淺析水利工程混凝土裂縫產(chǎn)生原因及對策

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1、淺析水利工程混凝土裂縫產(chǎn)生原因及對策【摘要】本文對水利工程中混凝土工程中常見的一些裂縫問題進(jìn)行了探討分析，并針對具體情況提出了一些預(yù)防措施?！娟P(guān)鍵詞】混泥土裂縫；水泥水化熱；預(yù)防措施混凝土裂縫產(chǎn)生的原因很多，有變形引起的裂縫：如溫度變化、收縮、膨脹、不均勻沉陷等原因引起的裂縫；有外載作用引起的裂縫；有養(yǎng)護(hù)環(huán)境不當(dāng)和化學(xué)作用引起的裂縫等等。在實(shí)際工程中要區(qū)別對待，根據(jù)實(shí)際情況解決問題。混凝土建筑和構(gòu)件通常都是帶縫工作的，由于裂縫的存在和發(fā)展通常會(huì)使內(nèi)部的鋼筋等材料產(chǎn)生腐蝕，降低鋼筋混凝土材料的承載能力、耐久

2、性及抗?jié)B能力，影響建筑物的外觀、使用壽命，嚴(yán)重者將會(huì)威脅到人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全。很多工程的失事都是由于裂縫的不穩(wěn)定發(fā)展所致。近代科學(xué)研究和大量的混凝土工程實(shí)踐證明，在混凝土工程中裂縫問題是不可避免的，在一定的范圍內(nèi)也是可以接受的，只是要采取有效的措施將其危害程度控制在一定的范圍之內(nèi)。鋼筋混凝土規(guī)范也明確規(guī)定：有些結(jié)構(gòu)在所處的不同條件下，允許存在一定寬度的裂縫。但在施工中應(yīng)盡量采取有效措施控制裂縫產(chǎn)生，使結(jié)構(gòu)盡可能不出現(xiàn)裂縫或盡量減少裂縫的數(shù)量和寬度，尤其要盡量避免有害裂縫的出現(xiàn)，從而確保工程質(zhì)量。1、水利

3、工程中混凝土裂縫產(chǎn)生的原因混凝土是一種由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均質(zhì)脆性材料。由于混凝土施工和本身變形、約束等一系列問題，硬化成型的混凝土中存在著眾多的微孔隙、氣穴和微裂縫，正是由于這些初始缺陷的存在才使混凝土呈現(xiàn)出一些非均質(zhì)的特性。微裂縫通常是一種無害裂縫，對混凝土的承重、防滲及其他一些使用功能不產(chǎn)生危害。但是在混凝土受到荷載、溫差等作用之后，微裂縫就會(huì)不斷的擴(kuò)展和連通，最終形成我們?nèi)庋劭梢姷暮暧^裂縫，也就是混凝土工程中常說的裂縫。1.1水化熱大，體積變化大由于混凝土體積大，水泥水

4、化產(chǎn)生的熱量不易散發(fā)，引起體積變化大。由于體積變化，受到約束，因此產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，約束有兩種：1.1.1外部約束。混凝土澆筑在巖石上或老混凝土上，其體積變化受外部巖石或老混凝土約束，初期因水泥急劇水化升溫，體積膨脹，處于受壓狀態(tài)，但混凝土彈性模量低，產(chǎn)生壓應(yīng)力很??；后期水泥水化熱減小，散熱量大于水化熱量，溫度降低，體積收縮，受巖石或老混凝土約束，由受壓狀態(tài)變?yōu)槭芾瓲顟B(tài)，產(chǎn)生拉應(yīng)力，而導(dǎo)致裂縫。1.1.2內(nèi)部約束。由于內(nèi)部水泥水化熱不易散發(fā)，而表面的容易散發(fā)，使表面溫度低于內(nèi)部。相對來講，內(nèi)部體積膨脹受表面約束

5、處于受壓狀態(tài)，表面則體積收縮受內(nèi)部約束，產(chǎn)生拉應(yīng)力，從而導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生。1.2混凝土抗拉能力低混凝土是脆性材料，抗壓能力高，抗拉能力低?？估瓘?qiáng)度約為抗壓強(qiáng)度的0.1倍；極限拉伸也很小，通常不足1×10-4。因此，水利工程中混凝土溫度變形受約束時(shí)產(chǎn)生的拉應(yīng)力很容易超過極限抗拉強(qiáng)度，而產(chǎn)生裂縫。本文將針對上述原因提出防裂措施。2、水利工程中混凝土裂縫的預(yù)防措施2.1減小溫度變形2.1.1優(yōu)化設(shè)計(jì)配合比，控制水泥水化熱（1）水泥的選擇。由于礦物成分及摻加混合材料數(shù)量不同，水泥水化熱差異較大。鋁酸三鈣、硅酸三鈣含量

6、高的，水化熱也高；因此，為了降低水化熱，減小體積變形，水利工程中混凝土一般不宜使用水化熱高的硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥，應(yīng)使用中熱硅酸鹽水泥和低熱礦渣水泥，如有條件，可適當(dāng)摻加活性混合材料（例如粉煤灰）以降低水化熱。例如安峰山水庫除險(xiǎn)加固工程采用沂州水泥廠水泥，摻I級粉煤灰，使水泥在進(jìn)樓前溫度不超過60℃，減小了溫度變形。（2）盡量節(jié)約水泥用量。水泥水化產(chǎn)生的熱量是水利工程中混凝土溫度變化而導(dǎo)致體積變化的主要根源，比干濕、化學(xué)變化引起的體積變化要大得多，因此應(yīng)盡量降低水泥用量。在滿足工程需要的情況下，盡量

7、降低設(shè)計(jì)強(qiáng)度，以減小水泥用量。利用水利工程工期較長，充分利用混凝土后期增長的強(qiáng)度，采用較長的設(shè)計(jì)齡期。水利工程的施工時(shí)間較長，有的長達(dá)幾年，因此可采用較長齡期，所以常規(guī)齡期28d的設(shè)計(jì)強(qiáng)度就可降低，從而減少水泥用量。精心設(shè)計(jì)、調(diào)整混凝土的骨料粒徑和級配，最大粒徑越大，骨料的空隙率和比表面積越小，混凝土的水泥漿及水泥用量就越小。（3）外加劑優(yōu)選?；炷镣饧觿┮寻l(fā)展為混凝土不可缺少的一部分，夏季施工時(shí)，使用具有一定緩凝和能大幅度降低混凝土單位用水量的緩凝高效減水劑，能大量減少混凝土的總發(fā)熱量降低混凝土的水化溫

8、升。例如安峰山水庫除險(xiǎn)加固工程采用高效減水劑，降低混凝土溫度，減小溫度變形。3.1.2拌和制冷，控制出機(jī)口溫度主要技術(shù)要求。拌和制冷的主要目的是控制混凝土出機(jī)口溫度，出機(jī)口溫度按施工季節(jié)、澆筑區(qū)域、結(jié)構(gòu)部位等確定。主體建筑物基礎(chǔ)約束區(qū)重要結(jié)構(gòu)部位混凝土除冬季12～2月可采用自然入倉外，其它季節(jié)一般出機(jī)口溫度不超過7℃，脫離約束區(qū)的混凝土除11～3月采用自然入倉外，其它季節(jié)拌和樓出機(jī)口溫度一般不超過14℃。拌和制冷工藝。制冷工藝