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摘要:在许多水利工程中,由于温度变形、材料选用不当等一系列因素,混凝土结构往往会出现细小而浅的裂纹。由于裂缝的存在破坏了混凝土结构的完整性,结构的变形和应力都会发生突变,导致结构开裂、缺乏必要的稳定性,严重时甚至会影响到结构强度,埋下安全隐患。同时,裂缝也很容易造成钢筋锈蚀,一些严重的损伤会影响到结构的整体性。因此,分析水利工程施工混凝土裂缝产生的原因,采取必要的质量控制措施,对水利工程的规范化建设具有深远的指导意义。
关键词:混凝土;水利施工;裂缝控制
引言
在水利施工应用混凝土技术目前在我国已经十分常见,它的取材广泛且具有较高抗压强度与耐火性,而且浇筑塑形灵活可变,不易被风化,具有较为低廉的养护费用优势。但同时,硬化成型的混凝土中也容易存在微孔隙与微小裂缝,这些微小裂缝可能会造成混凝土钢筋材料产生一定程度的腐蚀现象,降低其实际承载能力、耐久性与抗渗能力,所以要探讨针对这些问题的防治技术对策,确保水利建筑项目安全稳定。
1裂缝的危害
可以说,混凝土的裂缝造成的危害极大。而这些危害表现如下:(1)当强大的水压作用到混凝土上,会不断扩大混凝土裂缝,甚至水会侵入混凝土内部。一些包裹在混凝土内部的水利设施往往会发生反应,最终使混凝土结构遭到破坏。(2)混凝土的裂缝处的水化产物会与空气中的二氧化碳结合,发生化学反应,生成碳酸钙,导致混凝土中的碱度降低。由于钢筋的钝化膜缺乏碱的保护,会逐步被酸腐蚀锈化,从而造成混凝土结构的强度和稳定性下降。长此以往,甚至不能实现水利设施的基本功能。严重影响了国家和人民的生命财产安全,给人们造成了极大的威胁。
2水利施工中混凝土裂缝的形成原因
2.1温差方面的原因导致裂缝
混凝土在整个凝固的过程当中,有一个重要的显而易见的现象就是水化热情况,这种情况会让混凝土内部以及外部出现一个比较大的温度差,从而让混凝土裂缝更容易出现,那位温差比较大的情况主要是通过几个方面的原因引起的,从施工过程可以看到如果没有达到温度降低的情况,使得混凝土内部温度比较高,但是内部的水分会比较快速的蒸发掉,这样外部的温度就会比内部的温度产多,温差增加导致裂缝出现,这种情况比较容易出现在冬季,混凝土内部的水温较低,导致出现一些温差,裂缝出现。
2.2材料质量因素
在水利工程的混凝土施工过程中,需要对水泥等材料进行应用,科学地使用水泥、混凝土等材料,才能够预防裂缝的产生,提升浇筑质量。发生水化的水泥,会自然散发出一定的热量,这部分热量必须引起施工人员的高度重视,只有在混凝土浇筑的过程中,对这一因素进行全面考虑,才能够科学地控制混凝土内部温度,严禁内部温度过高现象的产生,这样一来,混凝土浇筑中就不会产生较大的内部与外部温差,拉应力在混凝土表面也不会超过混凝土自身的限值,在这种情况下,才能够加大对混凝土裂缝产生的控制[1]。由此可见,水泥材料质量同混凝土裂缝之间具有紧密的联系。混凝土本身的质量以及混凝土配置过程中的比例都将对混凝土裂缝的产生造成影响。如果较高的比例产生于水泥当中,在将水泥砼混凝土进行融合并浇筑的过程中,就会产生更高的混凝土收缩力,在这种情况下,塌陷的现象很容易在混凝土中产生,从而引发混凝土裂缝。以此类推,含沙量、水灰比等在混凝土材料配置过程中的比例都将对混凝土质量、浇筑施工质量等造成直接的影响,从而引起混凝土裂缝问题。如果在水利工程实际施工的过程中,施工人员没有科学地配置混凝土材料比例,就将导致混凝土裂缝发生的概率增加。
2.3混凝土的自身因素
在混凝土凝固的过程中,混凝土体积会逐步减小,从而产生裂缝,这主要是因为混凝土内部的水分流失造成的。尤其在施工过程中占据体积较大的混凝土,随着时间的流失,混凝土就会因自然因素的侵蚀出现裂缝,当然这是造成混凝土出现裂缝的因素之一,但也极大地影响了混凝土使用的耐久性。通常在混凝土施工过程中,就会出现裂缝,并且随着施工时间的推移,混凝土的老化是不可避免的。
3水利工程施工中的混凝土裂缝控制措施
3.1控制温差
为了进一步防止混凝土裂缝现象的发生,水利施工现场要做到:1)重新调整骨料级配,用干性混凝土掺混合料,加入适量的引气剂、塑化剂等,有效降低混凝土中的水泥使用含量。同时,在搅拌混凝土时,可以用加水方法或者用水将碎石进行冷却,主要是为了降低混凝土的浇筑温度。2)在混凝土刚刚凝固时,要进行第二层的浇筑,而且还要在整体浇筑完成之前进行,这是非常需要注意的一点。结合混凝土浇筑面积来分析,要将一定数量的测温管来安放在混凝土的上中下部,并且在规定的时间内测定内、外温度。具体来说:在前4天中,要每间隔2h测定一次,5-7d之内,要每间隔4h测定一次,在8-15d中,要一天测定一次。同时要做好相应的记录,保证混凝土内、外温差控制在25℃为最佳;强化观察、检查工作,如果温度出现了偏差,要及时调整养护方式来控制温差。3)设置合理的拆模时间,避免混凝土表面“温度梯度”现象的发生,做好相应的保温养护工作。施工现场要在混凝土浇筑后盖上一层塑料薄膜,进行中层覆盖的厚度要保持在100mm以内,随后在盖上1-2层的厚岩棉被。此外,要严格控制好混凝土内部水分蒸发、流失的速度,而且混凝土的浇灌工作要选择良好的天气状况,最好不要在刮风下雨的天气下进行。
3.2科学使用混凝土材料
添加材料同水泥等共同构成了混凝土原材料,要想提升水利工程混凝土施工质量,就必须加大对水泥等材料质量的控制力度。由于水化过程中的水泥会释放大量的热量,从而会引发混凝土裂缝问题,那么新时期,在水利工程施工过程中,应尽量选择高质量水泥,保证其在水化的过程中释放热量相对较少;在调配混凝土的过程中,应将水泥比例降到最低,这是因为不仅水泥在水化的过程中会对混凝土质量造成影响,细度以及强度在水泥中的体现也将对混凝土质量造成影响。因此,水泥的强度应尽量同混凝土强度保持一致,严禁过大的强度产生于水泥当中,细度越低的水泥对混凝土质量的影响越小。混凝土制作工艺标准应作为混凝土配置比例确定的重要依据,在选择骨料的过程中,也应保证骨料同国家要求相符,从根本上提升混凝土施工质量,减少裂缝的产生。
3.3混凝土裂缝表面修补
此方法既适用于对承载力没有影响的表面裂缝和深进裂缝的处理,同时也适用于大面积细小裂缝的防渗和防漏处理。当混凝土表面裂缝较多或分布面较广时,通常采用增加一层水泥砂浆或细石混凝土面层的方法进行处理。首先将裂缝附近的混凝土表面凿毛,然后沿深进裂缝凿成深15mm~20mm、宽150mm~200mm的凹槽,再用钢丝刷配以高压水清洗并洒水湿润,然后刷一层水泥砂浆,再用1∶2水泥砂浆分2~3层涂抹,总厚度控制在10mm~20mm左右,并用铁抹压密抹光。最后用水泥净浆及1∶2.5的水泥砂浆交替抹压4~5遍,即可形成刚性防水层,并进行覆盖,同时洒水养护。
3.4加强施工质量
水利施工混凝土裂缝的很大原因就在于施工质量不佳,导致防治工作不到位。具体来讲,某些水利建筑在新浇混凝土的早期养护过程中为了保证混凝土能够减少收缩可能性,一般要对构件进行湿润养护控制,而对于某些大体积混凝土则采用蓄水或流水养护措施,一般养护时间为15~30d左右。另外在针对水化热这一问题时,应该考虑在必要时采取降温措施,避免水化热高峰集中出现,要降低其峰值。比如说在混凝土浇捣成型过程中,要采取蓄水保温措施,为混凝土表面铺设湿麻袋、薄膜等等进行有效养护,这样能有效避免内外温差过大现象所导致的温度裂缝。而针对地下结构混凝土则要尽早回填土,这样对减少裂缝也有一定辅助作用。
3.5做好施工设计,规范施工流程
水利施工过程当中首先要做好工程的设计工作,根据施工的相关要求和规范进行设计工作,从而通过设计方案以及相关工作的安排制定科学合理的混凝土施工流程,然后在建设过程当中按照规定和标准进行施工,能够有效地保障工程施工过程的稳定和安全,因此在设计阶段相关工作人员要对混凝土施工过程进行把握和控制,对于一些混凝土中容易出现裂缝的位置进行重点的把握,同时在设计当中就可以首先制定一些裂缝防治的措施,从根本上对水利工程施工中存在的混凝土裂缝降低,另外对于混凝土设计中要对配筋进行加固,根据施工工艺对其要求,按照各种操作流程对配件进行加固,降低对于混凝土的影响。
结束语
在水利工程建设过程中,混凝土主要承担构筑物、建筑物以及各种设施的上部结构安全和防渗等。为了获得均匀密实混凝土,必须要保证混凝土的施工质量。所以,有必要采取一系列有效措施,控制和减少混凝土,裂缝的数量和宽度。以此来增强混凝土结构的强度,进一步提升混凝土的施工质量,促进我国水利工程行业的发展。混凝土裂缝对水利工程质量的影响是不容忽视的,施工人员应当充分掌握混凝土裂缝产生的原因,并有针对性地采取措施加以预防,只有这样,才能够推动我国水利工程建设的全面发展。
参考文献:
[1]徐爽.浅析水利施工中混凝土裂缝的原因及防治措施[J].科技创新与应用,2016,27:240.
[2]陈兵,叶新明,谢廷呈,等.探究水利施工中的混凝土裂缝的原因分析及防治措施[J].科技经济市场,2015(7):146-147.
[3]笪贤汉.浅谈水利施工中混凝土裂缝的防治技术[J].建材与装饰,2016,33:233-234.