摘要:水利施工中,砼产生裂缝的原因会有很多种。一旦出现裂缝,水利工程的适用性和耐久性都会受到一定程度的影响,所以应该特别注意。文章重点分析了砼裂缝产生的原因,并对其防治措施进行了探讨,希望能够对水利工程工作提供帮助。

下面是本网给大家带来关于水利施工中砼裂缝产生的原因及防治相关内容,以供参考。

关键词:水利工程施工; 砼; 裂缝; 原因; 防治措施;

1、水利施工中砼裂缝产生的原因

1 砼的内部结构组织存在的问题

1.1塑性收缩裂缝

砼的结构组织包括水泥浆体、粗细骨料及孔隙,有三个层次分别是:宏观级是连续的、均质的、相同性质的;亚微观级是连续的、但不均匀,性质不同的;微观级是不连续的、不均匀的,由原子和分子的不连续质点。就现阶段而言,人们对亚微观级的分析和研究的投入力度是最大的,以此来研究砼结构。复杂性是砼结构的“天性”,很多问题会在形成中产生,多项实验已经充分证实了这一点。就算是浇筑良好的砼,也会有先天不足—存在大量微裂缝。出现这种情况的原因:1.1
干缩微裂缝砼的泌水作用。砼内部水分会受到振捣不密实的影响而阻止其溢出,水囊就会比较多的在骨料四周出现,待到砼干燥后,就形成了微裂缝,出现的部位集中在水泥浆和骨料的结合处,俗称“结合缝”.水泥浆的收缩。水泥浆在硬化中,砼的塑性收缩就在水分的蒸发下得以出现,砂浆的收缩受到粗骨料的影响,结合面就会进行微裂缝。越来越多的水分蒸发,使孔隙水中的毛细管表面张力发生变化,裂缝也会在毛细管收缩的情况下出现。水分的溢出。水分的变化是导致砼干缩的罪魁祸首,水硬化的过程中,实际上也是膨胀逐步发酵的阶段,水分会慢慢蒸发掉,进而使水泥石中的凝胶体越来越干燥,直到收缩、裂缝的最终形成,干缩程度如何在很大程度上受到砼用水量大小的影响,其水灰比越大,干缩率越大。除此之外,砼裂缝还受到水泥的品种、细度、砼的收热过程、掺和料的影响。1.2
温度热量会在砼的凝结硬化中出现,砼的内部温度也会有所上升。一般而言 500mm
的墙体,进行浇筑后的两到三天内,砼内部温度会呈现出一个抛物线式变化,即达到最高时渐渐滑落,时间上可能需要
10
天左右。温度升高的阶段,砼弹性的模量在一个较低的水平上,温度应力不大;而下降阶段,弹性模量就会有较为明显的变化,那就是变大,拉应力也在这种情况下变得大了起来,内外温差持续的扩大,促进了裂缝的形成。同时另一种情况也会促进裂缝的出现—因外部的温度不断上升,水分蒸发快而来。砼中水泥量、水泥类型、强度、厚度、模板材质、入模时的材料和大气温度都是影响砼温度的重要因素。综上所述,能够产生砼的微裂缝的原因是多方面的,有的是由一种原因引起的,还有的是多种原因综合作用而来,有的叠加会使裂缝的情况严重,有的会减轻。砼中骨料颗粒的形状、方位不是恒定的,是一个变化的过程,随机性比较强,受到多种因素的共同作用,砼内部的微裂缝形状、方位也存在一定的随机性,反映着砼力学性能的强度、弹性模量和泊松比等材料指标,基本都是一个统计值。微裂缝处于亚微观结构中,倘若不曾出现宏观裂缝,不会对砼的使用产生实质的影响,所以宏观裂缝就会因为对人们的视觉感受造成破坏而受到关注。

混凝土在凝固的过程中,会逐渐散热和蒸发,这是引起混凝土体积收缩的主要原因,尤其是一些大体积的混凝土。如果混凝土在收缩时受到外界环境的约束,就会自然的形成收缩应力,当这种应力超出当时混凝土极限抗拉强度时,混凝土就会产生裂缝。裂缝是混凝土建筑物最常见的病害之一。裂缝是材料的不连续现象,属于物理性病害,是水工混凝土耐久性的首要影响因素。裂缝的出现,多数在施工期就存在,有的虽然在施工期以后,也多在运行初期5~10年以内,不是由于运行期长工程老化问题,而是早期的问题。裂缝的存在直接导致混凝土抗拉性能的降低,裂缝也会引导有害物质进入混凝土内部,造成钢筋锈蚀,甚至混凝土结构破坏。对于水库蓄水发电和灌溉来说,挡水混凝土结构的裂缝会直接引起渗漏,如果渗漏量达到一定程度,就直接危及工程的蓄水能力;对于混凝土重力坝来说,如果裂缝达到一定贯穿深度和宽度,会引起坝体扬压力的急剧增长,削弱坝体的抗滑能力,对结构抗震非常不利、甚至会对整个坝滑能力,对结构抗震非常不利,甚至会对整个坝体的结构稳定和安全造成威胁。

2 砼产生宏观裂缝的因素

1.2温差裂缝

2.1
收缩收缩是助推裂缝很重要的一个方面,产生的原因也各种各样,干缩是其中的一种。由于各方面因素的作用,处于外部的砼干缩的速度自然要快于内部,面积上也会比内部大,这样就形成了内外体积上的不均匀,砼表面就会受到很大的拉力作用。而砼的抗拉能力是比较弱的,硬化阶段更是降到最低。拉力过大时,砼就开裂。2.2
温度热胀冷缩是很多材料都会具有的一种性质,砼也不例外。水化热会在砼初凝时形成,自此砼的温度不断提高,这样降温时就极容易收缩,收缩到一定程度后,比如砼内外温度的差距比较大时,尤其是气温突然下降,砼内部就会产生膨胀,而外部却是收缩的状态,砼就会开裂。鉴于这种情况,为了最大限度的减少其发生的几率,一般将大体积砼的浇筑放在夜晚,有的水利工程为了防止砼内外温差大的情况,在浇筑砼重力坝时会采用循环水、分块浇筑等多种方式。2.3
约束砼内外体积变化被约束时就可能产生裂缝。比如砼墙体表面收缩受到内部或其他面的约束就很有可能产生裂缝。2.4
其他钢筋与砼的粘结力的大小也是促成砼裂缝不可忽视的一个重要方面。表面有螺纹的钢筋与砼的粘结力较大,进而使得其具有更加明显的抗裂性。钢筋会发生锈蚀主要是因为构件在不利环境的作用下,此时也会产生开裂。

温差裂缝是由于混凝土内部和外部之间产生温差所引起的,温差产生的原因是水泥水化热引起的混凝土内部和混凝土表面的温差过大。在温度正负交替过程中,混凝土微孔中的水成为结冰或过冷的水,体积膨胀产生冻胀压力,过冷的水迁移产生渗透压力,当两者的附加作用力超过混凝土的抗拉强度时,混凝土就遭受破坏。温差裂缝主要有三种情况:水工混凝土在施工初期,产生大量的水化热,内外的温差使其产生裂缝;混凝土拆模前后,混凝土表面的温度会急速下降,裂缝产生;由于混凝土内部温度到达极限,但是热量散发慢,而产生温差裂缝。施工中的大体积混凝土,主要是由于温差产生裂缝,诸如水工大坝、分洪闸、拦河坝等体积水工混凝土更易发生此类裂缝。

3 防止砼裂缝的措施

1.3安定性裂缝安定性裂缝主要是龟裂,通常是因为混凝土的质量不合格引起的。另外,钢筋因为外界的腐蚀也会引起混凝土裂缝。

3.1
设计上采取措施要想有效的避免砼裂缝情况的发生,在设计时就要将各种问题做一个预测,要重视砼在硬化中由于温湿度的影响所带来的收缩,避免收缩时的约束。还要考虑到邻近构件在砼收缩的影响下出现的约束力。结构和截面形状也要恰当的挑选,应力最为密集的位置主要在尺寸变换大的洞口、转角,所以也是重点应该把握和控制的。针对砼的变形,一定量的抑制性会在钢筋中产生,钢筋表面与砼间的粘结力是主要的实现方式,两者之间成正比例的关系,不可忽视钢筋抗裂的作用。直径小、间距较密的的钢筋是比较好的材料,选择上应该注意。3.2
使用较小的水灰比砼的水灰比、收缩率和开裂的风险彼此之间是呈正比例的关系。所以适当的将用水量降低可以有效的避免裂缝的产生。至于大体积砼构件,水灰比小的碾压砼是最佳的选择对象。3.3
控制水泥用量在水灰比恒定的状态下,水泥含量和砼的干缩率是正相关的关系,这主要是由于水泥浆的干缩促成了砼的干缩,水泥浆越少,骨料对干缩的抑制作用越明显。如果将用水量和水泥量同时减少,更加有利于砼的抗裂性。3.4
加强养护砼的开裂也会受到养护不良的影响,砼的品质也会随之下降。所以砼的养护工作在一定程度上说是必须的也是必要的,养护的方法还必须科学合理,充分水化水泥,当水泥石中的晶体增多胶体减少,干缩也会相应减少。将养护时间适当的延长也有比较明显的效果。3.5
关注温度变化
夏季时室内外温度比较高,砂石料进入搅拌机的温度应特别注意,不宜过高,可以采取一定的方法降温,遮阳和淋水等方式都可以作为应急预案。冬季的温度比较低,需要覆盖上必要的遮挡物,砼达到一定强度时再取下,这样做是为了大量的减少裂缝。3.6
其他措施在选择水泥的类型时,干缩小的是理想的对象,可以适当的添加一些外加剂以便减少砼的收缩,加入纤维材料也会收到很好的效果。

2、水工砼裂缝的防治措施

4 结束语

2.1优化混凝土的设计

通过文章的分析,使我们了解到现阶段水利工程施工中砼裂缝产生原因是比较复杂的,也是比较难以把握的,要做到百分百的将其完全预防是很难的,我们能做到的是尽最大能力来减少其出现的几率,这就需要相关施工人员工作是要细致、认真,发现问题及时加以处理。但我们有理由相信,随着科学技术的不断发展,在不远的将来砼裂缝会得到充分的解决,水利工程建设会更加完善。

配合比采集原材料进行试拌,尽可能地减少水泥用量,添加I级粉煤灰,将水胶比控制在规范允许的范围内,粗骨料采用二级配。掺入适量的粉煤灰对改善混凝土的和易性、降低温升、减少收缩、提高抗侵蚀具有良好的作用。在裂缝易发生部位如孔洞周围以及转角处布置一些斜筋,从而让钢筋代替混凝土承担拉应力,这样可以有效的控制裂缝的发展。为了避免裂缝的出现,在设计中利用中低强度底水泥充分利用混凝土的后期强度。在工程结构设计中要特别注意降低结构的约束度。对于混凝土中钢筋保护层的厚度应当尽量取较小值,因为保护层的厚度愈大愈容易发生裂缝。

参考文献:[1]朱永忠。船闸大体积砼裂缝防治技术措施[J].交通科技,2003。[2]方广友,高建华。高立山。浅析水利工程施工中生态工程的环境措施问题[J].大众科技,2005。[浅谈水利工程施工中砼裂缝产生的原因及防治措施 – 水利施工www.204.net。3]浅谈水利工程施工中砼裂缝产生的原因及防治措施 – 水利施工www.204.net。葛海龙,朱伟国。综论水利工程施工质量问题及质量控制措施[J].科技创新导报,2008。

2.2加强混凝土养护措施

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