探析水利工程施工中的砼裂缝控制技术

发表时间:2020/7/6   来源:《城镇建设》2020年第9期   作者:唐海涛
[导读] 本文针对水利工程施工中砼裂缝问题的成因展开论述,并提出了相关的裂缝控制技术。
        摘要:对于水利工程来说,混凝土是最主要的结构材料,但因其本身的特性原因,受温度或其他因素影响很容易出现裂缝现象,使得工程质量难以达到预期的标准。本文针对水利工程施工中砼裂缝问题的成因展开论述,并提出了相关的裂缝控制技术。
关键词:裂缝成因;施工裂缝;控制技术
1 水利工程混凝土裂缝的成因
1.1 混凝土的水化热
        浇注施工完成后,混凝土水泥遇水就会起作用,放出大量的热量,使混凝土温度骤然升高,内应力也随之升高,表面的拉应力也随之变化,如果张力超过一定的间隔,就会出现裂纹问题[1]。
1.2 混凝土的收缩
        混凝土浇筑完成后,当出现空气凝结时,混凝土会有一定程度的减少。在实际的收缩过程中,必须保证不受外力的影响或裂纹速度的增加。
1.3 外界气温变化的影响
        混凝土在凝结期间对于外部环境有着严格要求,特别是温度,温度条件是导致混凝土结构产生裂缝的主要诱因。在混凝土浇筑完毕后,如果对混凝土没有进行合理的养护和温度的调控如覆膜浇水等,都可能引发裂缝问题。混凝土结构裂缝问题源于其成分的物理性质,混凝土结构的热胀冷缩现象非常明显,如果在凝结期间混凝土内部和外部温度差值过大,则会因热胀冷缩效应而改变其内部应力,提高构件的拉应力,应力达到一定区间时便会形成结构裂缝。
1.4 施工材料
        对于水利工程来说,材料的选择和使用是非常重要的,材料的性能、标准和质量将直接影响到实体混凝土的质量。但是,在建设的背景下,为了有效控制工程造价,一些生产企业选择了一些效果低、价格低的混凝土原材料,忽视了用科学的材料设计控制裂缝的必要性。低收缩率和高收缩率是施工过程中常用的原材料之一,不能满足固体混凝土裂缝控制的要求等,会导致实心混凝土产生不同的裂缝。
2 水利工程施工中混凝土裂缝的控制方法
2.1 材料控制
2.1.1水泥材料的选择
        在选择水泥材料时,工作人员应结合实际情况,了解材料特性,根据设计要求选择符合标准的原材料。原材料必须具有较好的耐热性和强度,以承受变形。因此,混凝土应选用低水热的水泥材料,如中热硅酸盐水泥或低热矿渣等。此外,固体混凝土对材料性能的内外要求和对内部材料的要求是不同的,因此在选择原材料时应充分考虑实际要求。
2.1.2骨料的选择
        水利工程材料中砂石主要起到了骨架支撑的效果,而砂石也不会与水泥等材料出现反应,能够减少水化热,进而规避混凝土裂缝问题。而骨料的选择需要控制好颗粒大小,将结构孔隙率控制到最低,还需要确保砂石的光洁性,不能有杂质,才能充分与水泥材料进行接触,提高结构的稳定性。若砂石粒径较大,那么可以适当降低水泥材料的配比或水的加入量,通过这种方式来控制拌和过程中的热量,但砂石的粒径也需要控制好,避免粒径过大对拌和操作带来的不便。通常情况下砂石原料可以选择粒径为的碎石,也可以选择粒径为的石子。砂子的粗细也需要进行合理控制,若过粗则会降低混凝土和易性并引发泌水问题,而太细则会引发混凝土结构干缩。
2.2 混凝土浇筑过程的质量控制
(1)降低模具中的水泥温度。避免在炎热天气下浇注实心混凝土。

也可以在温度较低的地下拌制混凝土,适当加冰以降低混凝土温度。
(2)加强振捣,充分处理混凝土表面。在初凝阶段,成品混凝土必须灌满2~3遍,否则混凝土会因泌水作用而产生气孔,严重影响混凝土的抓地力,使混凝土产生或多或少的微裂缝,适当增加抹面数量可以提高混凝土的密实度有效地提高了混凝土的抗裂性能。
(3)在实体混凝土的情况下,可以正确地采用连铸或分步浇筑的方法,采用这些方法进行混凝土浇筑的目的是为了保证顶部和底部混凝土能够更好、有效地结合起来,以缓解冷混凝土组件的出现。
(4)充分保护表面不受隔热影响。由于水化热的存在,水泥会释放出大量的热量,使混凝土内外温差增大。如果混凝土冷却得很硬,就会加快裂缝的速度。因此,混凝土拆模过程一旦完成,在低温季节结冰,应立即采取合理的表面保护措施,防止混凝土表面温差下降过大。
2.3 塑性收缩裂缝的预防
        若想避免塑性收缩裂缝的形成,便需要对材料进行严格控制,一般情况下干缩性较低,且强度较高的硅酸盐水泥较为适合。在具体的施工过程中,需要控制好水灰比,设计好水泥的配比,或在拌和过程中加入适当的缩水剂来减少水分,能够起到提高混凝土结构强度的效果。同时,在浇筑阶段也需要控制好混凝土的湿度,避免混凝土提前凝结或浇筑时干裂的问题。而为了避免混凝土水分的过度蒸发而引起的收缩裂缝,在混凝土浇筑完毕后还需要利用浇水的方式增加其湿度,或在表面喷洒养护剂,提高混凝土的湿度,并控制结构内外温差,避免塑性收缩裂缝的生成。
2.4 温差裂缝的控制
        对于水利工程混凝土施工来说,温度的变化是不可避免的,因此有必要根据外部的实际环境来确定施工方法,因为混凝土内部的热量会引起温差,直接导致裂缝的产生。在夏季施工时,由于夏季气温较高,水分蒸发较多,要重视降温,在混凝土浇筑过程中,有效控制整个浇筑过程的温度。高温天气下,在混凝土浇筑过程中,可以在混凝土中加入冰水等元素,有效降低混凝土自身温度,尽量避免混凝土内外温差。    
2.5 加强混凝土的养护工作 
        在保水的情况下,要密切监视混凝土施工过程,检查和控制混凝土原材料的质量,以便在随后的混凝土施工维护中做好工作。混凝土裂缝,在此基础上,必须结合水利建设的实际情况,制定科学有效的养护计划。养护方法通常有以下几种:结构拆除后或灌溉,可使养护工作更加适时。在浇筑初期,保证混凝土在后期使用时具有最大的承载能力和硬度。氧化是腐蚀的主要原因,以避免水利工程中钢筋的整体腐蚀效应,正确增加混凝土表面厚度,防止氧化;还可以在混凝土表面使用防锈蚀材料,或碱骨料等材料,以此来降低结构裂缝的问题。碱骨料在应用过程中由于其本身具有一定的化学特性,所以还需要对其化学特征进行分析,并根据分析结果来调整水泥材料的选择以及拌和配比,从而避免碱骨料对水泥结构的影响,保证混凝土结构的密实程度,降低裂缝率。
结束语
        针对水利工程来说,混凝土裂缝问题是最为常见,也是影响较为严重的质量问题,因此需要在工程的开展阶段通过裂缝控制技术来进一步规避裂缝问题的产生,特别是在材料的选择以及温度的控制上,做好施工重点环节的监控力度,为水利工程的稳定运作提供保障。
参考文献:
[1]吕秀敏, 孙丽波. 水利工程施工中控制混凝土裂缝的技术研究[J]. 黑龙江科学, 2019, 10(18).
[2]吴仕文. 水利施工中的混凝土裂缝控制探究[J]. 建材与装饰, 2019(19).
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