水闸墩墙开裂成因及其防治对策探析

《水闸墩墙开裂成因及其防治对策探析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、水闸墩墙开裂成因及其防治对策探析【摘要】水闸在灌溉、排涝、防洪、给水方面发挥着无可替代的作用，而墩墙是水闸的主要结构，然而墩墙往往会存在开裂现象，直接影响水闸的安全可靠运行。本文就墩墙开裂的成因进行介绍，并从混凝土材料选择、浇筑、控制温度、改善约束、养护等方面提出了防治对策，确保减少和抑制开裂，确保水闸的安全。【关键词】墩墙；开裂；成因；温差；养护；防治对策1.引言我省属于亚热带季风气候，夏季高温多雨、台风较多，因此，水闸工程的使用较为普遍，被广泛用来控制水位和调节水量，担负着农田灌溉、防洪的主要任务。墩墙是水闸工程的

2、主要结构，其质量对于水闸能否发挥作用至关重要的。但由于墩墙是混凝土结构，在混凝土浇筑后，由于水泥水化热使结构产生温度变形，容易使墩墙发生开裂。因此，在实际工程中，如何根据混凝土结构的温度变化规律，对混凝土进行有效的温度控制，最大限度地减少开裂影响，提高结构的耐久性，是水闸工程中要解决的首要任务。2.墩墙开裂成因2.1内外温差墩墙是混凝土结构，由于混凝土本身的特性，因此易形成温差。对于墩墙混凝土，在早期容易产生“内部受压、表面受拉”的情况。混凝土的温度变化大体上可以分为升温和降温两个阶段。在混凝土浇筑后的温升时期，水化反

3、应产生大量热，混凝土温度上升，热量传递的时候容易在内部积存，表面混凝土的温升幅度远小于内部混凝土。大约在2d后，内部混凝土的温度达到峰值，此时内外温差也达到最大。虽然闸墩内外混凝土都处于膨胀变形状态，相对于内部混凝土来讲，外部混凝土处于收缩状态，从而形成变形约束，导致闸墩表面产生拉应力，内部出现压应力。由于早期混凝土弹性模量小,而应力很大，因此容易产生裂缝。升温阶段结束后，是散热阶段。闸墩内外混凝土温度都逐渐降低，但内外散热条件不同，外部混凝土和外界环境接触，热量容易散发，内部混凝土散热条件差，于是在降温阶段又造成了外

4、部温度低于内部温度，与升温阶段产生同一方向的温度梯度，导致了变形的不一致。内部膨胀受到外部的限制，外部收缩受到内部约束，于是在表面混凝土中产生了拉应力。拉应力超过极限抗拉强度时，裂缝就会产生。另外，在遭遇寒潮或者昼夜温差较大的天气时，混凝土表面的温度急剧降低，内外温差会突然变大，导致裂缝的产生。2.2底板约束闸墩是底板固结在底板上。上部自由的结构。由于底板和闸墩混凝土施工间隙时间较长，在建筑闸墩时，底板混凝土已经固结。闸墩沿其高度方向可以自由伸缩，不受约束；厚度方向由于闸墩厚度不大，约束很小；而沿水流方向，则受板约束相

5、对很大。后期闸墩混凝土除自身相互约束外，底板对闸墩的约束作用强。早期混凝土弹性模量较少、徐变度大，还处在塑性状态，而当混凝土温度下降时，由于底板对降温引起的混凝土收缩有约束作用，混凝土内部会产生较大的拉应力，闸墩中间靠近底板的部位通常成为闸墩拉应力最大的区域。当拉应力超过混凝土极限抗拉强度时，便会开裂。2.3混凝土收缩混凝土的收缩分为干缩、自身收缩和塑性收缩。水化反应中，随着水泥的凝结、硬化，混凝土中的水分会慢慢挥发,引起混凝土体积缩小、变形，这种变形称为干缩。由于表面混凝土跟空气接触，水分蒸发的速度总比内部混凝土快。

6、表面混凝土的收缩程度比内部混凝土大，收缩变形会受到内部混凝土的制约，因此在表面混凝土中会产生拉应力，从而导致裂缝的产生。虽然干缩裂缝只发生在混凝土的表面，且比较细小，但时间较长会诱导裂缝的发展，危及结构的安全。自身收缩与干缩一样，都是由于水的迁移而引起的。但自身收缩不是由于水向外蒸发散失，而是因为水泥水化时消耗水分造成凝胶孔的液面下降，形成弯月面，产生自干燥作用，使混凝土体的体积减小。通常，水灰比的变化对干燥收缩和自身收缩的影响是不一样的。当混凝土的水灰比降低时，干燥收缩减小，而自身收缩增大。但是，当水灰比小于0.13

7、5时，体内相对湿度会很快降低到80%以下，自身收缩与干缩几乎各占一半。此外，两种收缩完成的时间也不一样。在模板拆除之前，混凝土的自身收缩几乎已经产生；而干燥收缩，除了未盖且暴露面很大的地面以外，许多构件的干缩都发生在拆模以后。在大体积混凝土里，即使水灰比并不低,自身收缩量值也不大，但是它与温度收缩叠加到一起，就会使裂缝迅速扩展。1.防治对策针对墩墙开裂形式与成因，主要从材料、施工过程、约束以及后期养护等环节提出有针对性的防治对策，以防止混凝土裂缝的产生和扩展。3.1混凝土材料选择(1)选择低热水泥影响混凝土绝热温升的因

8、素包括水泥品种、水泥用量、混合材料品种和浇筑温度。水泥品种对绝对温升的影响主要是水泥中的矿物成分产生水化热。水泥矿物成分中发热速率最快和发热量最大的是铝酸三钙，其他成分依次为硅酸三钙和硅酸二钙。水泥越细，发热量速率越快，但细度不影响最终发热量。因此，进行水闸混凝土浇筑时，应选择水化热低的水泥，适当提高C2S和C4AF的含量，并限制