水利工程施工中混凝土裂缝防治措施分析

2016-03-16吴昆

环球市场 2016年7期

关键词：构件水利工程裂缝

吴昆

河南省正航建设工程有限公司

水利工程施工中混凝土裂缝防治措施分析

吴昆

河南省正航建设工程有限公司

伴随水利工程建设规模的不断扩大，因工程建设使用年限的增加，将导致混凝土结构裂缝现象的大量出现。作为水利工程混凝土结构施工的重要技术，裂缝控制措施选择是否合理对建筑物使用寿命、后期质量具有极大的影响。为此，混凝土结构裂缝防治方式选择已经成为水利工程施工的主要研究课题。本文主要对水利工程混凝土裂缝产生的原因、防治措施及修补方法进行了分析与探究。

水利工程；混凝土裂缝；防治措施

随着社会经济不断进步与发展，我国水利工程项目不断增多，施工技术取得突飞猛进的发展。混凝土材料是现代建筑工程中应用最普遍的一种建筑材料，其强度大、耐久性好等优点得到建筑企业广泛使用。但是，在水利工程施工过程中，经常会出现混凝土裂缝的现象，这也使得水利工程施工质量得不到有效保障，影响了水利工程的实用性和有效性。应充分分析水利施工中混凝土裂缝问题，了解其出现裂缝的原因，并提出切实有效的防治措施，消除裂缝带来的不利影响，确保水利工程施工质量得到有效控制，满足水利工程建设标准，提高工程项目实际效果。

一、水利工程中混凝土裂缝产生的原因

1、收缩裂缝。混凝土在硬化的过程中，由于干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。混凝土微观裂缝一般肉眼看不到，它是内部固有的一种裂缝，也是不连贯的。宽度在0.05mm以下这种混凝土本身固有的微观裂缝，在荷载不超过设计规定的情况下视为无害，反之有害。在施工阶段因水泥水化热及外部气温的作用引起混凝土收缩而产生的裂缝。收缩裂缝多为规则的条状，很少交叉，常发生在结构的变截面处，往往与受力钢筋平行。这种裂缝多发生在大体积的混凝土和梁、板、柱等块体构件，危害较大，尤其是暴露在大气中的构筑物影响更大。如不加以防止，很可能会造成严重后果。

2、超载裂缝。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。即混凝土构件超载使用时，造成变形、受力不均等原因产生的裂缝，一般均发生在构件受力弯矩最大的部位，成条状，但分布不像收缩裂缝那样均匀，扩展方向也相反，一般沿受力钢筋垂直方向或斜向扩展。产生超载裂缝的原因，往往是在施工中构件上受到了不适当的施工荷载或者上部建筑物过早施工。

3、沉降裂缝。即因地基差异沉降或构件结合不良、剪应力超过设计强度而产生的一种混凝土裂缝，多见于填土地基、桩基沉降不均匀的各种基础与墙体。这种裂缝一般与地面垂直，或成300～400角方向发展，宽度因荷载大小而异，与沉降值成比例。沉降裂缝危害极大，并且很难处理。因此在设计上必须采取有效措施，在先期探测、施工和使用过程中斗要加强观测和巡视。

4、温度裂缝。如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。当有约束时，混凝土热涨冷缩所产生的体积涨缩，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。

二、水利工程混凝土裂缝有效控制的具体措施

1、混凝土配合比的优化设计。掺入粉煤灰，选择减水剂，保证泵送流动度。采集原材料进行试拌，尽可能地减少水泥用量，添加Ⅰ级粉煤灰，将水胶比控制在规范允许的范围内，粗骨料采用二级配。掺入适量的粉煤灰对改善混凝土的和易性，降低温升，减少收缩，提高抗侵蚀具有良好的作用。

2、原材料的选择。砂料细度模数控制在2.4以上，含泥量控制在1%内。碎石针片状控制在10%以内，含泥量控制在1%内，尽可能使用低水热化水泥，控制原材料的质量不使混凝土产生收缩。

3、施工过程控制。a.二次振捣法消除混凝土沉缩裂缝。对于浇筑后坍落度已经消失开始初凝的混凝土进行二次振捣，混凝土会重新液化，能较好地消除粗骨料、钢筋下面的水膜，消除沉缩收缩量。泵送混凝土特别需要二次振捣。b.二次压光消除混凝土塑性收缩裂缝。此种裂缝是混凝土表面水分散失引起的，发生在混凝土初凝至终凝期间，消除此种裂缝应使用机械抹光机进行大面积、高强度的提浆抹光，然后使用机械收光机进行大面积、高强度的收光，将极大地提高混凝土的平整度和表面强度，在混凝土终凝前再进行二次人工抹压收光。c.控制约束裂缝的措施。混凝土约束裂缝的产生是混凝土内外温差过大或收缩引起的约束拉力超过了混凝土的抗拉强度，在混凝土内外温差过大、气温骤降时，及时采取保温、保湿措施，加强测温和气温预报，做到防护及时。闸墩下部与底板同时浇筑或尽量缩短闸墩与闸底板之间浇筑的时间间隔，可有效控制闸墩裂缝发生。

4、混凝土干缩裂缝的控制措施。混凝土存在空隙产生湿胀干缩，加强振捣使之密实，清除混凝土中的泌水，加强表面的抹压收光，掺加优质粉煤灰，降低水灰比，可有效地控制混凝土湿胀干缩裂缝产生。

5、混凝土内部的温度控制。大体积混凝土内部埋设热电耦测温，掌握混凝土内部的温升变化及内部最高温度的发生时间，通过蓄热保温使混凝土内外温差控制在25℃以内。常采用两层农膜加干铺两层草袋的做法。为了防止裂缝，可以水利工程施工现场采取一下措施：改善骨料级配，用干硬性混凝土掺混合料，加引气剂或塑化剂等，减少混凝土中的水泥用量，炎热天气搅拌混凝土时加冰块或用水将碎石冷却，降低混凝土的浇筑温度；温度较高浇筑混凝土尤其是大体积混凝土时应尽量减少浇筑厚度，最好控制在500mm以内，以便于表面散热；第二层浇筑应在第一段混凝土初凝前浇筑完毕前；根据混凝土浇注面积，在混凝土上中下部设置一定数量测温管，定时测定内外温度，前4 天每2h 测一次，5～7 天每4h 测一次，8～15 天每天一次，并及时记录，确保混凝土内外温差控制在25℃以内，做到及时观察，出现温度超偏，可通过调整养护方式来降低温差；规定合理的拆模时间，以免混凝土表面发生急剧的温度梯度，加强保温养护措施，现场通常采取措施为混凝土浇注后先覆盖一层塑料薄膜，用麻袋装锯末，厚度80～100mm 进行中层覆盖，最后覆盖1～2 层100mm厚岩棉被；另外，夏季施工中对于长期暴露在外面的混凝土块进行撒水养护工作，避免因为混凝土内部水分蒸发过快在成裂缝的产生。在浇灌混凝土施工过程中，应尽量避免在大风大雨中进行。

三、水利工程构筑物已产生裂缝的修补方法

充填法：对于裂缝宽度大于0.5mm的裂缝，沿裂缝处凿成“U”形或“V”形槽，槽顶宽约10cm，在槽中充填密封材料。充填材料采用水泥砂浆、环氧砂浆、弹性环氧砂浆、聚合物水泥砂浆等。如果钢筋混凝土结构中钢筋已经锈蚀，则将混凝土凿开到能够处理已经生锈的钢筋部分，将钢筋除锈，再在槽中充填水泥砂浆或环氧树脂砂浆等材料。

注入法：注入法分压力注入法（灌浆法）与真空吸入法两种。灌浆法适应于较深较细的裂缝，而真空注入法则利用真空泵使缝内形成真空，将浆材注入缝内，该方法适应于各种表面裂缝的修补。灌浆材料有水泥浆材、普通环氧浆材、弹性聚氨酯浆材、水溶性聚氨酯浆材等。