船闸工程混凝土裂缝控制技术分析

发表时间:2021/2/3   来源:《建筑实践》2020年10月30期   作者:金海龙
[导读] 在航运发展日益蓬勃的今天,船闸工程的质量变得越来越重要。
        金海龙
        江苏淮阴水利建设有限公司  江苏淮安,223000
        摘要:在航运发展日益蓬勃的今天,船闸工程的质量变得越来越重要。其中船闸工程的混凝土结构对于一个船闸工程的使用寿命是至关重要的。因此针对船闸工程混凝土裂缝控制技术进行分析是十分有必要的。本文将从船闸工程混凝土的材料配比、结构分析、具体实施的工艺以及温度控制方面入手,防止船闸工程中的混凝土产生大的裂缝,以此来保护混凝土内部钢筋构建不受到腐蚀侵害。针对以上技术进行可行性分析,给出具体的技术解决方案。
        关键字:船闸工程;混凝土;控制技术
        引言:
        随着航运船的载重和航运使用频率的不断增强,社会各界对船闸工程的质量提出了更高的要求。而混凝土裂缝控制技术是一个船闸工程中不可或缺的关键技术之一。假如混凝土出现大的裂缝,不仅仅会让内部的构件出现腐蚀现象,甚至会影响整个船闸工程的安全性能。因此本文将系统地分析目前在船闸工程中造成裂缝出现的一系列原因,针对上述问题给出具体的技术分析和解决方案,从而通过混凝土裂缝控制技术来不断提高船闸工程的稳定性。
        一、船闸工程中混凝土裂缝产生的危害以及原因分析
        船闸工程对于维护一个水域航道内部船舶稳定运行具有十分重要的作用。如图1所示:船闸工程其实就是一个箱型的通航工程,它两端的闸门可以控制工程内部、外部的水流差位,从而减少集中水位差对于通航船舶的影响。
        可以看到假如船闸工程混凝土产生大的裂缝,大量的河水将会灌流进内部的裂缝中,这样不仅仅会腐蚀掉内部的钢筋结构,而且还会对支撑构件产生冲击,造成整个工程的质量降低。因为为了解决上述问题,必须要对船闸工程中产生裂缝的原因进行分析,从而找出原因,通过技术分析,给出具体的解决方案。目前已知造成混凝土裂缝的原因有以下三个:
        (一)混凝土内部材料与空气产生了碳化反应
        混凝土作为船闸工程和其他建筑的主要使用材料,有个突出的缺陷就是混凝土内部材料假如长期暴露在湿润的空气中,容易产生碳化反应。碳化反应会导致混凝土内部结构的稳定性变差,从而造成混凝土结构的坚固性逐渐降低。这种削弱混凝土黏合性能的反应长此以往必然会造成混凝土产生裂缝,因此碳化反应是造成混凝土结构容易产生裂缝的主要原因之一。
        (二)环境的温差以及施工工艺影响混凝土结构
        周围环境的温差变化以及施工工艺会造成船闸工程混凝土结构强度的强弱差异,特别是暴露在空气中的部分,受到强烈的温度变化后,材料的热胀冷缩过于快速容易造成细小裂缝的产生。而工程的工艺比如材料的配比也会影响混凝土的膨胀系数,因此两者都是导致混凝土产生裂缝的原因。
        (三)长期以来的渗透作用腐蚀了混凝土结构
        河水的腐蚀对于混凝土的影响也是不可小觑的。部分混凝土表面因为河水的冲刷造成坚固性降低,从而形成一道道小缝隙,长期以来缝隙会逐渐增加,因此为了防患于未然,针对于小缝隙产生的原因进行分析也是控制混凝土裂缝产生的重点工作之一。
        
                           图1:京杭运河线上船闸工程总览图
               
        二、船闸工程混凝土裂缝控制技术分析
        根据上述的原因,可以从结构、材料、温度控制以及检测手段进行裂缝的控制,具体如下
        (一)减少结构差异,改进内部构造
        首先可以通过减少整个混凝土内部不同结构的尺寸差异来增强混凝土材料分布的均匀性,此外在建设工程中最好遵循一次成型的原则,能一体化的构件就不要分成多个进行组件。这样可以减少材料的热胀冷缩造成的裂缝。对于一些容易瓦解的混凝土表面,应该在其内部增加网状的钢筋结构,增强其表面的韧性。如下图可以看出在混凝土内部铺设大量的钢管,一方面用来增加闸门的韧性,一方面起到支撑作用,防止出现裂缝。
        
                            图2:混凝土内部钢筋结构支撑
        (二)改进材料配比
        想要减少材料的不良反应,就应该结合当地的自然环境来研发最适合的材料配比。比如在制造混凝土的时候可以增加减水剂的用量,尽量在质量要求范围内减小混凝土的水分。或者减少水泥的使用量。这些措施对于控制混凝土水化热的化学反应具有重要的作用。此外,在使用混凝土的时候要多次的搅拌,保证混凝土材料充分的混合后才可以正式使用。这样可以增加材料的均匀性,防止材料不均匀分布造成受热形变程度差异,从而形成裂缝。
        (三)控制温度差异措施
        在温差比较大的秋冬季节可以进行温度控制措施。其中在冬季,在制作混凝土材料时候应该注意环境的温度不要在零下,有条件的话最好控制在10摄氏度左右。同时加入混凝土的水要进行均匀充分的预热,这样形成的混凝土材料分布才会更加得均匀。同时对于已有的混凝土结构应该进行充分的温度保护。比如在对混凝土表面喷洒温度防护化学剂,铺垫保温薄膜,增加保温保湿的工业防护毯等等措施来防止温度差异过大。同时要考虑在整个过程中温度差异保证不超过20度。整个过程应该有专门人员进行跟踪
        (四)裂缝的提前监测以及补救
        其实在实际过程中不可避免还是会产生裂缝,因此针对裂缝的提前监控以及监测就至关重要了。因此可以在船闸工程引入混凝土裂缝监测系统和技术手段,这样通过系统的感应可以提前判断出现裂缝的位置以及大小。防微杜渐,针对于小裂缝应该具体情况具体分析,根据整个船闸工程不同的环境来判断形成裂缝的原因,从而给出相应的解决方案,将裂缝扩大的风险扼杀在摇篮里,最终事半功倍。
        四、结束语
        传统的船舶工程技术中,船闸工程中的混凝土裂缝控制技术是非常复杂的。首先造成混凝土裂缝的原因主要有材料的碳化反应,材料的不同膨胀系数造成的裂缝、周围温度影响以及长期环境的侵蚀作用等等。针对上述原因我们可以通过改进内部的构造来加强整个混凝土表面的稳定性、通过材料配比来减少材料本身的不良反应来减少裂缝产生的概率,通过裂缝的人监测来进行最后的补救措施。因此这些措施对于加强船闸工程的稳定性具有现实的意义。
        参考文献
[1]罗新斌. 浅谈内河船闸大体积混凝土裂缝控制施工技术措施[J]. 人民交通, 2018, No.353(08):66-67.
[2]马新风. 船闸工程混凝土高温条件下施工的关键技术[J]. 珠江水运, 2018, 000(008):66-67.
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