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摘 要:在水利工程建设中,混凝土是必不可少的原材料之一,其应用也十分广泛。然而,混凝土的自身性能与外界环境均会对水利工程施工质量造成影响,如裂缝问题。论文结合水利工程项目的建设经验,分析了水利工程施工中混凝土产生裂缝的原因,并据此探讨了相关控制技术,以期为相关部门提供参考。
关键词:水利工程施工;混凝土;裂缝;控制技術
1 加强水利工程混凝土裂缝防治的必要性
一方面,可防止水利工程内部结构遭到破坏。混凝土裂缝作为水利工程施工中常见的质量现象,其短期的裂缝或不明显的裂缝对水利工程的质量和外观将产生一定的影响。对于长期的裂缝或短期内不及时进行防治的裂缝,外部雨水或其他有害杂质进入裂缝后,将导致混凝土结构的钢筋材料被锈蚀,从而大大降低了混凝土结构的整体稳定性与强度。因此,加强对水利工程混凝土裂缝的防治,可有效地防止工程主体内部结构遭到破坏。另一方面,可有效避免安全事故的发生,提升水利工程的建设质量。在水利工程项目施工中,混凝土裂缝若出现渗漏,将导致工程主体结构产生变形,严重时将会引发坍塌等各类安全事故。加强混凝土裂缝的防治,做好整个水利施工过程管控,对整个水利工程质量的提升具有重要的促进作用。
2 水利工程混凝土裂缝的生成原因
2.1 混凝土自身的变化
①沉降裂缝:通常来说,沉降裂缝主要出现在混凝土初凝的过程中。在对混凝土进行配置搅拌的过程中,设计不合理的混凝土配合比往往会造成沉降裂缝产生,如粗细集料配合比例不当、水与石灰的配合比例不当等。除配合比不合理外,混凝土搅拌过程中,粗料厚度过大但振捣工作不充分、不均匀也会导致混凝土出现裂缝,主要原因是不充分的振捣工作会造成粗大的集料在混凝土凝结过程中逐渐下沉,细小的集料却会逐渐上浮,沉降不均匀由此发生,进而必将导致混凝土表面出现裂缝[1]。②收缩裂缝:混凝土出现收缩裂缝与混凝土自身的材料特性有关。大量施工数据表明,混凝土在结硬过程中较易发生体积变形,而变形的力量往往会与混凝土自身的约束力相互作用,进而会产生收缩裂缝。过大的收缩裂缝出现在混凝土配筋率较高的构件中的概率较大,一旦裂缝过大还会贯穿混凝土构件整体。在对已经成型的混凝土进行重新浇灌时,收缩裂缝也较易出现。③塑性裂缝:混凝土塑形裂缝主要在混凝土浇筑后的一段时间内出现,主要原因是这一阶段的混凝土本身还处在塑形收缩的状态,混合料中的固体颗粒会在重力的作用下由下而上地浮动,此时就极易因钢筋骨架或模板的约束力量而在上部形成沿钢筋长度方向的塑形裂缝。
2.2外界因素的影响
外界因素的影响主要包括施工环境和施工工艺两种因素。①施工环境导致的混凝土裂缝:施工环境所导致的混凝土裂缝种类中,温度裂缝是最为常见的一种,往往会出现在混凝土工程的施工后期。混凝土自身与外界温差相差过大会造成混凝土内外部热胀冷缩程度不同,混凝土表面会因此而产生一定的拉应力,混凝土表面由此会产生裂缝,即温度裂缝。温度裂缝在大体积混凝土表面或温差变化较大的地区出现频率较高。除了温度裂缝,沉陷裂缝也较易发生,其与地基的变化情况有关。因此,沉陷裂缝较大时,通常还会伴有混凝土建筑物的错位。地基稳定后,沉陷裂缝也不会再发生变化。地基土质松软或地质不均匀的工程结构,混凝土结构极易出现不均匀沉降,由此所引起的裂缝为沉陷裂缝。除此以外,回填土操作时,如没有压实作业或混凝土结构遭遇浸水等原因也会导致沉陷裂缝。②施工工艺导致的混凝土裂缝:在施工过程中没有严格遵循相关施工流程以及标准施工工艺等是施工工艺造成混凝土裂缝出现的主要原因。以混凝土搅拌环节为例,对混凝土搅拌不充分以及振捣不密实均会导致混凝土产生离析,内部集料也未振捣均匀。因此,不均匀的拉应力就会在混凝土结构施工完毕后出现,混凝土裂缝由此产生。
3 水利工程施工中控制混凝土裂缝的技术与实际应用
3.1严格选择混凝土的原始材料
在现场施工过程中,不能够严格按照标准把控进场原材料,将会直接导致水利工程的质量大大降低,严重时会发生结构安全事故,给人民的生命财产安全带来巨大的破坏。混凝土施工技术是水利工程中极为重要一项施工技术,要严格把控进场的原材料,并进行科学、有效的检验。例如,现场施工人员要根据生产日期、生产厂家等多个核查数据,严格选择、控制进场水泥,保证水泥质量满足标准。在水泥水化热阶段,会释放大量的热量,导致内部温度升高,内外较大的温差会直接造成混凝土热胀冷缩,出现不同程度的温度裂缝。所以,在进行水泥选择过程中,要严格控制水泥用量,尽量使用水化热低的水泥,才能够满足施工技术标准。
3.2施工工艺控制
在施工过程中,为了避免施工裂缝的出现,施工单位需要做好二次振捣施工及混凝土养护工作。在二次振捣施工中,混凝土结构会在初凝阶段进行二次液化,消除混凝土结构中水膜和粗大骨料,提升混凝土结构的均匀性及稳定性,在很大程度上降低了混凝土沉陷裂缝以及塑性裂缝出现的概率。同时,施工单位需要注重混凝土振捣中存在的泌水现象,必要时可以在混凝土振捣中添加适量的粉煤灰,降低混凝土的水灰比,避免干缩裂缝的出现。在混凝土养护工作中,施工单位需要在混凝土施工结束后,进行为期七到十天的混凝土养护工作,在混凝土结构表面覆盖土工布或者塑料薄膜,并定期进行洒水处理,实现混凝土的保温及保湿,避免混凝土裂缝的出现[4]。在冬季施工中,养护人员需要用棉被覆盖混凝土,提升保温效果。
3.3采取适宜的有效预防措施
(1)塑性收缩裂缝的预防措施。在原材料的选择时一般选用干缩值较小,且强度较好的硅酸盐或普通硅酸盐水泥,要严格控制混凝土的水灰比。在浇筑混凝土前,要将施工基层和模板用水均匀湿透,并在表面及时覆盖薄膜进行保护(也可在混凝土的表面喷洒养护剂),以保证混凝土的湿度。在高温和大风天气进行施工时,要做好防风和遮阳措施,以防止裂缝的产生。(2)沉降裂缝的预防措施。在水利工程施工时,保持施工地基的稳定性尤为重要。若施工地基为松软土时,在施工前必须进行夯实并采取必要的加固措施。在施工中模板要保证具有足够的强度和刚度及较强的支撑力,同时在施工时要保证地基均匀受力。模板要在规定的时间内进行拆模,拆模的顺序要严格按照规定执行。(3)温度裂缝的预防措施。为有效减少与避免温度差所造成的温差裂缝,可优先选用水化热较低的矿渣水泥,减少因水泥水化热而造成的温度差,或有效控制和减少浇筑层厚度,通过分层浇筑提高每个浇筑层的散热能力减少混凝土内外温差,或通过加强振捣提高混凝土密实度,提高水利工程混凝土的抗裂性能,或通过延长混凝土养护时间,通过外部保温保湿,减缓混凝土的散热速度,防止因快速降温而导致的温度裂缝。(4)避免混凝土基础不均匀沉降。为有避免混凝土基础的不均匀沉降,应对施工工序进行合理安排,并有效减轻结构自身及其附属物的重量,或通过改善混凝土结构的措施来进行裂缝预防。
结束语
综上所述,混凝土在水利工程项目施工过程中占有十分重要的地位,而混凝土在施工环节又较易出现裂缝问题,且对工程质量有着诸多影响。对此,施工企业与施工人员需明确裂缝产生原因,并据此应用科学有效的控制技术,以此保证工程质量,减少返工,确保按时竣工。
参考文献
[1]于小苇.水利施工中混凝土裂缝的分析和控制[J].黑龙江水利科技,2017,45(12):80-81+89.
[2]康存锁.水利施工中混凝土裂缝的防治技术[J].黑龙江水利科技,2017,45(12):183-185+194.
[3]纪拓.水利工程中混凝土裂缝产生的原因及预防措施[J].林业科技情报,2017,49(04):62-63+65.
[4]吴康圣,王寿云,陈智贵,纪国权.水利工程大体积钢筋混凝土的裂缝控制措施[J].城市建设理论研究(电子版),2017(32):89.
[5]弋瑞.水利工程施工中混凝土裂缝控制技术分析[J].工程建设与设计,2017(21):215-217.
关键词:水利工程施工;混凝土;裂缝;控制技術
1 加强水利工程混凝土裂缝防治的必要性
一方面,可防止水利工程内部结构遭到破坏。混凝土裂缝作为水利工程施工中常见的质量现象,其短期的裂缝或不明显的裂缝对水利工程的质量和外观将产生一定的影响。对于长期的裂缝或短期内不及时进行防治的裂缝,外部雨水或其他有害杂质进入裂缝后,将导致混凝土结构的钢筋材料被锈蚀,从而大大降低了混凝土结构的整体稳定性与强度。因此,加强对水利工程混凝土裂缝的防治,可有效地防止工程主体内部结构遭到破坏。另一方面,可有效避免安全事故的发生,提升水利工程的建设质量。在水利工程项目施工中,混凝土裂缝若出现渗漏,将导致工程主体结构产生变形,严重时将会引发坍塌等各类安全事故。加强混凝土裂缝的防治,做好整个水利施工过程管控,对整个水利工程质量的提升具有重要的促进作用。
2 水利工程混凝土裂缝的生成原因
2.1 混凝土自身的变化
①沉降裂缝:通常来说,沉降裂缝主要出现在混凝土初凝的过程中。在对混凝土进行配置搅拌的过程中,设计不合理的混凝土配合比往往会造成沉降裂缝产生,如粗细集料配合比例不当、水与石灰的配合比例不当等。除配合比不合理外,混凝土搅拌过程中,粗料厚度过大但振捣工作不充分、不均匀也会导致混凝土出现裂缝,主要原因是不充分的振捣工作会造成粗大的集料在混凝土凝结过程中逐渐下沉,细小的集料却会逐渐上浮,沉降不均匀由此发生,进而必将导致混凝土表面出现裂缝[1]。②收缩裂缝:混凝土出现收缩裂缝与混凝土自身的材料特性有关。大量施工数据表明,混凝土在结硬过程中较易发生体积变形,而变形的力量往往会与混凝土自身的约束力相互作用,进而会产生收缩裂缝。过大的收缩裂缝出现在混凝土配筋率较高的构件中的概率较大,一旦裂缝过大还会贯穿混凝土构件整体。在对已经成型的混凝土进行重新浇灌时,收缩裂缝也较易出现。③塑性裂缝:混凝土塑形裂缝主要在混凝土浇筑后的一段时间内出现,主要原因是这一阶段的混凝土本身还处在塑形收缩的状态,混合料中的固体颗粒会在重力的作用下由下而上地浮动,此时就极易因钢筋骨架或模板的约束力量而在上部形成沿钢筋长度方向的塑形裂缝。
2.2外界因素的影响
外界因素的影响主要包括施工环境和施工工艺两种因素。①施工环境导致的混凝土裂缝:施工环境所导致的混凝土裂缝种类中,温度裂缝是最为常见的一种,往往会出现在混凝土工程的施工后期。混凝土自身与外界温差相差过大会造成混凝土内外部热胀冷缩程度不同,混凝土表面会因此而产生一定的拉应力,混凝土表面由此会产生裂缝,即温度裂缝。温度裂缝在大体积混凝土表面或温差变化较大的地区出现频率较高。除了温度裂缝,沉陷裂缝也较易发生,其与地基的变化情况有关。因此,沉陷裂缝较大时,通常还会伴有混凝土建筑物的错位。地基稳定后,沉陷裂缝也不会再发生变化。地基土质松软或地质不均匀的工程结构,混凝土结构极易出现不均匀沉降,由此所引起的裂缝为沉陷裂缝。除此以外,回填土操作时,如没有压实作业或混凝土结构遭遇浸水等原因也会导致沉陷裂缝。②施工工艺导致的混凝土裂缝:在施工过程中没有严格遵循相关施工流程以及标准施工工艺等是施工工艺造成混凝土裂缝出现的主要原因。以混凝土搅拌环节为例,对混凝土搅拌不充分以及振捣不密实均会导致混凝土产生离析,内部集料也未振捣均匀。因此,不均匀的拉应力就会在混凝土结构施工完毕后出现,混凝土裂缝由此产生。
3 水利工程施工中控制混凝土裂缝的技术与实际应用
3.1严格选择混凝土的原始材料
在现场施工过程中,不能够严格按照标准把控进场原材料,将会直接导致水利工程的质量大大降低,严重时会发生结构安全事故,给人民的生命财产安全带来巨大的破坏。混凝土施工技术是水利工程中极为重要一项施工技术,要严格把控进场的原材料,并进行科学、有效的检验。例如,现场施工人员要根据生产日期、生产厂家等多个核查数据,严格选择、控制进场水泥,保证水泥质量满足标准。在水泥水化热阶段,会释放大量的热量,导致内部温度升高,内外较大的温差会直接造成混凝土热胀冷缩,出现不同程度的温度裂缝。所以,在进行水泥选择过程中,要严格控制水泥用量,尽量使用水化热低的水泥,才能够满足施工技术标准。
3.2施工工艺控制
在施工过程中,为了避免施工裂缝的出现,施工单位需要做好二次振捣施工及混凝土养护工作。在二次振捣施工中,混凝土结构会在初凝阶段进行二次液化,消除混凝土结构中水膜和粗大骨料,提升混凝土结构的均匀性及稳定性,在很大程度上降低了混凝土沉陷裂缝以及塑性裂缝出现的概率。同时,施工单位需要注重混凝土振捣中存在的泌水现象,必要时可以在混凝土振捣中添加适量的粉煤灰,降低混凝土的水灰比,避免干缩裂缝的出现。在混凝土养护工作中,施工单位需要在混凝土施工结束后,进行为期七到十天的混凝土养护工作,在混凝土结构表面覆盖土工布或者塑料薄膜,并定期进行洒水处理,实现混凝土的保温及保湿,避免混凝土裂缝的出现[4]。在冬季施工中,养护人员需要用棉被覆盖混凝土,提升保温效果。
3.3采取适宜的有效预防措施
(1)塑性收缩裂缝的预防措施。在原材料的选择时一般选用干缩值较小,且强度较好的硅酸盐或普通硅酸盐水泥,要严格控制混凝土的水灰比。在浇筑混凝土前,要将施工基层和模板用水均匀湿透,并在表面及时覆盖薄膜进行保护(也可在混凝土的表面喷洒养护剂),以保证混凝土的湿度。在高温和大风天气进行施工时,要做好防风和遮阳措施,以防止裂缝的产生。(2)沉降裂缝的预防措施。在水利工程施工时,保持施工地基的稳定性尤为重要。若施工地基为松软土时,在施工前必须进行夯实并采取必要的加固措施。在施工中模板要保证具有足够的强度和刚度及较强的支撑力,同时在施工时要保证地基均匀受力。模板要在规定的时间内进行拆模,拆模的顺序要严格按照规定执行。(3)温度裂缝的预防措施。为有效减少与避免温度差所造成的温差裂缝,可优先选用水化热较低的矿渣水泥,减少因水泥水化热而造成的温度差,或有效控制和减少浇筑层厚度,通过分层浇筑提高每个浇筑层的散热能力减少混凝土内外温差,或通过加强振捣提高混凝土密实度,提高水利工程混凝土的抗裂性能,或通过延长混凝土养护时间,通过外部保温保湿,减缓混凝土的散热速度,防止因快速降温而导致的温度裂缝。(4)避免混凝土基础不均匀沉降。为有避免混凝土基础的不均匀沉降,应对施工工序进行合理安排,并有效减轻结构自身及其附属物的重量,或通过改善混凝土结构的措施来进行裂缝预防。
结束语
综上所述,混凝土在水利工程项目施工过程中占有十分重要的地位,而混凝土在施工环节又较易出现裂缝问题,且对工程质量有着诸多影响。对此,施工企业与施工人员需明确裂缝产生原因,并据此应用科学有效的控制技术,以此保证工程质量,减少返工,确保按时竣工。
参考文献
[1]于小苇.水利施工中混凝土裂缝的分析和控制[J].黑龙江水利科技,2017,45(12):80-81+89.
[2]康存锁.水利施工中混凝土裂缝的防治技术[J].黑龙江水利科技,2017,45(12):183-185+194.
[3]纪拓.水利工程中混凝土裂缝产生的原因及预防措施[J].林业科技情报,2017,49(04):62-63+65.
[4]吴康圣,王寿云,陈智贵,纪国权.水利工程大体积钢筋混凝土的裂缝控制措施[J].城市建设理论研究(电子版),2017(32):89.
[5]弋瑞.水利工程施工中混凝土裂缝控制技术分析[J].工程建设与设计,2017(21):215-217.