浅析水利工程混凝土裂缝的成因及预防

1、浅析水利工程混凝土裂缝的成因及预防 浅析水利工程混凝土裂缝的成因及预防 【摘 要】混凝土的裂缝是一件普遍存在而又难于解决的问题。裂缝是水工混凝土建筑物病害最普遍、最常见的表现形式之一。几乎所有混凝土建筑物都无一例外地存在裂缝。裂缝产生的原因很多，有的混凝土裂缝是由于混凝土内在原因，如混凝土在内部应力和外部荷载作用下，加上温差变化等因素而形成；有的是因为设计或施工使用时出现问题，导致水泥混凝难免发生各种类型的裂缝。 【关键词】混凝土；裂缝；预防 由于混凝土本身为透水介质，因而在水利工程中发生渗漏的情况是不可防止的。裂缝的存在加速了混凝土的老化， 并加剧钢筋的锈蚀， 降低了混凝土结构物的刚度和整体

2、性；严重的裂缝还会产生大量的漏水， 并引起其它病害的发生、开展。如渗漏溶蚀、环境水侵蚀、冻融破坏的扩展及混凝土碳化等。这些病害与裂缝形 成了恶性循环，这种现象不仅会降低水工建筑物的抗渗能力，而且会引起钢筋的锈蚀，影响水工建筑物的承载能力，危及水工建筑物结构的稳定性，缩短了结构物的寿命，使水工建筑物的平安运行受到严重威胁。 1.水利施工中混凝土裂缝如何产生 在许多的重力坝、水闸、渡槽、涵洞水利工程中，由于混凝土的施工和本身变形、约束等一系列因素，均可能会产生大量的裂缝。裂缝产生的原因很多，有的由变形引起、有的是荷载作用引起的、还有的是养护环境不当和化学作用等因素引起。 1.1材料因素 因混凝土材

3、料方面原因造成的裂缝可能占15%左右。建筑材料的质量直接关系到混凝土的质量，对进场的建筑材料一定要把好关。混凝土原材料中含碱性离子比重大， 碱性离子与某些活性骨料产生化学反响并吸收周围环境中的水分而体积增大，造成水工混凝土原材料不合格、配合比及其均匀性欠佳，从而容易造成混凝土收缩的增大，导致裂缝的产生可能性增大。 1.2技术和环境方面的因素 施工不标准：由施工因素造成的混凝土早期裂缝可能占80%左右。如水工混凝土浇筑后， 未能及时压实抹光、洒水养护 ，暴露的混凝土外表因风吹日晒迅速蒸发变干体积缩小变形， 而内部仍旧是塑性体， 导致裂缝产生；混凝土脱模时间控制不当，特别是在炎热的夏天或大风天气中

4、，在还没有到达抗裂能力要求时，提 前拆摸，故而导致混凝土外表的游离水分蒸发过快，容易使混凝土产生急剧的体积收缩，导致浅状龟裂或网裂等现象。 混凝土碳化或酸性介质的侵入引起内部钢筋的锈蚀， 导致混凝土体积膨胀； 混凝土浇筑后，由于水泥水化热使内部温度升高，而温度又不能及时排出。于是产生了温度应力，使结构内部受压，外部受拉。结果由内外温度差引起的拉应力超过混凝土早期抗拉强度时，混凝土就产生了裂缝。 2.混凝土裂缝的修补处理 裂缝会影响结构物的耐久性，并且有些裂缝在使用荷载或外界物理、化学因素的作用下，不断扩展，不但影响混凝土外表的美观、减小钢筋的混凝土保护层厚度、还容易引发混凝土面层剥落、使得钢筋

5、的锈蚀加速、混凝土的抗冻性及耐久性降低、更严重的甚至发生垮塌事故。裂缝修补应严格控制施工质量才能到达预期的修补效果。分析裂缝的成因，探讨防治措施，对水利工程建筑物的应用有着极其重要的意义。 2.1材料的改善处理 混凝土配合比设计不当会直接影响混凝土的抗拉强度，是造成其开裂不可无视的原因。所以根据结构的要求选择适宜的混凝土强度等级及水泥品种、等级和级配优良的砂、石原材料，含泥量应符合标准要求。并且混凝土干缩程度主要与混凝土的水灰比、水泥的成分和质量、水泥的用量、集料的性质和用量、外加剂的用量等因素有关。所以应该尽量选用低热或中热降低泥矿渣水泥、粉煤灰水泥等。密实度是混凝土强度的主要指标，而水灰比

6、是影响密实度的主要因素。为提高混凝土的抗冻性，需要从降低水灰比入手。目前有效的方法是可以用高效减水剂， 不仅增大了水泥浆的流动性，同时也减少混凝土的拌和用水，降低了水灰比。 还可以采用新材料，20世纪 80 年代以来美国合成一种纤维丝 ，叫合成纤维混凝土。合成纤维混凝土是在混凝土中参加由聚丙烯制成的合成材料纤维丝，能增强混凝土的韧性和早期抗拉强度，减少外表裂纹和开裂宽度，提高了混凝土的抗冻能力，现已被广泛使用。 2.2技术精度的提高 在水利施工中混凝土裂缝的防治工作尤为重要，主要表达在对新浇混凝土的早期养护工作。水工技术管理人员要不断加强自身的学习和提高，充分认识裂缝产生的危害，加强对混凝土结

7、构组成、各种材料对混凝土性能的影响、新工艺新过程的学习了解， 及时做好混凝土“三护 工作，一是在高温季节，混凝土浇筑完毕后宜遮盖外表，并及时洒水养护；二在低温季节，浇筑完毕的外露混凝土外表应及时保温；三对于有抗渗要求的水工混凝土，假设裂缝宽度过大，应及时修补。严格控制混凝土施工质量加强施工管理，确保混凝土均匀密实。对引气混凝土，应采用机械搅拌方式；冬季施工可以采用加热水拌和方法提高混凝土拌和物的入模温度，但为了确保建筑的良好强度，水温不宜超过60 80。 在另一方面，技术人员应该降低混凝土的人仓温度。改善混凝土的搅拌工艺，在传统的“三冷技术上，采用二次风冷，降低混凝土浇筑温度。在建筑地基时对松

8、软、填土地基的地方，在上部结构施工前应进行必要的夯，还有防止混凝土浇筑过程中地基被水浸泡。混凝土模板撤除时间不能太早，且应注意拆模的先后顺序实和加固。地基必须要求受力均匀，保证模板有足够的强度和刚度，且支撑牢固。 还有在浇筑混凝土时，应注意防止混凝的分层离析， 浇筑时要连续进行；竖向结构混凝土前， 底部应先填以 50mm100mm 厚与混凝土成分相同的水泥砂浆， 防止出现蜂窝、麻面等。 2.3环境引起的裂缝修补 主要是受温度的影响多。由于混凝土易受外部条件的影响，外表水分损失的多，变形那么较大。而其内部湿度变化小，变形那么较小。所以可以采取以下措施：减少水泥用量；降低水灰比；改善骨科级配，掺加

9、粉煤灰或高效减少水剂等来减少水泥用量；改善混凝土拌和物的流动性、保水性，使得水化热化得到下降等，还可以增加混凝土的和易性，在外表形成微膜，减少因温度高而大量的水分蒸发，从而减少枯燥收缩。 在大体积混凝土内部设置冷却管道，通过冷水或冷冷却，减小混凝土的内部温差；合理安排施工工序，分层、分块浇筑，以利于散热，减小约束；加强混凝土温度的监控，及时采取冷却保护措施。 3.结语 随着我国社会经济水平的不断提高，水利水电工程建设在规模上、数量上都到达了建国以来的最高水平。而且，建筑的稳固不仅紧系国家的利益和开展，也关系着人民群众的人身财产平安。因此，保证混凝土的工程质量，既是国家的要求，也关乎人民的利益。它既是一个技术问题，也是一个管理问题