度及深度就需要引起重视。就会出现坝体内部压力的增长,从而不利于坝体抗滑能力的提升,更不利于进行结构的抗震性提升,从而影响到坝体的整体抗滑能力,导致结构抗震性下降,从而不利于大坝的整体结构性控制。受到混凝土内外部温差的控制,温度裂缝由此产生,这也是因为水泥的水化热情况,比如混凝土内部及其外部的温差较大,从而导致温度的正负交替变化,在这种情况下,混凝土微孔内部的水就会是过冷,如果其体积出现膨胀,就会产生一系列的冻胀情况,由于冷水的出现,渗透压力会增大,从而不利于混凝土整体抗拉强度的提升,从而出现一系列的混凝土破坏状况。在实际工作中,温差裂缝的产生因素是非常的多,比如施工过程中水工混凝土的出现,会导致很多的水化热反应,也就影响到其内外温差,从而出现一系列的裂缝。在混凝土拆模过程中,混凝土表面也会出现温度下降,从而导致其裂缝的出现,如果混凝土的内部温度达到应用极限,但是热量散发并没有得到有效控制,也会出现温差裂缝情况。大体积混凝土很可能因为温差而出现一系列的裂缝,这也需要进行龟裂情况的考虑,进行混凝土自身质量情况的分析,进行外界腐蚀性的分析,从而做好混凝土裂缝的防治工作。 2 水工砼裂缝防治方案的优化

一、砼裂缝的产生原因

2关于水利施工中的砼裂缝控制的探析

为了有效提升水利工程的应用效益,进行混凝土设计配合比的控制是必要的,比如需要进行原材料的试拌,保证水泥用量的比例控制,进行粉煤灰、水胶比等控制,将其控制在有效范围内。在粗骨料的应用过程中,可以实现二级配应用,实现对粉煤灰、水胶比等有效控制。保证适合的粉煤灰的添加。保证混凝土和易性的改善,从而保证其温度控制,保证其收缩性的优化,保证其整体抗侵蚀性。在裂缝的发生部位,可以进行斜筋的配置,保证钢筋的良好应用,实现混凝土的承载力分担,从而实现裂缝的有效控制。为了最大程度的进行裂缝控制,进行设计过程中的中低强度水泥的有效利用是必要的,从而保证混凝土后期强度的利用。在工程结构设计过程中,我们需要进行结构的约束度控制。保证混凝土钢筋保护层的厚度控制,从而避免混凝土的不良养护。混凝土拆模完毕后,可以进行草帘挂设,从而保证养护效益的提升。在养护过程中,要给予积极的养护。通过对混凝土保养方案更新,更有利于进行预期裂缝,有利于提升混凝土的后期稳定性,保证整体承压能力的提升,保证强韧性的提升。在混凝土养护过程中,需要做好水利工程的充分认识及其重视工作,比如针对其钢筋锈蚀情况进行分析,针对氧化情况进行分析。提升混凝土整体密实度,避免其空气进入,提升混凝土防氧化能力。为了方便抗氧化工作的开展,可以进行混凝土避免水泥砂浆的应用,保证防腐层设置。从而提升混凝土的使用效益。这就需要进行结构的耐久性影响分析,进行碱骨料的化学反应分析,进行优质骨料的选择,保证混凝土整体密实度的提升。这里需要避免单纯结构重量的减轻模式应用,从而进行沉降性的控制,更有利于实现其结构的整体重量控制,保证其稳定性的提升,避免不均匀沉降情况的出现,并且针对这个特点做好相关的保护措施。在塑性收缩裂缝的预防过程中,我们需要进行合适材料的选择,可以进行良好强度的硅酸盐选择,进行浇筑环节的控制,需要保证基层及模板的浇水均匀性,保证混凝土表面的薄膜良好覆盖,从而提升混凝土的湿度,保证混凝土相关养护工作的开展。为了做好水利工程工作,进行施工管理体系的健全是必要的,从而实现其内部各个环节的协调,保证其技术含量的增加,实现其技术管理,保证施工工艺流程的协调性,保证施工技术整体效益的提升,从而提升工程整体质量及安全性,这就需要按照施工技术规范进行分析,做好质量标准的检验工作,保证质量检测工作的良好开展,从而满足实际工作的要求,这需要工作人员落实好自身的工作职责,保证其整体施工水平的提升。为了提升工程质量,进行质量管理体系的健全是必要的,从而保证工程质量整体措施的优化。在全面质量管理过程中,要实现质量环节及全部管理目标的协调,认真进行事后检验工作,进行预防性措施的应用,这里强调必须就事论事,也需要避免单一性的质量管理,保证质量整体管理体系的健全,有效提升工程质量,保证系统性的管理应用,落实好综合管理的各个细节,保证质量工作的良好开展,提升工程的整体质量。

荷载引发的裂缝

2.1砼骨料塑性沉落裂缝。1)裂缝成因分析。混凝土在浇注时,由于振动棒和重力的作用,骨料下沉、水泥浆上升,这种沉落直到混凝土硬化时方停止,当这种塑性沉落受到模板、钢筋及预埋件的抑制(或者模板沉陷、移动时)就会出现裂缝,这种裂缝大多出现在混凝土浇注后半小时至3h之间,混凝土尚处在塑性状态,混凝土表面消失水光时,立即产生,沿着砼钢筋的走向出现,主要是混凝土塌落度大、沉陷过高所致。另外在施工过程中如果模板绑扎的不好、模板沉陷、移动时也会出现此类裂缝。2)施工控制措施。在满足泵送和施工的前提下尽可能减小混凝土塌落度,施工过程中应经常观察模板的位移和混凝土浇捣的密实情况,不能漏振、过振,且在第一次振捣后间隔20~30mm后,进行第二次复振。如果产生这种裂缝,在混凝土终凝前将混凝土裂面用木抹子重新抹平搓毛,可使裂缝愈合。2.2砼塑性收缩裂缝。1)裂缝成因分析。混凝土浇注后仍处于塑性状态时,由于表面水分蒸发过快而产生的裂缝,这类裂缝隙多在表面出现,形状不规则、长短宽窄不一、呈龟裂状,裂缝一般是中间宽两头窄,深度一般不超过50mm,如果混凝土中掺有含泥量大的粉砂则可能被穿透。产生的原因主要是混凝土浇注后3~4h左右表面没有被覆盖,特别是在炎热或大风天气混凝土表面水分蒸发过快,或者是被基础、模板吸水过快,以及混凝土本身的水化热高等原因造成混凝土产生急剧收缩,到此时混凝土强度趋近于零,不能抵抗这种变形应力而导致开裂,从混凝土中蒸发和吸收水分的速度越快,塑性收缩裂缝越易产生,而商品混凝土由于为了满足可泵性、流动性、出机时混凝土的塌落度和砂率比普通混凝土大很多,再加上夏季施工中及大体积混凝土中掺加缓凝剂,早期强度低所以其水分特别容易散失,表面容易形成裂缝。2)施工控制措施。施工单位在混凝土初凝前进行二次抹光,然后及时覆盖养护。一般的塑性沉落裂缝和塑性收缩裂缝都属于非结构性裂缝,对结构性能无大影响,GB50164-92《混凝土质量控制标准》中也有明确规定。塑性沉落和收缩有时没有明显区别,交织在一起。2.3大体积混凝土温度裂缝。1)裂缝成因分析。水泥水化过程产生一定的水化热,并且其大部分热量是在3天以内放出,混凝土是热的不良导体,特别是大体积混凝土,产生的大量水化热不容易散发,内部温度不断上升,而混凝土表面散热较快,使内外截面产生温度梯度,特别是昼夜温差大时,内外温度差别更大,内部混凝土热胀变形产生压力,外部混凝土冷缩变形,产生拉应力,由于此时的混凝土抗拉强度较低,当混凝土内部拉应力超过混凝土抗拉强度时,混凝土便产生裂缝,这种裂缝隙一般较深,有时是贯穿性的。2)施工控制措施。配制大体积混凝土宜使用低水化热水泥,如较好的普通硅酸盐水泥、矿渣水泥,降低水灰比,同时设置测温装置,采取保温措施,保证混凝土内外温差小于25℃。2.4砼初凝扰动裂缝。砼在未凝结前,受到外力,砼可以有恢复作用,但初凝后,砼逐渐失去本身的流动性,出现了裂缝就不可能恢复了。扰动的来源有以下几个方面,相对的控制措施如下:1)泵送管道支撑对楼板的冲击和振动。砼施工面积比较大时,泵送管道通常架设在模板上,由于泵送管道布置弯头较多,使泵送阻力增加,泵管输送砼时的来回运动,影响到钢筋的周期振动,这种振动,对初凝后的砼影响很大,只要有足够的时间,在砼中会形成裂缝,裂缝方向性很强,与钢筋走向相同,呈方格状或等距离分布。防治的措施:合理地搭设泵送管,输送管支架杆支撑在模板上,不得直接支承在钢筋骨架上,避免对已浇注混凝土的震动。2)底板模板刚度不足,受力变形亦会造成裂缝。此种情况,常见于胶合板模板,下部支撑杆布置较稀时,未浇筑前上人就可以感到模板刚度不够,脚抬起来模板就反弹:如果浇砼之后砼虽然凝固,但未能达到足够的强度时,此时上人作抹平,浇水或养护作业时,受上述荷载的作用。就会出现裂缝,此种裂缝呈不规划放射网状,裂缝集中处即是受外力集中的地方。防治的措施:砼抹平后至少24h禁止上人,在砼表面走动或搬动物品,在采用复合木模板的部位应加密支撑。2.5施工组织裂缝。1)裂缝成因分析。为赶进度,浇注混凝土未达到设计强度,甚至在浇注后不到24h即开始上人,堆放荷载,经常导致板开裂。2)施工控制措施。主要是现场合理安排施工工序,要求砼留置试块,待砼强度达到1.2MPa以上时才允许放线施工,施工物料不准集中堆放。

3 结束语

由于施工时构件超出了设计的荷载,在集中荷载的作用下产生了内力弯矩现象, 构件在较大的剪力作用下产生了斜裂缝, 并向不同的方向延伸。 在外荷载直接的应力作用下产生直接应力裂缝,还可能受外荷载引起次生应力产生的次应力裂缝。

3结论

为了提升工程效益,进行沉陷裂缝预防工作的开展是必要的,从而实现地基稳定性控制,这就需要针对软土地质结构进行良好控制,这也要进行模板的拆除控制,保证拆模顺序的正确性。

砼收缩造成的裂缝

水利工程混凝土施工是一项科学而系统性的工作,工程质量影响因素较多。其中的砼裂缝问题是影响整体质量的重要病害,施工人员在裂缝控制环节,应对问题进行有效的检测分析,把握问题成因,采取有效的措施优化施工过程,全面控制砼裂缝问题,提升工程建设质量。

在水利施工过程中,经常会遇到砼因为收缩而产生的裂缝,主要是由塑性收缩以及干缩收缩引发的砼收缩裂缝。水利施工时砼在浇筑 4~5 小时左右时,会出现一些激烈的反应,导致沁水以及水分的蒸发,出现砼失水收缩的现象,同时因为骨料的自重下沉,此时的砼尚未硬化,导致产生塑性收缩裂缝。砼在变硬后, 随着表层的水分逐渐蒸发,湿度也会降低,使砼的体积减小,产生了表面收缩大小不均匀的现象,致使砼产生干缩收缩裂缝。

参考文献

温度变化产生的裂缝

[1]葛林.水利工程混凝土裂缝成因分析及应对措施[J].北京农业,2015:132.

砼有热胀冷缩的性质,当外部环境或者是内部温度发生变化时,会导致砼变形,如果砼在变形时受到约束,使其结构内产生一定的应力,当应力超过了砼抗拉强度时就会产生温度裂缝。如果砼内外的温差过大,会引发内约束裂缝;如果由于砼的体积过大,使砼的绝热度与浇灌的温度差超过 25℃以上会引发外约束的裂缝;如果砼的裂缝为深进或者是贯穿性的, 它的位置与沉陷的方向一致,就会有大的沉陷裂缝产生。

[2]尚修利,马宝龙,陈必平.水利工程施工中混凝土施工的裂缝控制与施工管理[J].科技展望,2015:64.

材料质量问题引发的裂缝

[3]门忠.水利工程建设中混凝土裂缝的有效防治措施[J].黑龙江水利科技,2011:81-82.

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