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[摘 要]混凝土已经成为现代与人们 生活密不可分的建筑材料 。但混凝土裂缝却成为水利工程中常见的工程病害,轻者使裂缝使水工混凝土建筑物产生渗水 、降低耐久性和对混凝土内部的钢筋材料产生腐蚀,降低钢筋混凝土结构 的承载力、使用价值等 。严重的将,危及建筑物的整体性和稳定性,直接威胁到人民的生命 、财产安全。因此对混凝土裂缝的控制已成为水利工程建设引起高度重视的问题之一。
[关键词]水利工程;混凝土;裂缝控制
中图分类号:TU831 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)45-0201-01
一、水利工程建设中混凝土裂缝产生的影响因素分析
按裂缝产生的原因划分有:由外荷载(包括施工和使用阶段的静荷载、动荷载)引起的裂缝 ;由变形(包括温度、湿度变形、不均匀沉降等)引起的裂缝;由施工操作(如制作、脱模、养护、堆放 、运输 、吊装等)引起的裂缝。按裂缝的方向、形状划分有:水平裂缝,垂直裂缝,横向裂缝,纵向裂缝,斜向裂缝以及放射状裂缝等。按裂缝深度划分有:贯穿裂缝、深层裂缝及表面裂缝三种。
水工建筑物产生裂缝因素有以下几种:
第一,大体积混凝土水化时产生的大量水化热得不到散发,导致混凝土内外温差较大,使混凝土的形变超过极限引起裂缝。第二,混凝土在硬化的过程中,由于于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。第三,在厚度较大的构件中,由于混凝土的塑性塌落引起的裂缝。第四,当有约束时,混凝土热胀冷缩所产生的体积胀缩,因为受约束力的限制,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。第五,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,体积增大三倍,从而使混凝土胀裂产生裂缝。第六,在炎热 的大风 天气,混凝土表 面蒸发较 过快,造成混凝土内部水化热过高,在混凝土浇筑 数小时仍处于塑性状态,易产生塑性收缩裂缝。第七,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 。第八,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。第九,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。
二、水利工程建设中混凝土裂缝的防止措施分析
第一,设计单位应该提出混凝土施工温度控制的具体要求和混凝土养护的基本要求,控制外加剂的品种和掺量,确保混凝土收缩与膨胀相抵消;按《规范》要求设置必要的变形缝 。第二,混凝土配合比设计时,在保证混凝土具有良好工作性的情况下,应尽可能的降低混凝土 的单位用水 量,采用“三低(低砂率、低坍落度、低水胶 比)二掺(掺高效减水剂和高性能引气剂)一高(高粉煤灰掺量)”的设计准则,生产出“高强、高韧性、中弹、低热和高极拉值 ”的抗裂混凝土 。施工时要严格控制混凝土配合比,计量要准确,坍落度抽检工作要加强,不能流于形式。第三,混凝土振捣要密实,拆模后要挂草帘或铺草浇水养护保湿 。新浇筑的混凝土就象刚刚出生的婴儿,需要体贴关心和爱护。混凝土的养护不仅对 防止 早期表面裂缝显得重要,它对混凝土后期强度的发展、混凝土的进一步成熟和耐久性等也同样重要,在过去许多工程的施工和管理中对养护的重要性没有充分的认识 。第四,施 工过程中应经常观察模板的位移和 混凝土浇捣的密实情况,不能漏振,过振,且在第一次振捣后要进 行第二次振捣 。第五,配置大体积混凝土宜使用低水化热水泥,如硅酸盐水泥或普通硅酸 水泥、矿 渣水泥,此外可掺加 膨涨剂 、适量 的粉煤灰等,掺粉煤灰是一项既能减少 由温度应力而使大坝开裂 的危险,又能提高混凝 土某些性 能的经济有效 的措 施;同时要采用塑料薄膜和草袋覆 盖,以确保混凝 土内外温 差小于 25。。根据构造要求情况配置必要的钢筋起到限裂的作用。
三、水工混凝土工程的常见缺陷修补
(一)开槽法修补裂缝
采用环氧树脂:1O,聚硫橡胶:3,水泥 :12.5,砂 :28。首先用人工将晒干筛后的砂 、水泥按 比例配好搅拌均匀后,将环氧树脂聚硫橡胶也按配比拌匀 。然后掺入 已拌好 的砂 、水泥当中,再用人工继续搅拌。最后用少量的丙酮将 已拌好的砂浆稀释到适中稠度 (约0.4斤丙酮就可以了)。及 时将已拌好的改性环氧树脂砂浆用橡胶桶装到已凿好洗净吹干后 的混凝土凿槽内进行嵌入 。从砂浆开始拌和到嵌入混凝土缝内,一组砂浆的整个施工过程需要 30arin左右完成 。嵌入后的砂浆养护即砂浆嵌入缝槽内处理好后两小时以内及时用毛毡 、麻袋将聚硫橡胶改性环氧树脂砂浆进行覆盖,待完全初凝后,开始用水养护 。
(二)低压注浆法修补裂缝
低压注浆法适用于宽度为 0.2 ——0.3mm的混凝土裂缝修补。修补工序如下:裂缝清理、试漏、配制注浆液、压力注浆、二次注浆、清理表面。当裂缝数量较多时,先要在裂缝位置上贴医用 白胶布,再用窄毛刷沾浆沿裂缝来回涂刷封缝,使裂缝封闭,大约 10min后,揭去胶布条,露出小缝,粘贴注浆嘴用键包严。固化后周边可能有裂口,必须反复用浆补上,以避 免注浆漏 浆。注浆操作一般在粘嘴的第二天进行,若气温高的话,半天就 可注 浆。操作时先用补缝器吸取注浆 液,插 入注浆嘴,用手推 动补缝器活塞,使浆 液通过注浆 嘴压入裂缝,当相邻 的嘴中流 出浆液时,就 可拔 出补缝器,堵上铝铆钉。一般 由上往 下注 浆,水平缝 一般从一端到另一端逐个注浆 。为了保证浆液充满,在注浆后约半小时可 以对每个注浆嘴再次补浆 。
(三)表面覆盖法修补裂缝
这是一种在微细裂缝 (一般宽度小于 0.2mm) 的表面上涂膜,以达到修补 混凝土微细裂缝的目的。分涂覆裂缝部分及全部涂覆两种方法,这种方法的缺点是修补工作无法深入到裂缝内部,对延伸裂缝难以追踪其变化 。表面覆盖法所用材料视修补目的及建筑物所处环境不同而异,通常采用弹性涂膜防水材料,聚合物水泥膏 、聚合 物薄膜等。施工时,首先用钢丝刷子将混凝土表面打毛,清除表面附着物,用水冲洗干净后充分干燥,然后用树脂充填混凝土表面的气孑L,再用修补材料涂覆表面 。除以上三种常用混凝土 裂缝 修补法外,还有结构加固法 、混凝土置换 法、电化学防护法 、仿生自愈合法等修补方法,要根据工程具体情况选用合适的混凝土裂缝修补方法
结语
水利施工过程中混凝土裂缝是一种较为常见的现象,为了防止混凝土裂 缝的产生 ,建筑工人在施工过程中 ,应严格遵 守混凝土施工技术,避免在混凝土裂缝,提高水水利建设的质量 。
参考文献
[1]黄敏,高翔.广州珠江黄埔大桥锚碇基础顶板大体积混凝土施工裂缝控制[J].桥梁建设,2007,S1:109-112.
[关键词]水利工程;混凝土;裂缝控制
中图分类号:TU831 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)45-0201-01
一、水利工程建设中混凝土裂缝产生的影响因素分析
按裂缝产生的原因划分有:由外荷载(包括施工和使用阶段的静荷载、动荷载)引起的裂缝 ;由变形(包括温度、湿度变形、不均匀沉降等)引起的裂缝;由施工操作(如制作、脱模、养护、堆放 、运输 、吊装等)引起的裂缝。按裂缝的方向、形状划分有:水平裂缝,垂直裂缝,横向裂缝,纵向裂缝,斜向裂缝以及放射状裂缝等。按裂缝深度划分有:贯穿裂缝、深层裂缝及表面裂缝三种。
水工建筑物产生裂缝因素有以下几种:
第一,大体积混凝土水化时产生的大量水化热得不到散发,导致混凝土内外温差较大,使混凝土的形变超过极限引起裂缝。第二,混凝土在硬化的过程中,由于于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。第三,在厚度较大的构件中,由于混凝土的塑性塌落引起的裂缝。第四,当有约束时,混凝土热胀冷缩所产生的体积胀缩,因为受约束力的限制,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。第五,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,体积增大三倍,从而使混凝土胀裂产生裂缝。第六,在炎热 的大风 天气,混凝土表 面蒸发较 过快,造成混凝土内部水化热过高,在混凝土浇筑 数小时仍处于塑性状态,易产生塑性收缩裂缝。第七,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 。第八,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。第九,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。
二、水利工程建设中混凝土裂缝的防止措施分析
第一,设计单位应该提出混凝土施工温度控制的具体要求和混凝土养护的基本要求,控制外加剂的品种和掺量,确保混凝土收缩与膨胀相抵消;按《规范》要求设置必要的变形缝 。第二,混凝土配合比设计时,在保证混凝土具有良好工作性的情况下,应尽可能的降低混凝土 的单位用水 量,采用“三低(低砂率、低坍落度、低水胶 比)二掺(掺高效减水剂和高性能引气剂)一高(高粉煤灰掺量)”的设计准则,生产出“高强、高韧性、中弹、低热和高极拉值 ”的抗裂混凝土 。施工时要严格控制混凝土配合比,计量要准确,坍落度抽检工作要加强,不能流于形式。第三,混凝土振捣要密实,拆模后要挂草帘或铺草浇水养护保湿 。新浇筑的混凝土就象刚刚出生的婴儿,需要体贴关心和爱护。混凝土的养护不仅对 防止 早期表面裂缝显得重要,它对混凝土后期强度的发展、混凝土的进一步成熟和耐久性等也同样重要,在过去许多工程的施工和管理中对养护的重要性没有充分的认识 。第四,施 工过程中应经常观察模板的位移和 混凝土浇捣的密实情况,不能漏振,过振,且在第一次振捣后要进 行第二次振捣 。第五,配置大体积混凝土宜使用低水化热水泥,如硅酸盐水泥或普通硅酸 水泥、矿 渣水泥,此外可掺加 膨涨剂 、适量 的粉煤灰等,掺粉煤灰是一项既能减少 由温度应力而使大坝开裂 的危险,又能提高混凝 土某些性 能的经济有效 的措 施;同时要采用塑料薄膜和草袋覆 盖,以确保混凝 土内外温 差小于 25。。根据构造要求情况配置必要的钢筋起到限裂的作用。
三、水工混凝土工程的常见缺陷修补
(一)开槽法修补裂缝
采用环氧树脂:1O,聚硫橡胶:3,水泥 :12.5,砂 :28。首先用人工将晒干筛后的砂 、水泥按 比例配好搅拌均匀后,将环氧树脂聚硫橡胶也按配比拌匀 。然后掺入 已拌好 的砂 、水泥当中,再用人工继续搅拌。最后用少量的丙酮将 已拌好的砂浆稀释到适中稠度 (约0.4斤丙酮就可以了)。及 时将已拌好的改性环氧树脂砂浆用橡胶桶装到已凿好洗净吹干后 的混凝土凿槽内进行嵌入 。从砂浆开始拌和到嵌入混凝土缝内,一组砂浆的整个施工过程需要 30arin左右完成 。嵌入后的砂浆养护即砂浆嵌入缝槽内处理好后两小时以内及时用毛毡 、麻袋将聚硫橡胶改性环氧树脂砂浆进行覆盖,待完全初凝后,开始用水养护 。
(二)低压注浆法修补裂缝
低压注浆法适用于宽度为 0.2 ——0.3mm的混凝土裂缝修补。修补工序如下:裂缝清理、试漏、配制注浆液、压力注浆、二次注浆、清理表面。当裂缝数量较多时,先要在裂缝位置上贴医用 白胶布,再用窄毛刷沾浆沿裂缝来回涂刷封缝,使裂缝封闭,大约 10min后,揭去胶布条,露出小缝,粘贴注浆嘴用键包严。固化后周边可能有裂口,必须反复用浆补上,以避 免注浆漏 浆。注浆操作一般在粘嘴的第二天进行,若气温高的话,半天就 可注 浆。操作时先用补缝器吸取注浆 液,插 入注浆嘴,用手推 动补缝器活塞,使浆 液通过注浆 嘴压入裂缝,当相邻 的嘴中流 出浆液时,就 可拔 出补缝器,堵上铝铆钉。一般 由上往 下注 浆,水平缝 一般从一端到另一端逐个注浆 。为了保证浆液充满,在注浆后约半小时可 以对每个注浆嘴再次补浆 。
(三)表面覆盖法修补裂缝
这是一种在微细裂缝 (一般宽度小于 0.2mm) 的表面上涂膜,以达到修补 混凝土微细裂缝的目的。分涂覆裂缝部分及全部涂覆两种方法,这种方法的缺点是修补工作无法深入到裂缝内部,对延伸裂缝难以追踪其变化 。表面覆盖法所用材料视修补目的及建筑物所处环境不同而异,通常采用弹性涂膜防水材料,聚合物水泥膏 、聚合 物薄膜等。施工时,首先用钢丝刷子将混凝土表面打毛,清除表面附着物,用水冲洗干净后充分干燥,然后用树脂充填混凝土表面的气孑L,再用修补材料涂覆表面 。除以上三种常用混凝土 裂缝 修补法外,还有结构加固法 、混凝土置换 法、电化学防护法 、仿生自愈合法等修补方法,要根据工程具体情况选用合适的混凝土裂缝修补方法
结语
水利施工过程中混凝土裂缝是一种较为常见的现象,为了防止混凝土裂 缝的产生 ,建筑工人在施工过程中 ,应严格遵 守混凝土施工技术,避免在混凝土裂缝,提高水水利建设的质量 。
参考文献
[1]黄敏,高翔.广州珠江黄埔大桥锚碇基础顶板大体积混凝土施工裂缝控制[J].桥梁建设,2007,S1:109-112.