混凝土裂缝的产生其防治在工程中的应用

摘 要：混凝土技术是建筑行业一个极其重要的技术,它是整个工程的重要保证.由于混凝土的施工和本身变形约束等一系列因素,在重力坝水闸渡槽涵洞水利工程中,均产生大量的表面裂缝和贯穿性裂缝.裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象,它在水利工程中的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力,影响建筑物的使用功能；而且,还会引起钢筋的锈蚀、混凝土的碳化、材料耐久性的降低.因此,要对混凝土裂缝进行深刻的研究,采用合理的方法进行处理,并在施工中采取各种有效的措施来预防裂缝的出现和发展,以保证建筑物和构件安全稳定地工作.本文就此提出自己的见解和同行交流.

关 键 词 ：水利工程 ； 混凝土；裂缝；防治；温度；

引言

混凝土的施工和本身变形约束等一系列因素,在重力坝水闸渡槽涵洞水利工程中,均产生大量的表面裂缝和贯穿性裂缝.裂缝的存在和发展,破坏了水工建筑物结构的整体性,影响了水工建筑物的结构受力状况与稳定,给水工建筑物结构的运行带来不确定性,而且易导致水工建筑物内部与钢筋锈蚀,降低水工建筑物结构的耐久性,甚至会引起渗透变形,危及水工建筑物的结构的稳定性.

由此可见,认真地分析裂缝的成因,探讨出科学合理的防治措施,对水利工程建筑物的应用有着极其重要的意义.

一、水利工程中混凝土裂缝的类型及其成因

1.1温度裂缝

温度裂缝主要是由温度应力产生,温度应力产生原因有以下两种情况：

1.1.1 自生应力

边界上没有任何约束或完全静止的结构,如果内部温度是非线性分布的,由于结构本身互相约束而出现的温度应力.例如,桥梁墩身结构尺寸相对较大,混凝土冷却时表面温度低,内部温度高,在表面出现拉应力,在中间出现压应力.

1.1.2 约束应力

结构的全部或部分边界受到外界的约束,不能自由变形而引起的应力这两种温度应力往往和混凝土的干缩所引起的应力共同作用.

温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中.在混凝土的施工中当温差变化较大,或者是混凝土受到寒潮的袭击等,会导致混凝士表面温度急剧下降而产生收缩.表面收缩的混凝土受内部混凝土的约束,将产生很大的拉应力而产生裂缝,这种裂缝多发生在混凝土施工中后期,通常只在混凝土表面较浅的范围内产生.此种裂缝的出现,会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低混凝土的抗冻抗疲劳及抗渗能力.

1.2 干缩裂缝

干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或混凝土浇筑完毕后的一周左右干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果：混凝土受外部条件的影响,表面水分损失过快,变形较大,内部湿度变化较小,较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束,产生较大拉应力而产生裂缝相对湿度越低,水泥浆体干缩越大,干缩裂缝越易产生大体积混凝土中平面部位多见较薄的梁板中,多沿其短向分布干缩裂缝通常会影响混凝土的抗渗性,引起钢筋的锈蚀,影响混凝土的耐久性,在水压力的作用下会产生水力劈裂影响混凝土的承载力等等混凝土干缩主要和混凝土的水灰比,水泥的成分,水泥的用量集料的性质和用量、外加剂用量等有关.

1.3沉陷裂缝

沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀,松软,或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致；或者因为模板钢度不足,模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致,特别是在冬季,模板支撑在冻土上,冻土化冻后产生不均匀沉降,致使混凝土结构产生裂缝.此类裂缝多为深进或贯穿性裂缝,其走向与沉陷情况有关,一般沿与地面垂直或呈30 40～角方向展,较大的沉陷裂缝,往往有一定的错位,裂缝宽度往往与沉降量成正比例.裂缝宽度温度变化的影响较小.地基变形稳定之后,沉陷裂缝也基本趋于稳定.

二、对水利工程中混凝土裂缝的防治

2.1对温度裂缝的防治

防止这类裂缝产生的措施是：

（1）尽量选用低热或中热降低泥矿渣水泥、粉煤灰水泥；

（2）减少水泥用量,将水泥用量尽量控制在450kg/m2以下；

（3）降低水灰比,一般混凝土的水灰比控制在0.60以下；

（4）改善骨科级配,掺加粉煤灰或高效减少水剂等来减少水泥用量,降低水化热；

（5）改善混凝土的搅拌工艺,采用“二次风冷”新工艺降低混凝土的浇筑温度；

（6）在混凝土中掺加一定量的具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂,改善混凝土拌和物的流动性、保水性,降低水热化,推迟热峰出现的时间；

（7）合理安排施工工序,分层分块浇筑,以利于散热,减小约束；

（8）在大体积混凝土内部设置冷却管道,通过冷水或冷气冷却,减小混凝土的内部温差；

（9）加强混凝土温度的监控,及时采取冷却保护措施；

（10）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,并洒水养护,适当延长养护时间,保证混凝土表现缓慢冷却,在寒冷季节,混凝土两面必须采取保温措施,以防寒潮袭击.

2.2对干缩裂缝的防治

（1）合理设置收缩缝；

（2）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；

（3）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控制好水灰比的选用,同时掺加合适的减水剂；

（4）配筋率不宜过高,设置构造钢筋收缩裂缝健分布均匀,避免发生集中的大裂缝；

（5）严格控制混凝土搅拌和施工中的配合比,混凝土的用水量绝对不能大于配合比设计所给定的用水量；

（6）加强混凝土的时期养护,并适应当延长混凝土保温覆盖时间,并涂刷养护剂养护.

2.3对沉陷裂缝的防治

（1）要仔细选择集料的配级,做好混凝土的配合比设计,特别是要控制水灰比,采用适量的减水剂；

（2）松软土填土地基在上部结构施工前应进行必要的夯实和加固；

（3）保证模板有足够的强度和剐度,且支撑牢固,并使地基受力均匀；

（4）施工时混凝土既不能漏振也不能过振,避免混凝土泌水现象的发生,防止模板沉陷

（5）模板拆除的时间不能太早,且要注意拆模的先后次序.

混凝土工程是防汛道路施工中最重要的一部分,混凝土工程完成的好坏,直接决定着整个工程的成败.我们应该在整个施工过程中一直严格监控混凝土的进展情况,及时发现并解决其中出现的问题,做好混凝土工程,从而做好整个工程.

三、结束语

综上所述：混凝土裂缝是水利工程建筑中普遍存在且难以治理的问题.水利工程中混凝土裂缝产生的原因很多,我们在分析裂缝成因的时候,要结合工程的实际情况,然后确定科学合理的防治方法及技术手段,只有这样才能对水利工程建筑物的应用起到积极的意义和作用.