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水利工程施工控制混凝土裂缝技术研究

作者::郭永洲 | 字数:0 时间:2020-06-18 来源:

摘要:当前水利工程是我国重要的基础设施建设之一,对社会经济的稳步发展起到了重要的影响。然而,在实际的水利工程施工中,经常会出现混凝土裂缝问题,引起人们高度重视。通常裂缝的产生是由于混凝土受到一系列因素影响所致,此类裂缝的存在,直接影响了水利工程的承载能力和耐久性,尤其是防水性方面,对水利工程的安全稳定造成严重威胁。为此,本文针对水利工程施工中的混凝土裂缝问题进行分析,明确产生裂缝的原因,最后由此提出混凝土裂缝控制技术以供参考。

关键词:水利工程;混凝土裂缝;控制技术

引言

水利工程建设过程中,会应用到许多材料,混凝土就是必不可少的材料之一,混凝土对整个水利工程的质量与安全,具有非常重要的影响。所以,在水利工程施工时,应当高度重视混凝土裂缝问题。如果在水利工程中出现裂缝,将对整个工程产生重要的影响,甚至影响正常运行和降低使用期限,从而影响工程的可靠性。所以,应当重视水利工程的裂缝问题,致力于提高水利工程的稳定性,这样才能切实保障水利工程的质量。

1水利工程中混凝土产生裂缝的原因

1.1由于沉陷产生的裂缝

水利工程中通常在冬季容易出现沉陷裂纹,由于冬季温度较低,当冻土开始解冻后,就会导致混凝土内部的结构出现沉裂情况。而且这种情况产生的裂纹是比较深的,严重的甚至会出现错位的现象,由于这种情形出现的沉降裂纹较宽,对沉降量起到最为直接的影响。但是一般的情况下,只有沉陷裂纹可以导致沉降量发生变化。在水利工程中还应当注意,混凝土地基不均匀的情况,在进行回填时,由于密实程度的问题,会导致模板支撑间的距离加大,引起沉降不均匀情况,从而出现裂缝。

1.2由于温度因素产生的裂缝

混凝土很容易受到温度变化的影响,当外界温度的发生变化的时候,必将对混凝土产生一定的影响,从而影响混凝土的内部结构,导致内部结构发生变化。这种情况是由于混凝土内部和外部温差产生了热胀冷缩现象,导致内外结构发生变化,从而出现的裂缝现象。水泥容易受水的影响,当水泥加水时就会产生水化热量,如果混凝土结构内外温度差异超过二十五度,将致使混凝内外结构产生拉力,导致裂缝的产生,因此必须高度重视温度应力对混凝土的影响。根据笔者在南京市六合区山湖水库管理所工作过程中,出现的问题谈一下实际经验。由于该水库为中型水库,大坝全长1100米,在2010年完成除险加固后,迎水坡面及防浪墙压顶为混凝土材料,由于没有设计变形缝,所以在每年夏季高温时段,因温度应力导致混凝土表面分段出现热涨隆起现象,后来采取了切缝后灌填可伸缩沥青类变形,使问题得到处理。

1.3温差过大致使收缩不良产生的裂缝

在水利工程施工中,对混凝土凝固阶段应当起到应有的重视,因为这是混凝土是否符合标准的重要阶段。温差对混凝土凝固阶段有着直接的影响,如果在凝结过程中,出现过大的温差,会导致混凝土内部结构应力发生变化,从而出现裂缝。所以在混凝土凝结过程中,应当注意控制好温差,因为混凝土凝结时,会导致温度下降,从而使混凝土裂缝加大,最终对水利工程造成影响。

1.4由于异常变形导致的裂缝

水利工程施工中的异常变形情况,主要是混凝土的收缩引起的。当混凝土没有完全凝固时,直接在受到阳光直射,会导致收缩现象。如果是大面积工程施工中,应当注意水分流失的情况,如果在这个时候在空气湿度较低,会出现收缩的现象,从而产生裂缝。

2水利工程施工中混凝土的裂缝控制技术应用举措

2.1关于施工材料的质量控制

在水利工程施工中,混凝土施工会用到许多材料, 主要有水泥、砂、石子和水,还有外加剂等,这些都是混凝土施工的主要材料。如果想要最后形成混凝土,就应当将这些材料依照一定比例进行混合,所以在混合时应当注意这些材料的配比,因为这些材料配比情况会对混凝土的质量产生重要的影响。首先,是对水泥的选择。在选择水泥时,一定要注意市场上的水泥品种和种类,选择适合水利工程施工方案的水泥,一般在水利工程中,应当选择标号较高的水泥,这样比较适合在水利工程中使用,而且效果较好。其次,对于细骨料砂子选择。在进行细骨料砂子选择时,要注意杂质的含量问题,在进行砂子选择时,要选择那些含泥量较低的沙子,同时对于含有害物质的砂子,应当避免使用,从而保证混凝土的质量。再次,对于粗骨料和石子的选择。选择粗骨料时,应当选择含泥量较少的粗骨料,同时注意粒径及颗粒级配,对此类问题都要进行充分的考量,这样才能切实提高混凝土质量。对于石子的选择方面,尤其是对受力部位石子选择时,应当避免使用白云石和石灰石,因为此类石子受过煅烧,应当避免使用。同时也要注意石子的直径问题,应当选择直径在两厘米左右的石子。最后,外加剂的选择。在选择外加剂时,要严格注意外加剂的性能和质量情况,同时要注意生产厂家以及合格证的问题,这些都是选择外加剂应当注意的事项。

2.2在混凝土凝固和浇筑过程中,注意温度的控制

温度对混凝土具有重要的影响,所以在混凝土凝固和浇筑中,应当严格控制温度,从而减少裂缝的出现。首先,在水泥方面,应当选择水化热反应较小的水泥,根据施工季节修改组成混凝土的配合比例。当温度较高时,可以进行降温处理或者修改混凝土的内部结构,这样可以最大程度的避免水分挥发而引起内部结构发生变化。当温度降低时,可以有效的避免温度对混凝土造成的影响。但是温度过高,就应当在现场采用加入冰块等方式进行降温,以减少裂缝的出现。其次,在浇筑工艺上,应当根据混凝土实际情况选择适合的浇筑工艺。进行混凝土浇筑施工时,针对大体积的混凝土浇筑施工,应当采用分层分段的方式,此类方式的优点在于能够从某种程度上加速热量的散播。

2.3注意混凝土的配比和施工环节控制

在进行混凝土材料配比中,要注意结合原材料特点和水的使用量问题,同时也要注意控制砂率和水胶比。在进行混凝土配置时,可以考虑在混凝土中加入一定量的粉煤灰,这样能够保证混凝土的质量,使混凝土更加符合和易性要求,可以很大程度的改善混凝土的质量。在混凝土经过初期的凝固阶段以后,可以进行再次的液化,去除多余的水膜和粗大骨料,这样可以使混凝土结构更加稳固,减少沉陷裂缝的情况出现。如果施工中出现温度变化,可以在混凝土表面盖一层膜,可以起到保温保湿的作用,避免混凝土水分快速流失,减少出现收缩情况和温度变化而产生裂缝的概率。

2.4解决裂缝出现的技术方法

解决混凝土裂缝问题,主要有三种技术方法:第一,表面覆盖法。这是比较常用的,用特殊的薄膜和草帘直接覆盖在混凝土表面,效果非常的好,所以在当前的水利工程中使用较多这种方法主要是沿着整个裂缝结构切割成V或U型槽,运用密封材料进行填充,然后用树脂充填混凝土表面的气孔,再用修补材料涂覆表面。第二,裂缝填充法。第三,材料注入法。主要是将特殊材料渗透到裂缝中,主要有真空吸入法和灌浆法两种。灌浆法一般是用环氧树脂、水泥和甲基丙烯酸冷液对裂缝进行注浆。真空吸入法是用真空泵,将裂缝中的空气抽干,然后将加固材料加入到裂缝中。

3工程实例分析

3.1工程概况

南京市六合区山湖水库管理所,为中型水库,大坝全长1100米,在2010年完成除险加固后,迎水坡面及防浪墙压顶为混凝土材料。由于没有设计变形缝,在每年夏季高温时段,因温度应力导致混凝土表面分段出现热涨隆起现象,后来采取切缝后灌填可伸缩沥青类变形,问题得到处理。具体阐述如下:

3.2裂缝成因分析

从混凝土材料角度分析,采用的混凝土材料属于市场上常见的水泥、砂子、石子等,结合材料质量选取不同的添加剂,并且不同调配比例也将导致不同的混凝土强度。从化学角度分析,水与水泥混合后产生水化热量,导致混凝土温度变化。如果在此情况下温度急剧攀升,形成较大内外温差,将激发温度应力,从而破坏混凝土应力状态,最终形成裂缝。而这也是山湖水库大坝迎水坡面及防浪墙压顶裂缝产生的原因,再加上未设置变形缝,最终由于温度应力产生裂缝。

3.3整改方式及效果

山湖水库大坝迎水坡面及防浪墙压顶产生混凝土裂缝后,建设单位及时将这一问题反馈至设计部门,并要求设计部门提出相应的解决办法。后来采取切缝后灌填可伸缩沥青类变形材料,切缝的目的是为了解决混凝土板块热胀冷缩的特性,而使用沥青灌缝是为了解决水害,防止水从切缝渗入下层,从而避免深层次破坏问题产生。

4结束语

为了避免水利工程中出现裂缝,应当加强材料管理和温度控制,同时运用合理的施工技术,减少裂缝问题出现和对裂缝进行修复。由于水利工程,对国计民生具有重要的影响,所以确保水利工程的安全、可靠是非常重要的。

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作者:郭永洲 单位:南京市六合区水务局

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