水利工程施工中混凝土裂缝的防治技术探讨
周俊
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周俊,. 水利工程施工中混凝土裂缝的防治技术探讨[J]. 工程与技术研究,20247. DOI:10.12721/ccn.2024.157900.
摘要: 水利工程是一项基础工程,其施工离不开混凝土,而混凝土的施工质量又直接关系到工程的成败。因此,施工企业和建筑企业等要加强对混凝土的质量控制,尽量减少混凝土裂缝的可能性。目前,混凝土施工中普遍存在裂缝有:沉降裂缝、施工裂缝、干缩裂缝、荷载裂缝、温度裂缝、塑性收缩裂缝等。因此,施工人员必须对材料进行科学的选择,对拌和质量进行科学的控制。在加强施工过程控制的基础上,加强施工监督,重视后期的维修施工工作。
关键词: 水利工程;混凝土裂缝;防治技术
DOI:10.12721/ccn.2024.157900
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引言

水利工程对于我国社会及经济的发展具有重要影响,实际施工中混凝土属于重要施工建材,混凝土结构施工质量对于水利工程整体施工质量具有重要影响。因混凝土施工质量易受诸多因素的影响,所以实际施工容易出现裂缝问题,常见的裂缝问题有温度裂缝、收缩裂缝以及沉降裂缝等,每种裂缝的成因不同,具体的控制措施也会不同。

1水利工程施工混凝土裂缝的危害介绍

水利工程施工中混凝土裂缝问题较为常见,裂缝较轻的情况下虽然不会对混凝土结构产生严重后果,但是会影响混凝土表面的美观性。如果裂缝越发严重,可能会引发渗漏问题,又或者是导致混凝土结构出现断裂现象等,严重破坏混凝土结构的整体性,降低混凝土结构质量。在混凝土裂缝的诸多危害中,渗漏问题的出现概率占60%,属于较为常见的危害,当有水渗入至混凝土内部时,混凝土内部会出现水解破坏。而混凝土的碳化反应会导致其结构出现收缩开裂现象,一旦裂缝产生,空气中的CO2及H2O会渗入至混凝土内部,二者与原材料水泥可以发生化学反应,进而生成CaCO3。另外,水渗透至混凝土内部会对钢筋产生腐蚀性,加快钢筋锈化速度,破坏钢结构施工质量,进而会降低混凝土结构强度,破坏其稳定性,轻则影响建筑美观,重则增加建筑施工风险。

2水利工程施工混凝土裂缝类型介绍

2.1混凝土温度裂缝

是由于混凝土中含有过多的水泥而引起的温度裂缝。在混凝土浇筑完毕以后,由于水泥的固化,会产生较大的水化热,从而产生较大的热量,因此,在这个时候,混凝土的内部温度将会逐步上升,但在外界温度恒定的条件下,其内外温差会不断增加。混凝土在基本固结后,其内部温度将逐步下降,在这个阶段,混凝土极易发生收缩变形,从而引起建筑结构的温度裂缝,从而对工程的施工质量产生不利的影响。同时,也会影响到建筑物的外观,减少建筑物的承载能力和耐久性。另外,如果在混凝土原材料的配比上,不合理的配合比,也有可能引起温度裂缝,这是一种常见的病害,尤其是在大体积混凝土的散热情况不好的情况下。

2.2混凝土干缩裂缝

干缩裂缝一般发生在混凝土养护工作结束后15天内,其原因与混凝土养护施工质量密切相关。如果混凝土的养护方法不够科学,就会导致混凝土裂缝。另外,由于自然环境的作用,混凝土也会发生失水,如果失水过多,就会造成大范围的干燥收缩,从而使建筑结构产生干燥裂缝。同时,在干燥收缩过程中,大体积混凝土在收缩过程中会产生内约束,在拉应力增加的条件下,易产生收缩裂缝。这种裂缝以0.05-0.2mm为主要特点,其裂缝后会对混凝土的抗渗和抗压性能产生不利影响,从而导致混凝土的施工质量和使用寿命缩短。

2.3混凝土荷载裂缝

造成荷载裂缝的根本原因在于不合理的结构设计,包括:一是结构模型计算不合理,部分计算资料缺失,构造模型建立不科学。二是结构受力计算结果与实际情况有很大的偏离,同时也出现了部分荷载缺失或不足的现象。三是在工程建设过程中,由于施工人员对内力和钢筋的计算有误,造成了工程安全度的降低。四是在可研结构设计工作中,设计者忽略了施工,在设计断面不够的情况下,局部构造处理方法不够科学,且配筋数目不当,从而影响到钢筋结构的构造刚度。此外,由于各种装配结构的安装、施工工艺的不合理和相应的施工工序的次序不一致,导致了荷载裂缝的产生。

3水利工程施工中混凝土裂缝的预防措施

3.1材料选择与配比优化

在水利工程施工中预防混凝土裂缝的关键步骤之一是材料选择与配比优化。选择合适的材料,尤其是高品质的水泥和骨料,对于减少裂缝的发生具有重要作用。高品质水泥的选择关乎其稳定性和可靠性,因为水泥的化学和物理性质直接影响混凝土的整体质量。优质水泥应具有适宜的凝结时间、良好的强度发展特性和较低的热水解性。在骨料的选择上,要特别注意其粒径分布、形状和清洁度。适当的粒径分布有助于实现较高的混凝土致密性,降低孔隙率,从而提高抗裂性能。骨料的形状(如圆形或角形)会影响混凝土的工作性和强度,而清洁度则关系到混凝土的黏结强度。含有杂质的骨料可能会削弱水泥浆与骨料之间的黏结作用,增加裂缝的风险。

3.2准确的浇筑与养护技术

控制施工过程,特别是准确的浇筑与养护技术,是预防水利工程中混凝土裂缝形成的关键环节。正确的浇筑方法能够确保混凝土均匀分布,避免由于不均匀沉降或热量积聚导致的裂缝。而养护技术则对混凝土的最终强度和耐久性起着至关重要的作用。浇筑混凝土时,应遵循均匀、连续的原则,避免产生冷缝。混凝土的浇筑速度需要根据具体情况调整,一般每小时浇筑量不宜超过80m3,以确保混凝土有足够的时间进行均匀沉降。在浇筑过程中,应使用合适的振捣方法确保混凝土充分致密,振捣棒应垂直于浇筑面,且每个点的振捣时间控制在30s左右,以避免过度振捣造成材料分离。养护阶段同样至关重要。混凝土在初凝后的前7d内需要特别注意养护,这是强度发展的关键时期。在这段时间内,混凝土的表面应保持湿润,避免由于水分快速蒸发导致的收缩裂缝。一种有效的方法是使用湿布或沙子覆盖混凝土表面,或者使用喷雾系统保持湿度。在温度较高或风速较大的环境下,可能需要更频繁的湿润处理。此外,混凝土在养护过程中应尽量避免暴露于极端温度变化,特别是在冬季施工时,应采取措施防止混凝土过早冻结。在整个施工过程中,密切监控混凝土的温度也非常重要。混凝土的温度不宜超过30℃,因为高温会加速水泥水化反应,导致过快的强度增长和内部应力积累,从而增加裂缝风险。必要时,可以使用冰水或添加冰块来控制混凝土的温度。

3.3环境与温度的严格控制

环境与温度的严格控制在水利工程施工中尤为重要,因为它们直接影响混凝土的品质和最终性能。混凝土的硬化过程受到环境条件,尤其是温度和湿度的显著影响。理想的环境条件能够促进混凝土均匀硬化,降低裂缝和其他结构问题的风险。在温度控制方面,混凝土的浇筑和养护应在5~30℃的范围内进行。温度低于5℃时,水泥水化反应减慢,混凝土硬化延迟,增加了结构强度不足和冻融损伤的风险。温度高于30℃时,水泥水化速度过快,可能导致内部应力累积和裂缝产生。因此,在高温环境下,可以通过使用冰水混合或冷却剂来降低混凝土温度。此外,浇筑混凝土的最佳时间通常是在一天中温度较低的时段,如清晨或傍晚。

结束语

水利工程作为国家基础建设的重要组成部分,对于促进国家的经济繁荣和社会发展具有至关重要的意义。在水利工程的兴建过程中,混凝土作为首要的结构材料,扮演着关键的角色。然而混凝土结构中普遍存在裂缝问题,这些裂缝不仅会损害工程的外观和耐久性,还可能对工程的安全性和稳定性产生严重威胁。因此,深入研究和解决混凝土裂缝问题,对于确保水利工程建设质量和可持续发展至关重要。

参考文献

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