水利工程混凝土结构裂缝成因及控制措施

发表时间:2021/8/10   来源:《工程建设标准化》2021年第9期   作者:贾宏博
[导读] 在影响水利工程质量的因素中,混凝土裂缝占据着关键的位置
        贾宏博
        身份证号码:37011219790228****
        摘要:在影响水利工程质量的因素中,混凝土裂缝占据着关键的位置,特别是在水利工程日益增多的背景下,控制混凝土施工质量迫在眉睫。本文首先阐述了混凝土裂缝对工程的影响,然后提出了混凝土裂缝产生的几种原因,并列举了一些有效的控制措施。
        关键词:水利工程;混凝土裂缝;施工控制
        引言:在水利工程建设过程中,需要消耗大量的混凝土,混凝土的存在对水利工程尤为重要。然而,在施工过程中,由于各种因素的影响,混凝土经常出现裂缝。混凝土结构一旦形成裂缝,钢筋混凝土结构就会遭到破坏,这将对水利工程的强度产生很大的不利影响。因此,混凝土结构裂缝问题是水利工程施工过程中关注的焦点,做好水利工程混凝土裂缝的施工控制尤为重要。
        1加强水利工程混凝土裂缝防治的必要性
        随着我国水利工程建设的不断发展,在水利工程建设中,混凝土防裂作为整个水利工程质量的关键控制点,其防裂工作逐渐成为项目经理推进工作的重中之重。一方面可以防止水利工程内部结构的破坏。混凝土短期裂缝或不明显裂缝作为水利工程施工中常见的质量现象,会对水利工程的质量和外观产生一定的影响。对于长期裂缝或短时间内未及时预防的裂缝,外部雨水或其他有害杂质会导致混凝土结构钢筋材料的腐蚀,大大降低混凝土结构的整体稳定性和强度。因此,加强水利工程混凝土裂缝防治,可以有效防止工程主体内部结构受到破坏。
        2水利工程施工过程中混凝土裂缝产生的原因
        混凝土内部物理性能的变化和外部环境的变化是引起混凝土裂缝的两个主要原因。
        2.1混凝土本身的变化
        混凝土本身引起的裂缝主要有沉降裂缝、收缩裂缝和塑性裂缝。这三种裂纹的成因是不同的。
        2.1.1沉降裂缝:一般来说,沉降裂缝主要出现在混凝土初凝过程中。在混凝土拌和过程中,由于混凝土配合比设计不合理,往往会产生沉降裂缝,如粗细骨料配合比不当、水灰配合比不当等,如果粗骨料厚度过大,但振捣工作不足且不均匀,也会导致混凝土开裂。主要原因是振捣工作不足,在混凝土凝结过程中会使粗骨料逐渐下沉,而细骨料会逐渐上浮,造成不均匀沉降,从而导致混凝土表面产生裂缝。
        2.1.2收缩裂缝:混凝土的收缩裂缝与混凝土的材料性能有关。大量的施工数据表明,混凝土在硬化过程中容易发生体积变形,变形力往往与混凝土本身的结合力相互作用,产生收缩裂缝。高配筋率构件出现过度收缩裂缝的概率较大,一旦裂缝过大,就会贯穿整个混凝土构件。再次浇筑成型混凝土时,容易出现收缩裂缝。
        2.1.3塑性裂缝:混凝土塑性裂缝主要出现在混凝土浇筑后的一段时间内。主要原因是现阶段混凝土本身仍处于塑性收缩状态,混合料中的固体颗粒在重力作用下自下而上漂浮。此时,由于钢架或模板的约束力作用,很容易沿上部钢筋长度形成塑性裂缝。
        2.2 外界因素的影响
        外部因素的影响主要包括施工环境和施工工艺。
        2.2.1 施工环境引起的混凝土裂缝:在施工环境引起的混凝土裂缝类型中,温度裂缝是最常见的裂缝,多出现在混凝土施工后期。混凝土本身与外界温度的差异会引起混凝土内外热膨胀收缩程度的差异,混凝土表面会产生一定的拉应力,混凝土表面会产生裂缝,即温度裂缝。大体积混凝土表面或温差大的地区经常出现温度裂缝。除了温度裂缝外,沉降裂缝也容易发生,这与地基的变化有关。因此,当沉降裂缝较大时,往往会伴随着混凝土建筑物的错位。地基稳定后,沉降裂缝不再发生变化。

在软土或不均匀地质的工程结构中,混凝土结构容易出现不均匀沉降,由此产生的裂缝称为沉降裂缝。另外,回填作业时,如未压实作业或混凝土结构遇到水淹等原因也会导致沉降裂缝。
        2.2.2施工工艺导致的混凝土裂缝:混凝土裂缝产生的主要原因是施工过程中没有严格遵循相关施工工艺和标准施工工艺。以混凝土搅拌环节为例,混凝土会发生离析,内部骨料振捣不均匀。因此,混凝土结构施工后会出现不均匀的拉应力,产生混凝土裂缝。
        3水利工程施工中混凝土裂缝的控制措施
        3.1材料选择
        在施工中明确混凝土材料种类也是一项重要工作。在选择外加剂、水泥、砂石等材料时,应考虑混凝土结构的适用范围。水利工程建设中,材料的选用应保证石料中的含土量不超过10%,所用砂的含土量不超过5%。另外,为避免混凝土凝固过程中出现高温现象,应尽量减少整个结构体系的水泥用量和细度。
        3.2温度裂缝的控制
        在解决混凝土温度裂缝时,应采用科学合理的方法。首先,要降低混凝土的温升概率。应选用低热值水泥。或者减少混凝土中的水泥用量,通过以上两种方法可以有效控制混凝土的热值。另外,在混凝土浇筑工作中,要严格控制时间和温度,尽量缩短浇筑时间,以免使混凝土暴露于外界环境后温度升高。而且,长期接触会使水泥与空气中的氧气发生反应,使混凝土凝固后期的热值升高。最后,要提高混凝土的散热速度,如通过薄层浇筑来控制散热速度。在浇注过程中,应控制好各浇注层之间的时间间隔,增加散热面积,提高浇注速度。
        3.3混凝土的养护
        为了避免水利工程混凝土结构出现裂缝,混凝土结构的后期养护十分重要,能起到关键作用。因此,在对整个混凝土结构体系进行分析和研究时,每一个相关人员都应该更加重视混凝土的养护,并积极开展。混凝土养护的方式、时间、间隔或工程实施的周期应结合当地的实际气温、气候和环境确定。一旦环境整体温度不够高,应延长混凝土养护间隔时间。但是,当环境温度过低时,混凝土的凝结时间会更长,因此有关工作人员也会增加混凝土的养护时间。此外,对于一些高温地区,应增加混凝土养护的频率。最后,在进行混凝土养护工作时,要注意整体结构。
        3.4施工工艺控制
        在施工过程中,为避免施工裂缝的发生,施工单位需要做好二次振捣施工和混凝土养护。在二次振捣施工中,混凝土结构在初凝阶段进行二次液化,消除混凝土结构中的水膜和粗骨料,提高混凝土结构的均匀性和稳定性,并在很大程度上降低了混凝土产生沉降裂缝和塑性裂缝的概率。同时,施工单位需要注意混凝土振捣中的泌水现象。必要时可在混凝土振捣中掺入适量粉煤灰,以降低混凝土的水灰比,避免干缩裂缝的发生。在混凝土养护工作中,施工单位需要在混凝土施工后进行7至10天的混凝土养护工作,在混凝土结构表面覆盖土工布或塑料薄膜,并定期洒水,从而实现混凝土的保温保湿,避免混凝土裂缝的发生。冬季施工时,养护人员需要用棉被覆盖混凝土,以提高保温效果。
        结论
        混凝土裂缝是水利工程中最常见、危害最大的质量问题。它不仅影响水利工程的施工安全和质量,而且由于长期的水流冲击而发生坍塌,对人民群众的生命安全构成极大威胁。因此,为保证水利工程混凝土的施工质量,项目部应树立预防为主的控制意识,不断优化施工方案设计,加强项目管理,严格控制混凝土裂缝的发生,消除各种质量隐患,保护水利工程质量。
        参考文献:
        [1]陸英.水利施工中混凝土裂缝的主要原因及防治技术[J].工程技术研究,2018(10):213-214.
        [2]吴义开.浅谈水利施工中的混凝土裂缝的原因及防治措施[J].黑龙江水利科技,2018,46(08):82-84.
        [3]赵庆和.水利施工中的混凝土裂缝的原因及防治对策分析[J].智能城市,2018,4(06):167-168.
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