黄月琴
中国水利水电第五工程局有限公司四川成都市610200
摘要:社会在不断发展,我国的水利工程也在不断完善,作为水利工程最重要的材料之一,混凝土对整个水利工程的建设质量有着十分深远的影响。如果混凝土出现裂缝或者是破损现象,会对混凝土整个结构造成负面影响,其承载能力会受损,安全事故也更容易发生,极容易造成财产以及人身损失。对于水利工程来说,混凝土裂缝是最常见的病害,也是需要重点关注并且解决的问题之一。
关键词:水利;混凝土裂缝;控制措施
引言
混凝土作为水利工程建设中主要建筑材料,优点是强度高、刚度大、耐久性好、耐火好,有较高的防水性和抗腐蚀性,原材料丰富、成本低、可塑性好等。但其缺点也较突出,主要是自重大、抗拉强度低、易出现裂缝。混凝土裂缝成因复杂,一般由温度、外荷载、二次应力、膨胀、收缩、沉降、变形等综合因素引起。如在设计和施工过程中对混凝土裂缝没有足够的重视,没有对其进行控制和防护,会对建筑物的可靠性和耐久性产生影响。因此,研究和分析结构裂缝的形成原因及裂缝防控措施具有重要的意义。
1水利工程混凝土裂缝的危害
水利工程中,混凝土裂缝出现往往比较常见,一旦混凝土出现深层裂缝或贯穿裂缝,就会影响结构耐久性,破坏整体性和稳定性,导致钢筋混凝土结构的安全问题。“无坝不裂”这句俗语也说明了裂缝问题的普遍性,相关从业人员必须重视这个问题,及时处理裂缝,否则很有可能从表面的普通裂缝变成深层裂缝,这是因为力集中作用在裂缝处,就会产生疲劳裂纹,诱发深层裂缝的出现,严重威胁水利工程的安全性。同时,在水利工程中,裂缝会加速混凝土的老化,水分与空气会导致混凝土的氧化,破坏混凝土的稳定程度,影响钢筋混凝土的承受性。这就会加大了堤坝坍塌的概率,造成经济损失,使工程的质量下降。同时,裂缝还会与河水接触,导致混凝土中的金属元素外泄,水中的危险元素增多,水源受到了金属污染,蓄水量也会因为堤坝的损毁变少,引发一系列的问题。
2水利施工中混凝土裂缝成因
2.1混凝土沉降裂缝
混凝土沉降裂缝是一种顺着钢筋方向的纵向裂缝,也是钢筋锈蚀的重要原因。梁板变截面处、梁板交接处、梁柱交接处、板肋交接处容易出现梭形裂缝。主要原因是混凝土浇筑振捣后,粗骨料下沉,挤出水、空气,表面水外渗,形成垂直减量下沉,这种下沉会受到钢筋、模板、骨料和混凝土早凝的阻止或约束,很容易产生裂缝。在混凝土拌制过程中,如果不能正确把握混凝土原材料混合的比例,如水泥和水的比例、砂石骨料粗细比例,不仅会降低混凝土本身的效果,还会造成沉降裂缝
2.2收缩裂缝成因
收缩是混凝土材料的固有特性,因此收缩裂缝在水利工程中是一种比较常见的裂缝,一般在混凝土后期凝结的时候产生。这种裂缝的产生除受原材料影响外,很大程度上是混凝土硬化过程中的含水量、温度变化导致混凝土不均匀的体积变形,这种体积变形产生的作用力与其本身所具有的束缚力相互作用,从而产生收缩裂缝。早期砼养护时间越长,水分蒸发与温度变化的影响越小,收缩越小。风速越大、温度越高、环境湿度越小,水分蒸发越快,混凝土收缩裂缝越大。对于水利工程来说,如果不能很好地处理收缩裂缝,它将会很快贯穿整个水利工程的结构,对水利工程的安全性能产生很大的影响。
3水利工程施工中混凝土裂缝的控制措施
3.1对原材料进行有效的质量控制和检查
首先,在水泥、钢筋、混合料等混凝土原材料入场时,需要加强质量检测,禁止三无产品入场,并对原材料的化学性质进行严格检验,在源头上控制混凝土质量。其次,对各个材料实行分仓、分类储存,避免混料现象的产生,更精准地进行混凝土材料的配比工作。
同时,做好储存材料的防水、防晒工作,使材料保持与入场时相同的物理、化学性质,保证其在使用过程中的有效性。最后,对存储中的原材料进行定期的抽检工作,严格按照抽检流程进行留样抽检,保证材料能够在水利工程施工的时间内拥有统一的物理性质、化学性质。
3.2合理设计配合比,加强混凝土拌制工作管控
不同的水工结构物在不同的施工环境和要求时,混凝土所需要的原材料比例大不相同,因此需要试验人员在施工前,按照设计图纸要求及现场施工的需求,对不同等级的混凝土分别进行配合比设计,选择合适的配合比。在保证混凝土结构的强度和坍落度的基础上,通过减少水泥原材料的比例来降低施工过程中的水化热。原材料选用时,也可以采用低水化热的水泥,在拌制前对砂石骨料等原材提前降温。为了保证混凝土的强度,在拌制过程中应该严格控制水和水泥的比例,并对混凝土混合料的凝结时间、坍落度和强度等进行试验,保证混凝土混合料满足水利工程施工的现场要求。
3.3加强工艺过程控制
第一,混凝土拌制。在拌制之前一定要精准称量各类原材料,同时控制混凝土的出机口塌落度,降低拌合物的最终出口温度。第二,控制混凝土浇筑过程中的质量问题。浇筑过程中,分层厚度不能过大,上层混凝土应在下层混凝土初凝前浇筑,同时一定要保证混凝土振捣密实,均匀一致。不管是振捣范围还是振捣力波,一定要保持最佳状态,当浇筑环节完成以后,尽量对其表面进行抹平压实处理,这样也能有效减少表面发生裂缝的几率。最后,在浇筑时要尽量选择太阳辐射较小的时间段开展,夏季施工时,尽量避开正午高温时间段,选择在早上或夜间进行浇筑施工。
3.4加强温度控制
混凝土裂缝的产生很大程度上是因为内外温差过大,或者外部气候对于混凝土内部的影响,所以在整个水利工程施工过程中,要根据实际情况适当地调整混凝土浇筑温度,根据外部温度来决定混凝土结构内部的温度。不同的地区、不同的纬度所适用的浇筑温度是不相同的,所以为了保证混凝土的质量,根据实际情况制定相应的措施对混凝土温度加以控制,对于突发情况也有相应的应急措施。季节对于混凝土的影响也是非常大的,如果施工时间在冬季,要采取适当的保温措施,提高砂石骨料、水等原材料的温度,确保混凝土入模温度不低于10°;如果施工时间在夏季,尽量控制混凝土拌合物入模温度不超过20℃,通过对混凝土拌合物温度的把控,可以大大减少混凝土裂缝的产生,保证混凝土质量,从而保证结构物的耐久性和安全性。
3.5混凝土养护控制
混凝土养护是混凝土浇筑施工时间最长的一个工序,也是控制裂缝的一大关键措施。《水工混凝土施工规范》中明确规定,混凝土养护时间按设计要求执行,不宜少于28天。混凝土浇筑后初期阶段的养护非常重要,一般从混凝土浇筑完毕12~18h,多采用洒水进行自然养护。实践证明,实施覆盖洒水养护比不覆盖洒水养护,混凝土表面产生的裂缝现象要少很多,强度增长也更快。为了保持混凝土表面湿润,养护时应在其表面覆盖土工布、塑料薄膜、草帘等,设专人养护或喷淋系统定期喷水养护。养护人员要根据季节和气温的不同,调整养护计划,低温季节,要采取保温养护的措施。提高养护人员的思想意识,思想意思对养护影响较大,养护人员必须注重初期养护,按设计和规范要求,保证养护期间混凝土面湿润,养护时间足够。
结语
因混凝土本身抗拉强度比较低,加之混凝土裂缝成因具有多样性,复杂性,混凝土的裂缝的产生难以完全避免。从混凝土原材料到混凝土浇筑整个施工过程,如不严格控制,混凝土裂缝问题很容易产生。裂缝问题一直困扰着水利工程的相关从业人员,因此在施工过程中,应该根据实际情况做好施工过程控制,学会随机应变,积极解决问题,以避免裂缝的产生,尤其是深层裂缝和贯穿裂缝的产生。
参考文献
[1]高增龙.水利工程施工中混凝土裂缝控制技术研究[J].工程技术研究,2020,5(3):154-155.
[2]孙先群,黄有胜.水利工程建设中混凝土裂缝的成因及预防措施[J].住宅与房地产,2020(36):114-120.