浅析水工建筑物混凝土裂缝成因及预防对策

发表时间:2021/6/24   来源:《建筑实践》2021年2月40卷6期   作者:谭传琳
[导读] 水工混凝土一般是使用在环境较为恶劣的工程,
        谭传琳
        北流市国有水库管理所 广西 北流537400

        摘要:水工混凝土一般是使用在环境较为恶劣的工程,其性能也会受水工环境如泥沙、化学因素的影响,从而产生裂缝等危害混凝土稳定性和安全性的问题,本文笔者结合多年工作实践,首先就水工建筑物混凝土裂缝产生的原因进行分析,后针对性提出解决之策,最后就混凝土裂缝的加固与完善措施进行了阐述,希望能给相关专业人士提供参考。
        关键词:水工建筑物;混凝土裂缝;产生原因;预防对策

引言
        裂缝问题是水土混凝土施工应用过程中最常见的问题之一,工程实践中造成裂缝的原因有很多种,对于一般建筑来说,正常情况下轻微的裂缝对建筑体并没有太大的伤害,但对水土建筑物来说,就不能忽视裂缝对水土建筑物的影响,因为水体的渗透作用,建筑物受到伤害的强度会变大,甚至影响建筑物的安全性和稳定性。
一、水工建筑物混凝土裂纹产生的原因
    一是凝结收缩不良的原因。水工建筑物混凝土在实施浇筑后,会在硬化的过程中大量放热,在这一过程中,水工混凝土会出现不同程度的塌陷收缩,建筑物体积越大,收缩也会越大,如果收缩过程中受到一定外力的限制,混凝土的内部就会产生一定的应力,一旦应力超出建筑物的抗拉强度,则裂缝产生。
         二是温度原因导致裂缝的产生。水工建筑物混凝土水泥化的过程中会产生一定的热量,此时混凝土内外的温度有较大的差异,浇筑的初始会产生大量的水化热,从而产生温差导致裂缝。另一方面,模板拆除后,混凝土内部温度达到一定程度后,内外产生一定的温差,温度梯度也会产生一定的裂缝。
         三是沉陷导致裂缝的产生。沉陷导致的裂缝一般较多见于冬季,在温度较低时,冻土解冻会导致混凝土内部产生沉陷,由于裂缝较深,沉降宽度对于沉降量有着显著的影响。此外,由于地基沉降的不均匀,也较容易引起模板支撑间距的增加,另一方面,土壤密实度差也会导致沉降的不均匀,导致裂缝产生。
         四是养护不够科学导致裂缝。由于水土建筑物大多数在室外施工,受气候的影响较大,在混凝土未达到一定的温湿度的情况下,混凝土固结收缩的程度也会较深,对混凝土品质的影响不容忽视。此外,养护不科学也会导致受力点不够均匀的现象,导致裂缝问题产生。
二、水工建筑物混凝土裂缝的预防对策
         做好水工建筑物混凝土裂缝的预防工作需要从施工材料、施工设计和施工技术要求等多方面综合考虑,从根本上杜绝裂缝的产生。
(一)由于温度导致裂缝产生的预防举措
        一是在混凝土的选择上,要尽可能选择那些中热或是低热的水泥,一般选用矿渣水泥,矿渣的含量占整个混凝土的25%左右,只有较好的降低水泥的含量,才能导致温度差异性较小。同时也要科学控制水灰比,一般按小于0.6进行安排。
        二是骨料级配要进一步科学,要在水泥中掺入一定的粉煤灰,以此降低水泥的含量,粉煤灰的加入会进一步导致水化热的降低。此外,要高度重视水泥搅拌工艺,在“三冷技术”的基础上再实施风冷技术,以期达到较好的降温效果。
        三是根据实际工程情况确定混凝土配比。在水工建筑物施工过程中,各施工企业要根据项目实际情况确定混凝土配置比,并进行必要的试验,通过试验进一步验证配比的可行性。要对搅拌的过程进行严格控制,充分考虑搅拌对品质可能产生的影响,要充分考虑混凝土外送的时间,加强对混凝土坍落度的控制。
        四是提升混凝土浇灌技术。为了确保施工的科学性,必须高度重视水工工程的浇灌技术,因为其直接关联着材料的开裂与否。首先浇灌的工艺一般采取逐层浇灌的工艺,还要确保逐层浇灌的连接高效。其次要编制科学的混凝土浇灌方案,确保浇灌的高效性和连贯性。要将水工建筑物作为整体去进行整体构架,只有这样才能确保架构覆盖的科学性。再次,在浇灌实践中应当从较短的一侧实施,逐渐向长端进行浇灌,特殊情形下,也可以由两端向中心浇灌。
        五是增强振捣的实效性。混凝土经过两次振捣可以实现再次液化,液化的过程中可以较好的去除水膜和骨料,从而达到避免开裂的目的。
        六是加强混凝土温度的管理。在浇灌工艺完成后,必须加强混凝土温度的保持和控制,可以采取加盖外层膜布的方式防止温度降低过快,以防由于温度降低而导致裂缝。要对混凝土进行科学的管护,在弹力和硬度均比较小的情况下,可以立刻进行浇灌养护。如果弹力和硬度均比较大的情况下,可在浇灌12小时内采取喷洒的方式使得湿度达标。


(二)由于干缩导致裂缝产生的预防举措
        一是尽可能使用水泥含量小的水泥类型。比如粉煤灰水泥等等;混凝土的干缩受水灰比的影响较大,混凝土干缩了,水灰比会更大,所以在混凝土实施配比时,要科学设计达到有效控制水灰比的目的,条件允许的情况下,可加入一定的减水剂。
        二是要高度重视早期的养护,要延长混凝土的养护时间,尤其是冬季比较寒冷的季节,要适度养成混凝土保温时间,采取涂刷养护剂的方式加强养护。
(三)由于塑性收缩导致裂缝产生的预防举措
        一是在混凝土制作过程中,要尽可能采用干缩值较小的水泥类型,比如硅酸盐水泥就是较好的选择;要较大限度的降低水和水泥的用量,适当的时候可以加入减水剂来预防混凝土出现坍塌。在浇筑前,要用水将模板打湿。
        二是如果施工的天气出现强风天气,要注意采取好避风举措,达到有效养护的效果。
        三是如果施工出现高温天气,现场要采取好遮阳举措。
        四是浇筑完成后,要对混凝土进行覆盖,覆盖物一般有麻片、草垫等等,并预先用水进行湿润。
(四)由于沉降导致裂缝产生的预防举措
        一是对于松软的路基来说,对其上部要进行必要的加固和夯实,确保其稳定性和安全性。要通过夯实地基实现受力的均匀,从而有效避免裂缝和变形产生。
        二是要采取针对性举措进行排水和防水,在施工中如果地基受到水的渗透,基地也极易出现不够稳定的问题。混凝土浇灌后要等其标准达到规定强度后,才可以进行模板的拆除,要注意拆除的顺序,切不可顺序颠倒影响其性能。
        三是如果在天气气温较低的环境中搭建模板,则一定要采取措施避免温度过低而导致裂缝产生。
三、对裂缝实施加固和完善的针对性举措
        上面介绍了水工建筑物混凝土裂缝预防的对策举措,但在一定的外在环境中,由于主客观原因,一些水工建筑物还是产生了程度不同的裂缝,为避免发生水渗透,需要对裂缝进行集中科学处置,结合工作实践,就目前市场中主流的处置方法探讨如下。
        一是表面处置技术。该技术主要是一种表面的涂抹技术,通过对裂缝的有效贴补实现裂缝的“缝合”,此种技术一般比较适合水泥灌浆难以进入,裂缝较浅,深度不明显的裂缝。对于一些深度还没有延伸到内部的裂缝也可以适用。在实施贴补前,要注重对裂缝进行研究,必要时要实施检测,以此确定裂缝的位置、开裂的原因以及程度等等。
        二是填充技术。填充技术主要是通过修补材料进行填充修补,该工艺主要适用于那些裂纹较大,裂缝明显之处。其主要优点是投入成本低,操作过程相对简单。如果遇到深度不够的情形,也可以采取灌浆技术实现目标的修复。在对裂缝较小的裂纹集中处理时,可以采取开坡口的方式实施,重复上述步骤即可。
        三是水泥灌浆技术。该技术的应用范围较广,从小裂缝到大的裂缝均可以采用,其主要优点是:操作较为便捷,成本的投入不高且效果较好。其主要是通过一定的压力将强度较高,粘度较低的高分子聚合物注射入裂缝内部,注入后的高分子聚合物固化后与混凝土形成一个结构整体,并渗透到周围的小的裂缝中,形成覆盖较广的加固区域,此工艺还可以使得高分子聚合物沿着钢筋混凝土走向进行渗透,从而更好的保护了钢筋混凝土的粘性,对于提升整体使用耐久度有较大作用。
        四是其他常见主流技术。除了上述指出的几种方式外,还有结构、预应力处理法等,其中补强技术又可以区分为锚固和断面补强法,主要适合于一些由于设计原因而导致的超负荷问题,对于一些初始阶段出现的细小的裂缝也较为适用。总之,这些方法要根据实际调查的情况区别使用。
四、结语
    综上所述,水工建筑物混凝土裂缝对于建筑物质量的影响不容忽视,不仅仅影响到建筑物本身的美观,甚至会对人们的生命财产造成损失。这就要求建筑施工企业要加强施工前的调研和项目试验,从源头上找准裂缝产生的原因,再结合裂缝的形状、大小和深度等要素,采取针对性的管理举措。当然这一过程也离不开质量管理人员的监督管理,施工单位要认真落实岗位责任制,明确岗位职责,在完成调研的基础上,制定修补的方案,从而确保水利工程事业的持续稳定发展,为社会经济发展做出贡献。

参考文献
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