水利工程混凝土裂缝产生的原因及防治措施

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水利工程混凝土裂缝产生的原因及防治措施

摘要:水利工程是一项重要的民生工程,人们生产、生活和工作的开展都与水利工程息息相关。在水利工程建设中,一旦其中任何一个环节出现问题,都将影响整个工程项目的建设质量。混凝土裂缝作为水利工程施工环节的常见质量问题,为尽可能避免裂缝问题的出现,就需要明确导致裂缝产生的原因,以此来制定针对性的防控措施。鉴于此,本文立足于混凝土裂缝带来的危害,围绕问题成因以及防治策略展开如下探讨。

关键词:水利工程;混凝土;裂缝;原因;防治措施

1.混凝土裂缝带来的危害

一旦在水利工程结构中出现裂缝,在很大程度上都会引起渗漏问题,致使水渗入到混凝土结构内部,导致裂缝进一步扩大,严重威胁整个水利工程的安全性。如果混凝土结构表面出现裂缝,就会使空气中的二氧化碳渗入其中,当二氧化碳和水化物发生反应后,最终将形成碳酸钙。由于水利工程处在潮湿的环境中,因此,在这种环境下产生碳化作用的几率更高,最终将会影响整个混凝土结构的质量。无论是从当前还是长远角度来看,混凝土结构裂缝都将对水利工程结构稳定性和强度造成不良影响,不利于水利项目的发展运营[1]。对此,应该加强日常巡检工作,以便能够及时发现问题,解决问题,同时,还需要做好裂缝问题的防范工作,以便能够尽可能减少这类问题的出现。

2.混凝土裂缝的类型

2.1塑性收缩裂缝

混凝土结构的塑性变形会聚集裂缝,主要是因为在结束混凝土浇筑工作之后,没有对其进行科学养护,导致混凝土结构中的水分快速蒸发,最终使混凝土体积缩小。或者选用了收缩率较大的水泥,又或者水泥使用量超出了标准要求,这些都会使混凝土结构出现塑性收缩。

2.2沉降裂缝

这类裂缝问题的出现,主要是因为结构地基压实不达标、没有进行相应的加固处理或者回填不当而引起了地基不均匀沉降问题。从外观上来看,沉降裂缝主要表现为深进或者贯穿型,通常和地面呈垂直状态。基础的沉降裂缝对结构的承载力影响较大,对此,必须通过对裂缝进行评估,结合评估结果制定针对性的处理方案。

2.3温度裂缝

温度裂缝的出现是由于混凝土浇筑环节产生了大量的水化热,由于混凝土的体积比较大,使得内外部散热不均匀,导致内外部热膨胀和收缩程度不同,对此,就会在混凝土表层产生一定的拉应力,最终引发温度裂缝。即便温度裂缝比较常见,但是,如果不进行科学应对,将不利于后续施工作业的有序开展。

2.4施工裂缝

施工不当是导致施工裂缝产生的主要原因,主要是因为施工过程中用到的一部分水泥构件浇筑工作是在其他地方完成的,这样一来,在运输环节就有可能因震荡而导致结构自身出现裂缝。所以,必须加强对制造、脱模以及运输环节的质量控制工作[2]。

3.造成工程建筑中裂缝的因素

3.1温度因素

在混凝土结构施工中,自然环境温度是影响施工质量的重要指标,如果施工环境温差较大,就会使混凝土结构内外部水的蒸发速率不同,这样一来,混凝土结构在凝固后,外部环境将会对混凝土结构产生拉应力,导致裂缝出现。随着温度环境的升高,混凝土结构出现裂缝的几率也将随着增大。

3.2材料因素 水泥材料的选用,为了能够进一步提升混凝土结构质量,通常会用到矿渣硅酸盐水泥,以此来降低混凝土结构中出现裂缝的几率。除了要严格管控材料的选择外,对于混凝土的配置,要考虑到用水量、骨料以及砂率的占比,一旦用水量占比过高,将会影响混凝土结构的凝结,最终导致裂缝问题出现。

3.3地质因素

如果在地质偏软的区域建设水利工程项目,就会增加沉降几率。主要是因为地质较软的区域地下水的含量丰富,这样一来就容易导致混凝土结构出现裂缝。而且丰富的地下水含量还会对严重侵蚀混凝土结构的内部钢筋,进而严重影响结构性能[3]。

3.4人员与技术因素

水利工程项目施工是在人的主导下进行的,因此,施工环节受因为因素的影响较大,如果没有对相关人员进行专业的培训,在制作水泥的过程中就容易出现各类问题,导致混凝土结构大规模龟裂以及硬度不够。再加上如果施工人员没有做好混凝土结构的养护工作,将会大大降低混凝土结构的抗压能力,最终严重阻碍整个项目的顺利开展。

4.混凝土裂缝防治措施

4.1科学选择原材料

对于因原材料质量问题引起的混凝土裂缝,需要从以下方面进行防控:(1)在选择砂子的时候,需要有限选用等级较高且连续级配的人工砂,并且要将材料自身的含泥量控制在3%以内。在此基础之上,做好材料碱活性的检验工作,根据试验结果判断材料的可行性。(2)外加剂的选择,需要结合当地的平均温度、降雨量以及昼夜温差等各项指标做到科学选用,常见的有抗冻外加剂以及复合外加剂等。(3)水泥的选择,主要以普通硅酸盐水泥为主,同时,还需要结合水利工程的实际情况,必要的时候搭配使用矿渣水泥以及火山灰水泥,尽可能减少裂缝的出现[4]。(4)粉煤灰能够用来替换部分水泥,根据水利工程的特点,需要选用以及粉煤灰,而且对于粉煤灰的拌合,需要控制粉煤灰的添加量在40%以内,以便能够使混凝土的和易性达标。

4.2控制混凝土的拌和过程

如果混凝土裂缝问题来源于碱骨料,就需要控制这类反应,具体而言,在配置混凝土的时候,应该用到低含碱量水泥和优质骨料,并且要严格管控水灰比。同时,还应该通过进行科学试验确定原料的配合比。对于混凝土的拌合,要注意以下内容:(1)拌和顺序。混凝土的拌合要使用后掺法拌合添加剂,在拌合其他原料的时候,也应该严格按照拌合比例进行添加,并且要控制单词添加量的误差在1%以内。(2)在将原材料添加至搅拌机中后,首先需要进行1~2min的干拌,而且在拌合均匀后要在其中加入水和外加剂,再继续拌合2min,在此基础之上检验混凝土的坍落度,确保其达标后才能够向施工现场运输,以免混凝土提前凝结。

4.3混凝土浇筑过程的控制

为确保混凝土的浇筑质量,就需要从以下方面进行严格管控:(1)严格控制浇筑顺序以及浇筑速度。水利工程作为一项大型的工程项目,其中用到的大体积混凝土结构较多,由于混凝土结构体积较大,进而增加了出现裂缝问题的几率,对此,必须严格管控浇筑过程,严格遵循从中间向两端,从上到下的浇筑原则,确保浇筑作业的均匀性。(2)在适宜的温度环境下进行浇筑作业,并且严格按照实际浇筑情况进行振捣,值得注意的是,为了能够提升浇筑质量,单次振捣时间不能超出30s[5]。

4.4采用合理的养护方法

在结束混凝土结构振捣工作后,需要做好混凝土结构表面的保温养护处理,在此过程中,要想实现对温度的有效管控,可用的方法有水冷法以及保温材料覆盖法等,以此来减少裂缝的产生。因混凝土结构具有很强的流动性,所以,其在早期出现干燥收缩裂缝、塑性收缩裂缝以及温度裂缝的几率较大,对此,需要使用覆盖塑料薄膜或者草袋的方式来减少因温度引起的水分流失问题,适宜的潮湿条件能够避免混凝土结构表面裂缝的出现。 结语

总而言之,混凝土裂缝作为水利工程中的常见质量问题,这类问题的类型以及导致裂缝出现的原因比较多,对此,必须从多个层面进行监管,预防裂缝问题的出现。对于已经存在的裂缝,需要在明确裂缝出现原因的基础上,采取针对性的措施,尽可能降低裂缝问题带来的不利影响,最大限度保障整个水利工程处于高效运营的状态。

参考文献:

[1]宋伟.水利工程水泥混凝土裂缝产生原因分析及防治[J].科技创新与应用,2016,(31):227.

[2]袁龙波.水利施工中混凝土裂缝产生的原因及防治[J].黑龙江科技信息,2016,(05):216.

[3]陈化军.水利工程混凝土裂缝产生原因及防治措施[J].中国新技术新产品,2015,(16):127.

[4]谢建强.混凝土裂缝在水利工程中产生的原因及防治[J].中国新技术新产品,2015,(15):129.

[5]李富仁.论水利工程中混凝土裂缝产生的原因及其防治[J].广东科技,2014,23(20):104+89.

作者简介:

薛娜,1976.8.22,女,汉族,陕西兴平人,大专。主要研究方向:水利水电工程。