水利工程混凝土裂缝渗透成因及有效预防措施研究张相柱

发表时间:2020/7/21   来源:《工程管理前沿》2020年6卷9期   作者:张相柱1,张云1
[导读] 在我国当前水利工程建设过程中,混凝土裂缝问题是一个比较常见的问题,在水利工程建设病害当中,属于比较严重的病害,因此,一旦水利工程中混凝土出现裂缝,就会影响到整个工程的运行质量。
        摘要:在我国当前水利工程建设过程中,混凝土裂缝问题是一个比较常见的问题,在水利工程建设病害当中,属于比较严重的病害,因此,一旦水利工程中混凝土出现裂缝,就会影响到整个工程的运行质量。但是,由于混凝土透水性较强,因此,在施工的过程中受各种因素影响,很容易出现渗透现象,威胁到工程的安全性、稳定性,因此,必须要及时找出水利工程中混凝土裂缝渗透的成因,并且有针对性的采取防治措施,从而保障水利工程的正常运行,推动我国水利工程的发展。
关键词:水利工程;工程施工;混凝土裂缝;防治
一、裂缝成缝原因及预防措施
        1.1温度变化引起的裂缝
        混凝土受温度高低变化的影响较大,当混凝土在逐渐硬化的过程中,水泥的泥浆会产生一种热化反应,近而释放出大量的热量,导致混凝土自身的温度一直处于上升的状态,因此其自身热量的散发速度要比外界温度降的快,这种情况下就会产生强大的温度应力,混凝土在最开始硬化的过程中承受的应力较小,在突然变大的过程中混凝土就会出现裂缝。
        针对这一现象,在具体施工过程中选择水泥时,不要选择过冷的,尽量选择中热的水泥,这样一来就可以控制温度应力对水泥的影响,在配比的过程中要注意控制好水灰的浓度,一般情况要控制在0.60以内,在开工时要合理地安排施工的顺序,保证混凝土在这一过程中可以充分散热,减少由于外界温度变化产生的应力对混凝土的影响,在大面积混凝土的内部还要设置冷却措施,要加强混凝土养护工作的重视程度,以便把温差控制在合理的范围内,尽可能地避免温差给混凝土带来的影响。
        1.2混凝土收缩引起的裂缝
        裂缝成因:混凝土受到空气的作用而出现硬结现象的时候,结构自身的体积会逐渐的减小,在这样的情况下就会产生非常明显的变形,如果变形受到限制的时候,可能就会出现较为明显的裂缝,在配筋量较大的构件当中,钢筋对四周混凝土结构具有非常强的约束作用,混凝土的收缩也会受到较大的约束和限制,在这样的情况下就可能会出现较大的拉应力。构件局部的位置可能会出现较为明显的局部裂缝,新老混凝土交界的位置可能会出现较大的应力,这样也就产生了较为明显的裂缝。
        预防措施:在发生裂缝的位置要用水泥砂浆对其进行处理,同时还要使用环氧树脂对裂缝的表层进行有效的涂抹和填充,这样的方式比较适合使用在表面裂缝的处理当中,对裂缝进行合理科学的设置,对水泥土自身的性能予以改善,从而对水泥的用量加以控制。在钢筋布置的过程中,一定要保证其均匀性,防止结构出现较大的裂缝,此外还要做好混凝土养护工作,同时还要在这一过程中涂刷养护剂,保证养护的效果。
        1.3混凝土塑性坍落引起的裂缝
        裂缝成因:正常情况下混凝土在浇筑的短时间内会出现塑性坍落的现象,而混凝土还在加固的过程,这时最容易出现渗水现象,受到中立的影响大量的混合料就会出现下沉的现象,使得钢筋的骨架受到约束,近而就会出现断裂的现象。
        预防措施:为防止这一现象的产生,在施工的过程中就要加强对混凝土的筛选,选择质量较高杂质较少的混凝土,在配比上还要注意一定严格按照相关的标准进行配比,对水灰的使用和振捣效果要进行严格控制,适当的选择减水剂,保证混凝土在施工的过程中不能出现泌水的情况,在混凝土彻底凝固之前在表面进行打光处理,从整体上对混凝土的开裂问题加以控制。
        1.4碱-骨科化学反应引起的裂缝
        裂缝成因:碱-骨科反应是指混凝土孔隙中水的碱性溶液与活性骨科化学反应,生成硅酸凝胶,碱硅胶温水后可产生膨胀,使混凝土胀裂,开时在混凝土表面形成不规则的细小裂缝,然后由表及里地展,裂缝中充满了白色深沉。
        预防措施:在混凝土施工的过程中,碱骨科反应对构件自身的性能具有非常明显的影响,为了对这一反应的速度加以控制,应该选择质量相对比较好的水泥,同时还要采取有效的措施对混凝土的水灰比加以控制。


二、水利施工中混凝土产生裂缝的原因
        2.1混凝土收缩现象
        产生这种现象的主要原因是在混凝土完全固化之后,受到周围空气和温度的影响使得混凝土表面发生了一定的收缩,当收缩到一定程度时,混凝土就会产生裂缝,在混凝土发生收缩的过程中,混凝土底部的散热并不能达到施工的需要和标准,所以在混凝土的内部散热上也存在着很大的差异性,这样也会造成混凝土出现严重的收缩现象。
        2.2温差影响
        温差对于水利工程的建设影响时间是比较长的,在我国的水利工程建设中,因为温差而导致的混凝土裂缝现象也是非常常见的,另外在水利工程的施工中,施工部门对于必要的通风设备和降温设备投入明显不足,在实际的工程建设中过于重视经济效益的实现,所以尽可能的降低施工所需要的成本,这样就非常容易导致施工时温差过大。
        2.3地形影响
        我国水利工程建设中的施工技术在近几年有了很大的飞跃,水利工程的建设数量和建设规模也在不断的扩大,在水利工程的建设中,很多由于没有足够的资金支持,或者是为了能够节省工程建设过程中的成本,施工单位经常在没有进行详细的地质勘查的情况下就开始施工。
三、混凝土裂缝的处理材料和技术
        3.1水泥基渗透结晶型防水材料
        水泥基渗透结晶防水材料是水泥、硅砂和多种特殊的活性化学物质组成的灰色粉末状无机材料。这种材料的作用机理是特有的活性化学物质利用水泥混凝上本身固有的化学特性和多孔性,以水为载体,借助于渗透作用,在混凝上微孔及毛细管中传输,再次发生水化作用,形成不溶性的结晶并与混凝上结合成为整体。由于结晶体填塞厂微扎及毛细管道,从而使混凝土致密,达到永久性防水,防潮和保护钢筋、增强混凝上结构强度的效果。这一材料已在水工混凝土建筑物防渗修补中逐渐得到应用,均取得良好效果。
        3.2新型灌浆材料
        利用环氧树脂和聚氨酯在一定条件下制备出可以形成同步互穿聚合物网络结构的新型化学灌浆材料。该材料综合厂环氧树脂浆材和聚氨酯浆材的性能优点,浆材黏度低,凝结时间可调、强度高。水下混凝土灌浆试块的黏接抗拉强度可达1.05NPa,是一种性能优良,适用性强、适合水下灌浆的多功能新型灌浆材料。
        3.3混凝土裂缝注浆技术
        在传统的施工方法中都是要通过施工人员吧浆液灌注到缝隙内,这种方法只能应对普通的裂缝问题,针对一些浆液的粘度大,缝隙较小的裂缝就很难灌注进去,这时就需要借助一定的技术手段,目前国外发明了一种“壁可”的灌注技术,这种方法就是借助橡胶管道来进行灌注,因为橡胶材质具有一定的收缩能力,通过空气的压力将浆液均匀地灌注到橡胶管中,然后混凝土通过自然呼吸将其排挤出去,这就有效地避免了空气的阻力现象,保证了水泥浆液有效地发挥作用。
结语:
        在水利施工中,由于混凝土裂缝问题的重要性,决定了对它的防治至关重要。只有在施工过程中加强对混凝土裂缝问题的关注,采取合理的措施对其进行防治,才能减少混凝土裂缝现象的发生。目前,人们对于解决混凝土裂缝问题做出了很多的研究,从混凝土本身的凝结、地形因素、以及施工设备等方面对水利工程的施工进行整改,很大程度上减少混凝土裂缝现象的发生,对于水利工程的质量有了很大的提高,相信在将来的社会发展中,人们对混凝土裂缝问题的改善会越来越有成效,水利工程的质量也会越来越好。
参考文献:
        [1]柴琦.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,2017
        [2]陈兵,叶新明,谢廷呈,陈志山.探究水利施工中的混凝土裂缝的原因分析及防治措施[J].科技经济市场,2017
        [3]宋浩然.水利施工中混凝土裂缝产生的原因及防治措施研究[J].内蒙古水利,2017
        [4]李屹峰.试论水利施工中混凝土裂缝产生的原因及防治措施[J].中国水运(下半月),2015
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