水工混凝土裂缝原因研究和防治对策

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1、水工混凝土裂缝原因研究和防治对策　　中图分类号：TU375文献标识码：A文章编号：混凝土是由砂石骨料、水泥、水、其他外加剂经化学、物理反应而成的成品或半成品材料。由于混凝土裂缝会引起极限承载力能力降低，同时影响耐久性等问题，使混凝土裂缝成了水利工程中最常见的工程病害。混凝土裂缝按裂缝发展深度分为表面裂缝、贯穿裂缝和深层裂缝。贯穿裂缝，无论对构件的整体受力，还是防渗效果的影响比之浅层表面裂缝的危害都大得多。表面裂缝对耐久性有一定影响，要对此种裂缝加强观测，观察裂缝发展情况。裂缝的存在和发展会降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性及防渗能力，因此，对水工混凝土裂缝发生原因及防治对策的深入研究很有意义

2、。1裂缝的原因分析1.1施工及养护过程中原因5在厚度较大的构件中，由于混凝土的塑性塌落受到模板或顶部钢筋的抑制，在浇捣后数小时会发生这种由于混凝土塑性塌落引起的裂缝。混凝土加水拌和后，水泥中的碱性物质与活性骨料中活性氧化硅等起反应，析出的胶状碱——硅胶从周围介质中吸水膨涨，体积增大，从而使混凝土产生裂缝。养护过程中，如果混凝土表面水分蒸发较过快，造成混凝土内部水化热过高，在混凝土浇筑数小时后仍处于塑性状态，易产生塑性收缩裂缝。混凝土在硬化的过程中，由于干缩引起的体积变形受到约束时产生的裂缝，这种裂缝的宽度有时会很大，甚至会贯穿整个构件。大体积混凝土水化时产生的大量水化热得不到散发，导致混凝土内

3、外温差较大，使混凝土的形变超过极限引起裂缝。1.2由于受力引起裂缝构件超载产生的裂缝，例如：构件在超出设计的均布荷载或集中荷载作用下产生内力弯矩，出现垂直于构件纵轴的裂缝，构件在较大剪力作用下，产生斜裂缝，并向上、下延伸。当结构的基础出现不均匀沉陷，就有可能会产生裂缝，随着沉陷的进一步发展，裂缝会进一步扩大。当有约束时，混凝土热涨冷缩所产生的体积涨缩，因为受到约束力的限制，在内部产生了温度应力，由于混凝土抗拉强度较低，容易被温度引起的拉应力拉裂，从而产生温度裂缝。由于太阳暴晒产生裂缝也是工程中最常见的现象。1.3正常使用中的环境因素当钢筋混凝土处于不利环境中，例如：侵蚀性水，由于混凝土保护层厚

4、度有限，特别是当混凝土密实性不良，环境中的氯离子等和溶于水中的氧会使混凝土中的钢筋生锈，生成氧化铁，氧化铁的体积比原来金属的体积大的多，铁锈体积膨胀，对周围混凝土挤压，使混凝土胀裂。51.4温度裂缝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上的约束，又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低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

5、脆性材料，抗拉强度是抗压强度的1／10左右，加荷时的极限拉伸变形很小。由于原材料不均匀，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上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

6、工极为重要。2防治对策5由于水化热产生的升温较高、降温幅度大、速率快，使混凝土产生较大的温度和收缩应力是导致混凝土产生裂缝的主要原因。因此，为防治水化热引起的裂缝，施工前应计算升温峰值、内外温差及降温速率，制定相应的技术措施，防止和控制温度裂缝，确保工程质量。2.1混凝土生产过程中的措施夏季气温过高时，要从原材料着手，如拌和水加冰，降低拌和时的水温。砂石等骨料在避免阳光直晒，并考虑降温措施。采取多种降温措施最大限度降低混凝土出仓温度。2.2降低混凝土水化热选择低水化热水泥，优先选用矿渣硅酸盐水泥。掺人一定比例的粉煤灰，从而减少水泥用量，降低水化热，增加成品混凝土密实性。为了降低水灰比，增加混凝

7、土密实度，掺人减水剂，从而减少水的用量等。2.3混凝土自然养护保持浇筑完成的混凝土表面湿润，在其表面覆盖草带等能防止其表面水份快速蒸发，保持混凝上处于潮湿状态下养护，同时能保证混凝土表面内外温度梯度太大，引起温度应力。保湿养护根据混凝土绝热温升计算，确定中心最高温度，按温控技术措施，确定养护材料及覆盖厚度和养护时间。5经过一段时期的保温养护，减少混凝土表面热扩散，减少内外温度，延缓散热时间，控制降