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【摘 要】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避免的。本文根据水利工程建设的特点和质量控制的重要性,以此为基础分析了对水利工程的质量进行有效的控制的方式和措施。
【关键词】水利工程;混凝土;裂缝渗透;成因;预防;质量控制
一、水利工程质量的重要性
在水利工程建设中,工程质量始终是水利工程建设的关键,任何一个环节,任何一个部位出现问题,都会给整体工程带来严重的后果,直接影响到水利工程的使用效益,甚至造成巨大的经济损失。因此,可以肯定的说,质量管理是确保水利工程质量的生命。
工程质量的优劣,直接影响工程建设的速度。劣质工程不仅增加了维修和改造的费用、缩短工程的使用寿命,还会给社会带来极坏的影响。反之,优良的工程质量能给各方带来丰厚的经济效益和社会效益,建设项目也能早日投入运营,早日见效。由此可见,质量是水利工程建设中的重中之重,不能因为追求进度,而轻视质量,更不能因为追求效益而放弃质量管理。只有深刻认识质量管理的重要性,我们的工作才能做好。
二、混凝土渗透裂缝类型
混凝土是由膠凝材料、水和粗、细骨料按适当比例配合、拌制成拌合物,经一定时间硬化而成的人造石材,是一种非均质脆性材料。由于混凝土施工和本身变形、约束等一系列问题,硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙,气穴和微裂缝,所以建筑结构产生裂缝是很普遍的现象。
按位置不同,裂缝可分为表层裂缝、深层裂缝和贯穿裂缝。按其开度变化可分为死缝、活缝、增长缝。按其产生原因可分为沉陷缝、干缩缝、温度缝、应力缝和施工缝。
三、裂缝成缝原因及预防措施
1.温度变化引起的裂缝
裂缝的成因:由于混凝土在硬化过程中,水泥和水起化学反应,产生大量的水化热引起混凝土的温度上升,如果热量不能很快散失,内部和外部温差过大,就将产生温度应力,使结构内部受压,外部受拉。混凝土在硬化初期,只有很低的抗拉强度,如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,混凝土就要产生裂缝。
防止这类裂缝产生的措施:减少水泥用量,将水泥用量尽量控制在450kg/m以下;降低水灰比,一般混凝土的水灰比控制在0.60以下;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;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;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;合理安排施工工序,分层、分块浇筑,以利于散热,减小约束;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;加强混凝土温度的监控,及时采取冷却保护措施;加强混凝土养护,适当延长养护时间,保证混凝土表现缓慢冷却。
2.混凝土收缩引起的裂缝
混凝土在空气中结硬时,体积要缩小,产生收变形,当受到约束时,就可能导致裂缝的产生;在筋率较高的构件中,由于钢筋对周围混凝土的约束作用强,混凝土的收缩也会受到钢筋的限制而产生拉应力,引构件局部裂缝;新老混凝土界面容易产生收缩裂缝。
防止这类裂缝产生的措施:在裂缝产生的部位,用水泥砂浆,环氧树脂对裂缝部位表面进行粘补、涂抹和嵌补等。改善水泥土性能,降低水灰比,减少水泥用量;配筋率宜过高,设置构造钢筋收缩裂缝健分布均匀,避免发生集的大裂缝;加强混凝土的时期养护,并适应当延长混凝保温覆盖时间,并涂刷养护剂养护。
3.混凝土塑性坍落引起的裂缝
裂缝的成因:混凝土塑性坍落发生在混凝土浇筑后的头几个时内,这时混凝土还处于塑性状态,如果混凝土出现渗水现象,在重力作用下混合料中的固体颗粒有向下沉移而水向浮动的倾向。这种移动当受到钢筋骨架或者模板约束时,上部就容易形成沿钢筋长度方向的裂缝。
防止这类裂缝产生的措施: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;施工时混凝既不能漏振也不能过振,避免混凝土泌水现象的发生,防模板沉陷;如果发生这类裂缝,可在混凝土终凝以前重抹面压光,使裂缝闭合。
4.碱-骨科化学反应引起的裂缝
裂缝的成因:碱-骨科反应是指混凝土孔隙中水的碱性溶液与活性骨科化学反应,生成硅酸凝胶,碱硅胶温水后可产生膨胀,使混凝土胀裂,开时在混凝土表面形成不规则的细小裂缝,然后由表及里地展,裂缝中充满了白色深沉。
防止这类裂缝产生的措施:碱-骨科化反应对结构件的耐久性影响极大,为了控制碱-骨科的化反应速度应选择优质骨科和低含碱量水泥,并提高混凝土密实度和采用较低的水灰比。
四、混凝土裂缝的处理材料和技术
1.水泥基渗透结晶型防水材料
水泥基渗透结晶防水材料是水泥、硅砂和多种特殊的活性化学物质组成的灰色粉末状无机材料。这种材料的作用机理是特有的活性化学物质利用水泥混凝上本身固有的化学特性和多孔性,以水为载体,借助于渗透作用,在混凝上微孔及毛细管中传输,再次发生水化作用,形成不溶性的结晶并与混凝上结合成为整体。
2.新型灌浆材料
利用环氧树脂和聚氨酯在一定条件下制备出可以形成同步互穿聚合物网络结构的新型化学灌浆材料。该材料综合厂环氧树脂浆材和聚氨酯浆材的性能优点,浆材黏度低,凝结时间可调、强度高。
3.混凝土裂缝注浆技术
现常用的一种“壁可”注浆技术,则是通过橡胶管的弹性收缩压力自动完成注浆,缓慢均匀地灌浆压力可将缝隙中的空气压人混凝土毛细管中,并通过混凝上的自然呼吸作用排出,有效地避免了气阻现象,从而保证了灌浆质量。
4.钢板及碳纤维补强加固新技术
碳纤维补强加固技术是利用高强度或高弹性模量的连续碳纤维,单向排列成束,用坏氧树脂浸渍形成碳纤维增强复合材料片材,将片材用专用环氧树脂胶黏贴在结构外表面受拉或有裂缝部位,固化后与原结构形成一整体,碳纤维即可与原结构共同受力。
结束语
在现实的建筑中,只要仔细观察不难发现,普遍的钢筋混凝土结构又一般都是带裂缝受力工作的,随着裂缝的发展变化,结构构件的耐久性和适用性会不同程度的降低,严重的甚至会导致结构构件超过正常使用极限状态而破坏。所以,研究裂缝的形态,分析裂缝产生的原因和裂缝对结构功能的影响并加以控制是一个十分重要的课题。
参考文献
[1]谢梅良.水利工程混凝土渗漏的原因分析和防治措施[M].北京电力高等专科学校学报.2010,10.
[2]李树国,孙喜龙.水工混凝土裂缝的成因及预防措施[J].水利工程,2010,8.
[3]韩考城,陈土胜.大体积现浇混凝土的裂缝控制技术[M].湖南城建高等专科学校学报,2001,9.
【关键词】水利工程;混凝土;裂缝渗透;成因;预防;质量控制
一、水利工程质量的重要性
在水利工程建设中,工程质量始终是水利工程建设的关键,任何一个环节,任何一个部位出现问题,都会给整体工程带来严重的后果,直接影响到水利工程的使用效益,甚至造成巨大的经济损失。因此,可以肯定的说,质量管理是确保水利工程质量的生命。
工程质量的优劣,直接影响工程建设的速度。劣质工程不仅增加了维修和改造的费用、缩短工程的使用寿命,还会给社会带来极坏的影响。反之,优良的工程质量能给各方带来丰厚的经济效益和社会效益,建设项目也能早日投入运营,早日见效。由此可见,质量是水利工程建设中的重中之重,不能因为追求进度,而轻视质量,更不能因为追求效益而放弃质量管理。只有深刻认识质量管理的重要性,我们的工作才能做好。
二、混凝土渗透裂缝类型
混凝土是由膠凝材料、水和粗、细骨料按适当比例配合、拌制成拌合物,经一定时间硬化而成的人造石材,是一种非均质脆性材料。由于混凝土施工和本身变形、约束等一系列问题,硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙,气穴和微裂缝,所以建筑结构产生裂缝是很普遍的现象。
按位置不同,裂缝可分为表层裂缝、深层裂缝和贯穿裂缝。按其开度变化可分为死缝、活缝、增长缝。按其产生原因可分为沉陷缝、干缩缝、温度缝、应力缝和施工缝。
三、裂缝成缝原因及预防措施
1.温度变化引起的裂缝
裂缝的成因:由于混凝土在硬化过程中,水泥和水起化学反应,产生大量的水化热引起混凝土的温度上升,如果热量不能很快散失,内部和外部温差过大,就将产生温度应力,使结构内部受压,外部受拉。混凝土在硬化初期,只有很低的抗拉强度,如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,混凝土就要产生裂缝。
防止这类裂缝产生的措施:减少水泥用量,将水泥用量尽量控制在450kg/m以下;降低水灰比,一般混凝土的水灰比控制在0.60以下;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;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;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;合理安排施工工序,分层、分块浇筑,以利于散热,减小约束;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;加强混凝土温度的监控,及时采取冷却保护措施;加强混凝土养护,适当延长养护时间,保证混凝土表现缓慢冷却。
2.混凝土收缩引起的裂缝
混凝土在空气中结硬时,体积要缩小,产生收变形,当受到约束时,就可能导致裂缝的产生;在筋率较高的构件中,由于钢筋对周围混凝土的约束作用强,混凝土的收缩也会受到钢筋的限制而产生拉应力,引构件局部裂缝;新老混凝土界面容易产生收缩裂缝。
防止这类裂缝产生的措施:在裂缝产生的部位,用水泥砂浆,环氧树脂对裂缝部位表面进行粘补、涂抹和嵌补等。改善水泥土性能,降低水灰比,减少水泥用量;配筋率宜过高,设置构造钢筋收缩裂缝健分布均匀,避免发生集的大裂缝;加强混凝土的时期养护,并适应当延长混凝保温覆盖时间,并涂刷养护剂养护。
3.混凝土塑性坍落引起的裂缝
裂缝的成因:混凝土塑性坍落发生在混凝土浇筑后的头几个时内,这时混凝土还处于塑性状态,如果混凝土出现渗水现象,在重力作用下混合料中的固体颗粒有向下沉移而水向浮动的倾向。这种移动当受到钢筋骨架或者模板约束时,上部就容易形成沿钢筋长度方向的裂缝。
防止这类裂缝产生的措施: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;施工时混凝既不能漏振也不能过振,避免混凝土泌水现象的发生,防模板沉陷;如果发生这类裂缝,可在混凝土终凝以前重抹面压光,使裂缝闭合。
4.碱-骨科化学反应引起的裂缝
裂缝的成因:碱-骨科反应是指混凝土孔隙中水的碱性溶液与活性骨科化学反应,生成硅酸凝胶,碱硅胶温水后可产生膨胀,使混凝土胀裂,开时在混凝土表面形成不规则的细小裂缝,然后由表及里地展,裂缝中充满了白色深沉。
防止这类裂缝产生的措施:碱-骨科化反应对结构件的耐久性影响极大,为了控制碱-骨科的化反应速度应选择优质骨科和低含碱量水泥,并提高混凝土密实度和采用较低的水灰比。
四、混凝土裂缝的处理材料和技术
1.水泥基渗透结晶型防水材料
水泥基渗透结晶防水材料是水泥、硅砂和多种特殊的活性化学物质组成的灰色粉末状无机材料。这种材料的作用机理是特有的活性化学物质利用水泥混凝上本身固有的化学特性和多孔性,以水为载体,借助于渗透作用,在混凝上微孔及毛细管中传输,再次发生水化作用,形成不溶性的结晶并与混凝上结合成为整体。
2.新型灌浆材料
利用环氧树脂和聚氨酯在一定条件下制备出可以形成同步互穿聚合物网络结构的新型化学灌浆材料。该材料综合厂环氧树脂浆材和聚氨酯浆材的性能优点,浆材黏度低,凝结时间可调、强度高。
3.混凝土裂缝注浆技术
现常用的一种“壁可”注浆技术,则是通过橡胶管的弹性收缩压力自动完成注浆,缓慢均匀地灌浆压力可将缝隙中的空气压人混凝土毛细管中,并通过混凝上的自然呼吸作用排出,有效地避免了气阻现象,从而保证了灌浆质量。
4.钢板及碳纤维补强加固新技术
碳纤维补强加固技术是利用高强度或高弹性模量的连续碳纤维,单向排列成束,用坏氧树脂浸渍形成碳纤维增强复合材料片材,将片材用专用环氧树脂胶黏贴在结构外表面受拉或有裂缝部位,固化后与原结构形成一整体,碳纤维即可与原结构共同受力。
结束语
在现实的建筑中,只要仔细观察不难发现,普遍的钢筋混凝土结构又一般都是带裂缝受力工作的,随着裂缝的发展变化,结构构件的耐久性和适用性会不同程度的降低,严重的甚至会导致结构构件超过正常使用极限状态而破坏。所以,研究裂缝的形态,分析裂缝产生的原因和裂缝对结构功能的影响并加以控制是一个十分重要的课题。
参考文献
[1]谢梅良.水利工程混凝土渗漏的原因分析和防治措施[M].北京电力高等专科学校学报.2010,10.
[2]李树国,孙喜龙.水工混凝土裂缝的成因及预防措施[J].水利工程,2010,8.
[3]韩考城,陈土胜.大体积现浇混凝土的裂缝控制技术[M].湖南城建高等专科学校学报,2001,9.