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1、浅析水利水电混凝土裂缝施工 摘要:在水利水电工程的施工过程中,混凝土裂缝是很常见的病害,裂缝会威胁水利水电工程建筑物的安全,也会引起建筑物其它病害的发生,必须在施工的过程中严加控制消除裂缝,确保水利水电工程建筑物的运行安全。本文主要阐述混凝土裂缝的危害、裂缝产生的原因、控制混凝土裂缝的具体措施以及水利水电工程构筑物已产生裂缝的修补方法等问题。关键词:水利水电混凝土裂缝原因与预防修补措施中图分类号:TV331文献标识码:A一、水工混凝土产生裂缝原因的分析9在建筑施工中,混凝土中产生裂缝原因有很多种,主要有:温度和湿度的变化;混凝土的
2、脆性和不均匀性;结构不合理;原材料不合格(如碱骨料反应);模板变形;基础不均匀沉降等。混凝土硬化期间水泥放出大量水化热,内部温度不断上升,在表面引起拉应力,后期在降温过程中,由于受到基础或老混凝土的约束,又会在混凝土内部出现拉应力,气温的降底也会在混凝土表面引起很大的拉应力,当这些拉应力超出混凝土的抗裂缝能力时,即会出现裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢,但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。如养护不周,时干时湿,表面干缩形变受到内部混凝土的约束,也往往导致裂缝。混凝土是一种脆性材料,抗拉强度是抗压强度的1/l0左右,由于
3、原材料不均匀,水灰比不稳定及运输和浇筑过程中的离析现象,在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的,存在着许多抗拉能力很低,易于出现裂缝的薄弱部位。在钢筋混凝土中,拉应力主要是由钢筋承担,混凝土只是承受压应力,在素混凝土内或钢筋混凝土的边缘部位如果结构内出现了拉应力,则须依靠混凝土自身承担。一般设计中均要求不出现拉应力或者只出现很小的拉应力,但是在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度,往往在混凝土内部引起相当大的拉应力,有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力,因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。二
4、、混凝土裂缝产生的危害混凝土是多组分复合材料,在温度和湿度变化的条件下,硬化并产生体积变形。由于各种材料变形不一致,互相约束而产生初始应力,造成骨料与水泥粘结面或水泥本身之间出现肉眼看不见的微细裂缝,我们一般称微裂。这种微细裂缝的分布是不规则的,互不连贯,但在荷载作用下或进一步产生温度变化,养护不到位失水干缩的情况下,裂缝开始扩展,并逐渐互相连通,从而出现较大的肉眼可见裂缝,9成为宏观裂缝,严重的形成楼板上下贯通缝,这就成为有害裂缝。这样的裂缝将对结构的承载力,防火性、抗渗性、抗钢筋锈蚀性、抗化学侵蚀性等耐久性能产生严重的危害。化学
5、侵蚀、冻融循环、碳化、钢筋锈蚀、碱集料反应等,都会对混凝土结构体产生破坏作用。这些破坏作用的发生或进行的快慢,除了受混凝土自身材料性质的影响外,裂缝就是一个重要的影响因素。一般从结构拆模到装修完成,要经过2-3个月的时间,有的大型工程还要跨年施工。这时空气中的CO2、SO2气体及雨水等就会顺着裂缝进入混凝土内部,促成钢筋锈蚀的加快;碱集料反应及碳化速度的加快进行;从而引起耐久性的下降和缩短建筑物的使用寿命。三、预防措施1、温度裂缝的预防措施1)从材料方面,尽量选用发热低的低热水泥,或选用含MgO为3.5%~5.0%的中热水泥,使其混
6、凝土具有膨胀型自生体积变形;为降低水泥用量,减少水化热温升,可通过掺高效减水剂和掺活性掺合料,如粉煤灰。有实验证明,在42.5级中热水泥中掺30%Ⅱ级粉煤灰,7d水化热降低约15%,掺40%时降低约25%,掺50%时降低约32%,掺60%时降低约43%。粉煤灰不仅降低温升,还具有消减温峰和推迟最高温升出现的时间。92)从施工方面,一是在高温季节降低混凝土的入仓温度,控制水泥等胶凝材料的温度,对骨料进行预冷,采用加冰搅拌等方式。混凝土运输过程中注意防晒,选择傍晚或清晨浇筑。二是合理确定浇筑的分层分块厚度,薄层浇筑有利于层面散热,有利于
7、降低混凝土块的最高温升和内外温差,从而降低温度应力,减少约束。但薄层浇筑时,施工缝较多,对强度、抗渗不利,层面处理工作量大。所以应该合理选择分层厚度,目前我国多采用1.5-3.0m的层厚,美国大多采用1.5-2.3m的薄层。三是在大体积混凝土内部设置冷却管道,通冷水或者冷气冷却,加快内部混凝土的散热,减小混凝土的内外温差。四是加强混凝土养护,混凝土浇筑后,及时用湿润的草帘、麻片等覆盖,并注意洒水养护,适当延长养护时间,保证混凝土表面缓慢冷却。在寒冷季节或气温骤降期间,混凝土表面应设置保温措施,以防止寒潮袭击。合理设置温度伸缩缝,并在
8、缝内填充符合要求的保温材料。2、干缩裂缝的预防措施1)选用收缩量较小的水泥,一般采用中低热水泥和粉煤灰水泥,降低水泥的用量。2)选用低水灰比的混凝土。混凝土的干缩受水灰比的影响较大,水灰比越大,干缩越大,因此在混凝土配合比设计中应尽量