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摘要:中国的化学工业也在不断发展进步,不仅是化学工业,其他行业也是如此,这使得中国的能源使用量增加。因此,中国也提出了可持续发展的战略目标。对于中国化工企业来说,在化工生产过程中,有必要使用节能技术尽可能降低能耗。工人可以在生产过程中使用阻垢剂来处理化工厂的腐蚀部位。此外,应改进和完善化工厂,加强化工废水处理,在生产过程中采用新技术,提高化工企业的工作效率和资源利用率。
关键词:水工涵闸;混凝土;结构裂缝;预防措施;
混凝土是建筑中最常用的结构材料。然而,混凝土结构在使用混凝土材料时经常会出现裂缝。现在混凝土结构的裂缝种类越来越多,如果不及时处理,会影响整个建筑。严重的还会导致整栋楼倒塌的重大质量事故。
一、水工涵闸混凝土的结构
水工涵闸混凝土结构产生裂缝的原因有几个:(1)建筑结构设计不合理;(2)混凝土温度变化引起的裂缝;(3)施工质量不合格;(4)过载。如图,墩墙容易出现裂缝(图1)。
图1
在实际施工中,如果水工涵闸施工不当,会出现“枣形”裂缝,一般会从混凝土表面延伸到混凝土内部,最终成为非常大的裂缝。由于水工涵洞墩墙位置比较窄,很容易出现裂缝。一旦出现裂缝,很容易影响整个墩墙。建筑物浇筑时,最容易出现裂缝。裂纹的宽度与环境温度有很大的关系。裂缝越冷,裂缝就越大。
二、水工涵闸混凝土结构裂缝的危害
1.对结构的稳定性有一定的影响。通常,水工涵洞在运行过程中,在各种条件的影响下,会出现“枣形”裂缝。此时需要工作人员对裂缝进行一定程度的研究,结合以往的经验,及时发现问题,采取相应的措施。一般情况下,裂缝往往出现在混凝土表面,然后从表面向外延伸,从而形成较大的裂缝。在这种情况下,会出现穿透裂缝,对墙体的伤害很大。穿透裂缝在外界温度变化下会产生不同程度的裂缝宽度,出现“枣核线”的裂缝形状。在实际施工中,当水工涵闸混凝土出现贯穿性裂缝时,会对工程造成一定的危害,并且很难在短时间内修复。裂缝宽度越大,在实际工作中对结构的影响越大。当非常严重时,还会造成表面混凝土脱落,对整个结构产生一定的影响。剪切裂缝多发生在承载力大的部位。一旦出现裂缝,结构的剪应力就会出现脆性,危及工程施工安全。
2.裂缝会导致结构功能异常。在使用施工功能时,堆石坝混凝土在外界温度的影响下会出现不同程度的裂缝,影响整个混凝土面板,严重时还会影响工程设备的防渗漏功能。值得注意的是,当挡水工程设备出现裂缝时,会对其挡水性能产生负面影响,严重限制水位的发展,不利于整个工程的优质施工。
3.裂缝对工程的耐久性有负面影响。随着当前社会的发展,限制裂缝宽度逐渐成为工程的耐久性指标。为了进一步提高工程混凝土结构的耐久性和美观性,有必要相应地规定结构的裂缝宽度。当工程中裂缝相对较宽时,由于缺乏足够的水分和氧气,工程会对混凝土结构中的钢筋产生相应的负面影响,也会在一定程度上阻碍其耐久性。在预应力混凝土结构中,当钢筋锈蚀时,会对工程造成一定的危害。
三、水工涵洞墩墙混凝土结构裂缝原因分析
1.水化热导致水工涵洞墩墙混凝土结构出现裂缝。水工涵洞墩墙混凝土搅拌完成后会产生大量热量。如果这种热量不能迅速消散,混凝土中就会有大量的热量。混凝土散热时差别很大。外部散热速度比内部散热速度快,散热时会产生温度应力。如果产生的温度应力超过混凝土的承载力,就会出现裂缝。
2.由于混凝土环境和浇筑温度的影响,水工涵洞墩墙混凝土结构出现裂缝。在水工涵洞墩墙施工中,有时会受到环境和温度的影响。当外界温度较高时,会影响建筑物的浇筑,此时也会出现混凝土结构裂缝。
3.受约束条件的影响,水工涵洞墩墙混凝土结构出现裂缝。水工涵洞墩墙混凝土结构施工时,混凝土墩受约束力影响后会产生压应力。当压应力出现时,就会出现温度应力。当两种应力同时存在时,就会出现裂纹。
4.混凝土收缩导致水工涵洞墩墙混凝土结构出现裂缝。水工涵闸混凝土结构浇筑后,在固化过程中会产生水的排放。当它发出来的时候,结构中的水分会慢慢流失。在所有损失之后,混凝土结构会收缩。收缩时会受到约束力的影响,产生裂缝。
四、水工涵闸混凝土结构裂缝的预防策略
1.控制施工期间混凝土材料的使用。施工时,要选择合理的水泥材料,尽量选择低热施工。除了水泥,施工最需要的是粗骨料。选择时,要选择热工性能好的粗骨料。只有选择好的水泥和粗骨料,才能控制混凝土的温度,减少裂缝。
2.降低混凝土温度。水工涵洞混凝土结构使用时,为了解决高温引起的裂缝现象,使用混凝土时需要加快散热,降低混凝土温度。降低混凝土的温度,可以从以下几个方面入手:(1)搅拌混凝土时,使用低温水进行搅拌;(2)使用前对骨料进行预冷;(3)运输混凝土时注意保护,避免运输过程中吸收一定的热量;(4)搅拌混凝土时加入一些冰块,以降低混凝土的温度。
3.减少外部约束。当水工涵洞建在坚硬的基岩上时,坚硬的基岩会限制水工涵洞底板混凝土变形的发展,底板可能会出现贯穿性裂缝。水工建筑物基础开挖规范要求基础表面开挖偏差不超过20cm。但由于爆炸区两侧和后排被夹住或岩性不均匀,开挖的岩基一般会有局部起伏,会造成坝底应力集中,并在坝块因温度变化而膨胀或收缩时增加约束。因此,一些国家规定岩石基面的局部起伏度不应超过0.5m,但我国规范对此没有明确规定。岩基尽可能挖平,局部起伏度不大于0.5m~0.8m,否则坑内填混凝土或局部加固处理。
4.控制混凝土的浇筑时间。浇注混凝土时,应注意不要选择在高温季节操作。由于混凝土凝固时需要向外界辐射热量,高温季节浇筑时很难辐射内部热量,会影响整个混凝土的冷却,严重时还会影响凝固效果,此时会出现裂缝,需要避免高温季节浇筑。
5.设置后浇带。首先要考虑留置间距,有效降低温度收缩应力,其次要考虑与施工缝重合,方便施工。通过计算和工程实践经验,在正常施工条件下,每段之间的间距为20m~30m,有时甚至更小,可以保证后浇带分割段的混凝土能够自由张拉,有效防止裂缝。理论上后浇带宽度只需1cm即可保证温度收缩变形,但考虑到施工方便和避免应力集中,宽度一般应在70cm-100cm之间,工程实践中多采用100cm。混凝土后浇带施工中应注意以下问题:(1)防止外界水侵入;为防止杂物掉入后浇带,清理比较困难。为防止杂物落入后浇带,主体混凝土浇筑完成后,拆除后浇带内的模板,清理后浇带,然后密封;防止后浇带内的软土地基拱起;防止混凝土施工缝渗水。
6.对钢筋施加预压应力。混凝土的抗拉强度很弱,应该用钢筋代替混凝土来承受拉力。但混凝土的极限拉应变也很小,每米只能拉伸0.1-0.15mm,会产生裂缝。为避免钢筋混凝土结构在实际运行阶段开裂,钢筋的拉应力应在20 MPa ~ 30 MPa之间;如果允许裂缝宽度为0.2 mm ~ 0.25 mm的裂缝,钢筋的拉应力应在150 MPa ~ 250 MPa左右。
7.混凝土养护技术。混凝土养护可以保证混凝土的强度达到设计目标,其他方面的性能也会得到保证。及时有效的养护是防止混凝土收缩开裂的重要手段。混凝土浇筑施工完成后,应在12h~18h内进行洒水保湿和表面保温,养护时间≥14d,并根据混凝土品种和浇筑部位的重要性及时调整。
结束语:
总之,水工薄壁结构混凝土工程中最重要的工程之一是水工涵洞,水工涵洞混凝土结构浇筑工程是一项非常复杂的工程。但是,如果我们在施工过程中不仔细注意,裂缝就会非常多。因此,我们必须重视正常施工过程中的裂缝,及时分析裂缝产生的原因,找出最快的控制裂缝的方法,保证施工质量。在未来,当技术更加发达时,可以利用计算机技术制定一些科学合理的防裂措施,使防裂技术的道路越走越长。
参考文献:
[1]张晓玲.水工涵闸墩墙混凝土结构裂缝及其防裂措施探究.2019.
[2]王丽群.探讨加强水工涵闸工程混凝土结构裂缝的控制措施.2020.