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摘 要:随着我国国民经济的快速增长。水利基础设施建设发展迅速,而在水利工程建造物的建造和使用过程中,因出现裂缝而影响工程质量甚至导致结构垮塌的情况屡见不鲜。因此针对水工建筑混凝土结构裂缝的成因进行分析,并提出相关的防治技术。
关 键 词:水工建筑;混凝土裂缝;成因;预防措施
中图分类号: TU52 文献标识码: A 文章编号:
前言
混凝土取材广泛,抗压强度高,能浇注成各种外形,而且不易风化,耐火性好,养护费用低,是当今水利建筑结构中使用最为广泛的建筑工程用材之一。但是,在混凝土施工过程中很容易遇到种各各样问题,这些阿题的产生大幅度降低厂钢筋混凝土材料的抗渗能力、承载能力和耐久性。因此针对混凝土裂缝产生的各种原因及相关的防治技术点个人看法。
1.水工建筑物混凝土裂缝种类
1.1.收缩裂缝
收缩裂缝就是指即在旌工阶段因水泥水化热及外部气温的作用引起混疆土收缩而产生的裂缝。收缩裂缝多为规则的条状,很少交叉,常发生在结构的变截面处往往与受力钢筋平行。这种裂缝多发生在大体积的混凝土和粱扳柱等块体构件危害较大。尤其对暴露在大气中的构筑物影响更大,如不加以防止很可能会造成严重后果。
1.2.塑性收缩裂缝
混凝土表面因失水较快容易产生的塑性收缩裂缝是在混凝土凝结之前的重要表现之一。塑性收缩裂缝时常是在热或风力较大的天气条件下出现,且其裂缝大多是以中间宽、两端细且长短不一或互不连贯的状态来呈现的。塑性收缩产生的裂缝长度最短有一般为20cm-30em的,也有较长的裂缝大小是为JJi2m-3m,宽度一般为5mm。
产生塑性收缩裂缝的主要原因有:在混凝土终凝前,其几乎没强度或强度很小的時候,这个过程中受外界条件的影响,比如是高温情况或大风力的天气,就会致使混凝土的表面失水过快,这样就会造成毛细管内部产生很大的负压,从而使混凝土的体积快速收缩,就在此时混凝土的强度正好也处在于无法抵抗其本身收缩,故产生龟裂。还有混凝土中的水灰比、混凝土凝结的时间、以及外界环境的温度、风速、相对湿度等各种因素都是混凝土塑性收缩裂缝的主要原因。
1.3.超载裂缝
超载裂缝,即是指在混凝土构件过程,超载使用时,所导致造成的变形,受力不均等等各种因素所产生的裂缝。一般情况下均是发生在构件所受力弯矩最大的部位,令其成条状,但这些裂缝的分布并不像塑性收缩裂缝那样分布均匀,其扩展的方向也与之相反。超载裂缝一般都是沿受力钢筋的垂直方向或者斜向来进行发展的,之所以产生超载裂缝的原因,往往是指在施工中构件上受到了不适当的施工荷载或者上部建筑物过早施工而导致的。
1.4.温度裂缝
当混凝土的体积较大时,大量的水化热聚积在混凝内部不易散发,因而导致混凝土的内部温度急剧快速的上升,与此同时由于混凝土表面散热速度较快,就很容易形成混凝土内外之间产生较大的温差,因而致使内部与外部有不同的热缩程度,使混凝土表面产生了一定拉应力,当拉应力超过混凝土抗拉强度的极限时,在大范围大面积大体积的混凝土表面或较大温差变化的地区的混凝土结构中就会产生裂缝,这样的裂缝多数是发生在混凝土施土结构中。大范围大面积的结构裂缝常常都是表现为纵横交错的。
1.5.施工裂缝
在制作、脱膜、运输、堆放和吊装混凝土构件的过程中,各种原因都容易产生多个方向贯穿的裂缝。木膜浇筑前未浇水湿透或膜板与混凝土粘结、未浇水湿透隔离剂效、膜板吸水引发的膨胀将混凝土拉裂、构件堆放的位置与吊装位置安排不当、构件成型且拆膜时振动过大、运输时受振动击等都是产生施工裂缝的主要原因。
2.如何防止混凝土裂缝
2.1. 设计合理的方案
要想有效的控制混凝土裂缝的产生可以在确定了各种混凝土的允许裂缝宽度后,依据其裂缝的宽度要求进行设计。与此同时,要合理适度的加强构造配筋,合理地选用钢筋的直径和间距,一般来说,采用直径细而间距密的配筋,能够减少混凝土的裂缝产生。
2.2.原料质量要求要达标
根据结构的需要和要求,都要根据规范要求来选择适宜的混凝土强度等级及水泥的品种、等级和搭配优良的砂、石原材料,含泥量等。要尽可能的少用甚至避免采用早强高的水泥,在过程中可以适当减少水泥的用量,要将其尽可能的控制在460kg/m3以下,从而减少水化热量。
2.3.施工质量的加强
混凝土裂缝的防治工作是在水利施工中最为重要的一步,主要是表现在对新浇混凝土的早期养护工作。这样做的目的是为了保证在早期的混凝土尽可能少产生收缩情况。这里主要是控制好对构件的湿润养护,有条件时宜采用蓄水或流水的方式来养护大体积混凝土。养护时间最佳为14-28天。关于较大面积的混凝土,施工之前就应充分考虑好水泥的水化热问题。采取必要的降温措施和尽量避免水化热高峰集中出现都是降低峰值的主要方法。在混凝土浇捣成型后,应当采用表面覆盖薄膜、彩条布、湿麻袋等有用的蓄水保温措施进行养护,用以防止由于混凝土内部和外部过大温差而引起的温度裂缝。尽早填上裂缝是对地下结构混凝土减少裂缝的好办法。
2.4.混凝土裂缝表面的修补
承载力没有影响的表面裂缝和深进裂缝都是可以采用裂缝表面修补的方法进行处理,裂缝表面修补方式也同样适用于大面积细小裂缝的防渗和防漏的处理。当混凝土的表面裂缝很多或其分布面较为广时,通常采用增多一层水泥砂浆或细石混凝土面层的办法来进行对其处理。首先要对裂缝附近的混凝土进行表面凿毛,其次是沿着深进裂缝凿出深15mm-20mm、宽150ram-200mm的洞,然后再使用钢丝刷配以高压且洒水湿润清洗,之后再刷一层水泥砂浆,利用比例为l:2的水泥砂浆分为2到3层来进行涂抹,使其总厚度控制在lOmm-20mm左右,同时采用铁压密抹光。最后用水泥净浆以及比例为l:2.5的水泥砂浆交替抹压扣高达5遍,使其表面形成刚性防水层,然后进行覆盖和洒水养护。
2.5.养护方面
混凝土的正常硬化以及强度增长不受或少受外界影响是养护的目的。其关键是想办法要使混凝土温度渐渐的下降到接近外界的气温,缩小温差,以便提高混凝土表面的适应力,尽量减少裂缝的产生。最常规的养护方法是进行喷水,这种办法对于一般混凝土结构,想达到减少表面收缩,防止龟裂的效果是可行的。由于体积大的混凝土块体内部与外部温度不一致,具备不同的强度增长,因此常常是在强度增长速度较慢的表面先开裂。但是要达到养护的效果就不能只满足于常规方法。具体上来说,尽可能晚拆模,拆模后要立刻覆盖或及时回填,从而避开外界气候的影响,养护期应该以混凝土强度增长最快的阶段为准,一般都是p7-28d时间,倘若增加几天效果则更好。
3.处理混凝土裂缝的方法
通过调查分析可确认,在不降低裂缝的承载力情况下,常规都是采取表面修补法和充填法、注入法等处理方法。
3.1.表面修补法
表面修补法适用于缝较窄的表面使用,用以修复构件表面美观和提高耐久性。沿混凝土裂缝表面铺设薄膜材料(如环氧类树脂或树脂浸渍玻璃布)是最常用的方法。
3.2.充填法
充填法是适应于裂缝较宽时,可沿裂缝表面凿成Ⅵ*或者是u形槽,采用树脂砂浆材料对其进行填充,在这里也可使用水混砂浆或沥青等材料来进行。
3.3.注入法
注入法是适用于宽度较小且较深的裂缝,可使用修补材料注入混凝土内部的修补方法。首先在裂缝处设置注入用管,其他的部位可用表面处理法对其封住,采用低粘度环氧树脂的注入材料,使用电动泵注入修补。假如裂缝影响到结构安全,则可以采取圈套加固法、钢箍加固法、粘贴加固法等方法来稳固。此类方法均属加固结构,须经设计验算同意后方可使用。
4.结 束 语
根据施工过程中混凝土裂缝的具体问题具体成因,以预防为主的原则,完善各方面的设计及加强施工方面的管理等,使结构尽可能的不出现裂缝或尽量减少裂缝数量以及广度宽度等,以保证混凝土施工过程中的结构安全性,降低危险系数。
参考文献
[1]刘学才.水利施工中混凝土工程质量控制要点[J].现代农业科技2010.13.
[2]郭卫太.水工建筑物混凝土裂缝成因与预防处理[J].农业科技与信息.
[3]马伟利.关于水利施工的质量安全影响因素分析[J].中国水运2012.11.
关 键 词:水工建筑;混凝土裂缝;成因;预防措施
中图分类号: TU52 文献标识码: A 文章编号:
前言
混凝土取材广泛,抗压强度高,能浇注成各种外形,而且不易风化,耐火性好,养护费用低,是当今水利建筑结构中使用最为广泛的建筑工程用材之一。但是,在混凝土施工过程中很容易遇到种各各样问题,这些阿题的产生大幅度降低厂钢筋混凝土材料的抗渗能力、承载能力和耐久性。因此针对混凝土裂缝产生的各种原因及相关的防治技术点个人看法。
1.水工建筑物混凝土裂缝种类
1.1.收缩裂缝
收缩裂缝就是指即在旌工阶段因水泥水化热及外部气温的作用引起混疆土收缩而产生的裂缝。收缩裂缝多为规则的条状,很少交叉,常发生在结构的变截面处往往与受力钢筋平行。这种裂缝多发生在大体积的混凝土和粱扳柱等块体构件危害较大。尤其对暴露在大气中的构筑物影响更大,如不加以防止很可能会造成严重后果。
1.2.塑性收缩裂缝
混凝土表面因失水较快容易产生的塑性收缩裂缝是在混凝土凝结之前的重要表现之一。塑性收缩裂缝时常是在热或风力较大的天气条件下出现,且其裂缝大多是以中间宽、两端细且长短不一或互不连贯的状态来呈现的。塑性收缩产生的裂缝长度最短有一般为20cm-30em的,也有较长的裂缝大小是为JJi2m-3m,宽度一般为5mm。
产生塑性收缩裂缝的主要原因有:在混凝土终凝前,其几乎没强度或强度很小的時候,这个过程中受外界条件的影响,比如是高温情况或大风力的天气,就会致使混凝土的表面失水过快,这样就会造成毛细管内部产生很大的负压,从而使混凝土的体积快速收缩,就在此时混凝土的强度正好也处在于无法抵抗其本身收缩,故产生龟裂。还有混凝土中的水灰比、混凝土凝结的时间、以及外界环境的温度、风速、相对湿度等各种因素都是混凝土塑性收缩裂缝的主要原因。
1.3.超载裂缝
超载裂缝,即是指在混凝土构件过程,超载使用时,所导致造成的变形,受力不均等等各种因素所产生的裂缝。一般情况下均是发生在构件所受力弯矩最大的部位,令其成条状,但这些裂缝的分布并不像塑性收缩裂缝那样分布均匀,其扩展的方向也与之相反。超载裂缝一般都是沿受力钢筋的垂直方向或者斜向来进行发展的,之所以产生超载裂缝的原因,往往是指在施工中构件上受到了不适当的施工荷载或者上部建筑物过早施工而导致的。
1.4.温度裂缝
当混凝土的体积较大时,大量的水化热聚积在混凝内部不易散发,因而导致混凝土的内部温度急剧快速的上升,与此同时由于混凝土表面散热速度较快,就很容易形成混凝土内外之间产生较大的温差,因而致使内部与外部有不同的热缩程度,使混凝土表面产生了一定拉应力,当拉应力超过混凝土抗拉强度的极限时,在大范围大面积大体积的混凝土表面或较大温差变化的地区的混凝土结构中就会产生裂缝,这样的裂缝多数是发生在混凝土施土结构中。大范围大面积的结构裂缝常常都是表现为纵横交错的。
1.5.施工裂缝
在制作、脱膜、运输、堆放和吊装混凝土构件的过程中,各种原因都容易产生多个方向贯穿的裂缝。木膜浇筑前未浇水湿透或膜板与混凝土粘结、未浇水湿透隔离剂效、膜板吸水引发的膨胀将混凝土拉裂、构件堆放的位置与吊装位置安排不当、构件成型且拆膜时振动过大、运输时受振动击等都是产生施工裂缝的主要原因。
2.如何防止混凝土裂缝
2.1. 设计合理的方案
要想有效的控制混凝土裂缝的产生可以在确定了各种混凝土的允许裂缝宽度后,依据其裂缝的宽度要求进行设计。与此同时,要合理适度的加强构造配筋,合理地选用钢筋的直径和间距,一般来说,采用直径细而间距密的配筋,能够减少混凝土的裂缝产生。
2.2.原料质量要求要达标
根据结构的需要和要求,都要根据规范要求来选择适宜的混凝土强度等级及水泥的品种、等级和搭配优良的砂、石原材料,含泥量等。要尽可能的少用甚至避免采用早强高的水泥,在过程中可以适当减少水泥的用量,要将其尽可能的控制在460kg/m3以下,从而减少水化热量。
2.3.施工质量的加强
混凝土裂缝的防治工作是在水利施工中最为重要的一步,主要是表现在对新浇混凝土的早期养护工作。这样做的目的是为了保证在早期的混凝土尽可能少产生收缩情况。这里主要是控制好对构件的湿润养护,有条件时宜采用蓄水或流水的方式来养护大体积混凝土。养护时间最佳为14-28天。关于较大面积的混凝土,施工之前就应充分考虑好水泥的水化热问题。采取必要的降温措施和尽量避免水化热高峰集中出现都是降低峰值的主要方法。在混凝土浇捣成型后,应当采用表面覆盖薄膜、彩条布、湿麻袋等有用的蓄水保温措施进行养护,用以防止由于混凝土内部和外部过大温差而引起的温度裂缝。尽早填上裂缝是对地下结构混凝土减少裂缝的好办法。
2.4.混凝土裂缝表面的修补
承载力没有影响的表面裂缝和深进裂缝都是可以采用裂缝表面修补的方法进行处理,裂缝表面修补方式也同样适用于大面积细小裂缝的防渗和防漏的处理。当混凝土的表面裂缝很多或其分布面较为广时,通常采用增多一层水泥砂浆或细石混凝土面层的办法来进行对其处理。首先要对裂缝附近的混凝土进行表面凿毛,其次是沿着深进裂缝凿出深15mm-20mm、宽150ram-200mm的洞,然后再使用钢丝刷配以高压且洒水湿润清洗,之后再刷一层水泥砂浆,利用比例为l:2的水泥砂浆分为2到3层来进行涂抹,使其总厚度控制在lOmm-20mm左右,同时采用铁压密抹光。最后用水泥净浆以及比例为l:2.5的水泥砂浆交替抹压扣高达5遍,使其表面形成刚性防水层,然后进行覆盖和洒水养护。
2.5.养护方面
混凝土的正常硬化以及强度增长不受或少受外界影响是养护的目的。其关键是想办法要使混凝土温度渐渐的下降到接近外界的气温,缩小温差,以便提高混凝土表面的适应力,尽量减少裂缝的产生。最常规的养护方法是进行喷水,这种办法对于一般混凝土结构,想达到减少表面收缩,防止龟裂的效果是可行的。由于体积大的混凝土块体内部与外部温度不一致,具备不同的强度增长,因此常常是在强度增长速度较慢的表面先开裂。但是要达到养护的效果就不能只满足于常规方法。具体上来说,尽可能晚拆模,拆模后要立刻覆盖或及时回填,从而避开外界气候的影响,养护期应该以混凝土强度增长最快的阶段为准,一般都是p7-28d时间,倘若增加几天效果则更好。
3.处理混凝土裂缝的方法
通过调查分析可确认,在不降低裂缝的承载力情况下,常规都是采取表面修补法和充填法、注入法等处理方法。
3.1.表面修补法
表面修补法适用于缝较窄的表面使用,用以修复构件表面美观和提高耐久性。沿混凝土裂缝表面铺设薄膜材料(如环氧类树脂或树脂浸渍玻璃布)是最常用的方法。
3.2.充填法
充填法是适应于裂缝较宽时,可沿裂缝表面凿成Ⅵ*或者是u形槽,采用树脂砂浆材料对其进行填充,在这里也可使用水混砂浆或沥青等材料来进行。
3.3.注入法
注入法是适用于宽度较小且较深的裂缝,可使用修补材料注入混凝土内部的修补方法。首先在裂缝处设置注入用管,其他的部位可用表面处理法对其封住,采用低粘度环氧树脂的注入材料,使用电动泵注入修补。假如裂缝影响到结构安全,则可以采取圈套加固法、钢箍加固法、粘贴加固法等方法来稳固。此类方法均属加固结构,须经设计验算同意后方可使用。
4.结 束 语
根据施工过程中混凝土裂缝的具体问题具体成因,以预防为主的原则,完善各方面的设计及加强施工方面的管理等,使结构尽可能的不出现裂缝或尽量减少裂缝数量以及广度宽度等,以保证混凝土施工过程中的结构安全性,降低危险系数。
参考文献
[1]刘学才.水利施工中混凝土工程质量控制要点[J].现代农业科技2010.13.
[2]郭卫太.水工建筑物混凝土裂缝成因与预防处理[J].农业科技与信息.
[3]马伟利.关于水利施工的质量安全影响因素分析[J].中国水运2012.11.