渠道衬砌砼填缝裂缝的成因和防治

2013-01-28党泽川

中国科技信息 2013年19期

党泽川

宁夏回族自治区固海扬水管理处

在地质及土壤质地条件差的地段新建及改造渠道，若没有很好的防渗止漏措施，将直接威胁渠道的安全运行。因此，对渠道进行砼板衬砌，不仅能提高渠道的渠系水利用系数，还对渠道的安全运行起着至关重要的作用。因此，在混凝土施工中，裂缝问题应引起人们足够的重视，在渠道施工中，混凝土裂缝直接影响渠道的抗渗性和耐久性，关系到渠道的安全运行。本文重点分析其产生的原因，找出防止裂缝的措施。

1 沉陷（塑性）收缩裂缝

1.1 产生的原因

这种裂缝一般中部较宽,两端较窄，经常出现在混凝土板的边缝处。这种裂缝产生的原因主要是混凝土的流动性不足（混凝土板吸水太快造成边沿混凝土很快失去流动性）、混凝土板边沿凸凹不平限制了混凝土的均匀下沉或使混凝土不均匀，在凝结硬化前没有沉实或沉实度不够，混凝土发生沉陷收缩裂缝。同时也由于重力作用，粗细骨料以及水泥颗粒比重大，产生沉降；水分比重小，上浮到混凝土表面，产生泌水，混凝土因泌水在粗骨料的下部形成了空隙和水分。混凝土的泌水也是造成塑性收缩的直接原因。裂缝一般在混凝土浇筑后1～3小时出现，裂缝深度可达到混凝土板的底部。

1.2 防治措施

①对混凝土板在填缝前应进行充分的洒水养护，防止在填缝时混凝土板边缘过快的失水而收缩；② 在满足浇筑的情况下，应尽量减小混凝土的塌落度；③在混凝土运输和浇筑过程中都应缓慢进行，不能过急，防止混凝土出现离析现象，影响混凝土的粘聚性；④在混凝土填缝时应尽可能地把混凝土板缝填饱满，且振捣密实，用灰抹子抹平，并在压实后10～30min内(在混凝土尚未凝结之前表面水基本收干前后)，再次用水抹子进行表面拍打液化混凝土，并压实抹光。以提高砼的粘结力和抗拉强度，并减少内部裂缝与气孔，提高抗裂性。

2 干燥收缩裂缝

2.1 产生的原因

干燥收缩裂缝的主要原因是混凝土凝结硬化过程中较长时间内的水分蒸发引起的。混凝土被认为是一种人造的沉积岩，各种颗粒在水的作用下形成一层水膜，水分挥发使固体颗粒进一步靠近，毛细管进一步变细，增大了水分从混凝土内层提升到表面的能力，混凝土的水分在泌水和毛细管的双重作用下，使体积收缩，产生裂缝；又由于渠道中的环境温度高，风速大而且干燥，混凝土表面的水分蒸发速率大于内层毛细管提升水的速率和泌水的速度，混凝土表面水分得不到补充，表面产生很大的温度梯度，而此时混凝土内部中心对外层约束，表现约束的结果，使外部混凝土受拉应力，内部混凝土受压应力，造成混凝土表面层的体积收缩大，此时的混凝土还未产生足够的强度，收缩变形产生的拉应力大于混凝土的抗拉强度，混凝土就开裂。

2.2 影响因素

①原材料的因素：水泥中的各种矿物成分对干缩影响不一；混凝土中的含泥量和粒径对混凝土的收缩有较大的影响，同样，石子中的含泥量对混凝土的收缩也极为不利；混凝土中的粗骨料是抵抗收缩的主要材料，在条件相同的情况下，混凝土的干缩随着砂率的增大而增大，砂率降低增加粗骨料用量对控制混凝土裂缝有显著效果。

②混凝土的配合比：混凝土的干燥收缩受用水量的影响最大，在水泥用量一定的条件下，混凝土的干燥收缩和用水量成正比，随着用水量增加而增大。

③外加剂：在混凝土中加入8%～15%的UEA膨胀剂，加入膨胀剂后，可使混凝土在水化反应过程中生成大量的结晶水化物——钙矾石(3CaOAI2O3·3CaSO4·52H2O)，使混凝土中的大孔减少，总的空隙率降低，而受约束的膨胀刚好能补偿混凝土的收缩，因而增强混凝土的密实度，提高混凝土的强度，增强混凝土的抗渗性。要使膨胀剂充分发挥作用，必须在充分养护的基础上才能达到。在渠道中如果不用草袋覆盖洒水养护或浇水养护不及时，加入膨胀剂后混凝土还会出现较大的收缩，尤其是渠道中温度高、风大的情况下，更应注意养护，如果混凝土中的膨胀剂得不到充分的水分，根本达不到应有的膨胀效果，同样会出现裂缝。因此，覆盖洒水养护对补偿混凝土来说也是非常重要的。

④环境因素：试验证明，在气候干燥或大风季节，混凝土浇筑不覆盖会立即干裂，因此，在填缝完成的砼表面洒水覆盖对防止混凝土的干裂也十分重要。