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浅析渠道混凝土裂缝原因及控制措施赵垄 1 5 7 【 混 凝 土 施工 】 浅析渠道混凝土裂缝原 因及控制措施 赵茎 ( 新疆水利厅头屯 河流域 管理处 ， 新疆 昌吉 8 3 1 1 0 0 ) 摘要 文章分析渠道混凝土的温度场及温度应力的分布， 采取相应措施控制其裂缝的出现， 对提高渠道工程的可 靠性和耐久性具有重要意义。 关键词 渠道混凝土； 裂缝； 原因； 控制措施 中图分类号： T V 3 3 1 文章标识码： B 文章编号： 1 0 0 9 0 0 8 8 ( 2 0 1 1 ) O 4 0 1 5 7一 O 1 1 概 述 渠道混凝土 的裂缝控制问题是施工中常见 的技术 问题。 混凝土工程伴随着气候变化、 施工工序不到位等因素常会出现 不 同程度 的裂缝 ； 新疆头 屯河 西岸 干渠渠道工程总长为 1 5 k m， 大小建筑物 4座 ， 在混凝土浇筑时如果不采 取相应 的措施进 行 控制或控制措施不严 ， 则很容 易出现不 同程度的裂缝。 常见 的渠道 混凝 土裂 缝常 常时 由于内外 温差大 而产生 温 度 应力 ， 导致其表面裂缝 ， 如南岸 干渠渠道 现浇 混凝 土底 板 施 工时， 较常出现的就是 由于温差原因形成的裂缝 ； 所 以 ， 分析 渠 道混凝土 的裂缝产生 的原 因 ， 对 控制其 裂缝 的出现 ， 提 高工程 的可靠性和耐久性具有重要意义 。 2 渠道 混凝 土裂缝 产 生原 因分析 渠道混凝土裂缝按产生的原因可分为两类： 结构型裂 缝 ， 是 由外荷载引起 的 ， 包 括常规结 构计 算中 的主要应 力 以及 其他结构次应力造成的受力裂缝。材料型裂缝， 由非受力变 形变化引起的， 例如温度 、 湿度、 收缩、 膨胀、 不均匀沉降等因素 所引起 ， 在施工 中比较常 见 ， 这 种裂 缝的形成 是一个 渐进 的过 程， 与环境的变化 ， 约束的状态息息相关。 2 1 硬化前裂缝 下沉收缩缝 ， 在混凝土浇筑后的 1 2 h内， 当混凝土的未 凝固期间沿钢筋的走向在混凝土表面产生的裂缝， 这是由于混 凝土浇筑后收缩下沉 引起 ， 在钢筋的上方与其周 围的收缩差 而 发生的裂缝。这时混凝土尚未凝固， 在其表面又发现细微张 裂， 这往往是水份从混凝土表面蒸发而产生。其影响的因素很 多， 拌合物的用水量、 水泥的用量、 振捣情况、 大气温度及其它 一 些因素 ， 在夏季高温天气下尤为明显 ， 这时候就要加强浇水 养护 ， 保持湿润。 2 2 混凝土 的温 度应 力引起裂缝产 生 混凝土硬化初期 ， 水泥水化放 出较多的热量， 混凝土又是 热的不良导体， 散热较慢 ， 因此， 使混凝土内部温度较外部高， 有时可达5 0 一 7 0 ， 这将使内部混凝土的体积产生较大的膨 胀， 而外部混凝土却随气温降低而收缩。混凝土内部的最高温 度大约发生在浇筑后的 35 d ， 因为， 混凝土内部和表面的散 热条件不同， 所以， 混凝土中心温度高， 形成温度梯级， 造成温 度变形和温度应力， 内部膨胀和外部收缩互相制约， 在外表混 凝土中将产生很大拉应力导致混凝土出现裂缝。这种裂缝的 特点是裂缝出现在混凝土浇筑后的3 5 d ， 初期出现的裂缝很 细， 随着时间的发展而继续扩大， 甚至达到贯穿的情况。如何 降低施工时期的温度应力， 降低混凝土由于水化热开裂， 以及 体积 变化引起的开裂 ， 是渠道混凝土施工技术 的关 键。 2 3 收缩裂缝 混凝土的收缩分为自身收缩 ， 即水泥水化作用引起的体积 收缩 与外界湿度无 关 ； 塑性收缩 ， 即在初 凝过 程 中发生化 学 的 收缩； 碳化收缩， 即二氧化碳与水泥水化物发生化学反应引起 的收缩、 干缩； 湿度收缩， 即混凝土中多余水分蒸发， 随着温度 降低体积减少而发生的收缩， 其收缩量占整个收缩量的绝大部 分。收缩使混凝土的体积变小 ， 在其内部也会产生 内应力 ， 当 这种 应力超过了混凝土的抗 拉强度时 ， 也会 引起混 凝土裂缝 。 2 4不均匀沉降 如果 结构物 的基础 不牢 固， 发生 了不均 匀沉降 ， 导致 结构 变形， 也会在其内部引起拉应力而造成混凝土结构开裂。这种 情况在 日常工作 中也会时有发生 。 2 5 化学反应也会 引起混凝土 开裂 例如， 碱骨料反应将引起混凝土体积膨胀而产生裂缝。氯 离 子的浸蚀引起钢筋锈蚀也会造成混凝土开裂 。 3 渠道混凝土裂缝的控制措施 3 1 严格控 制原材料 质量 必须控制好原材料 的质量 ， 特别是 砂石 的质量对混 凝土的 抗拉强度及收缩变形影响很大。为提高混凝土的抗拉强度而 采用级配良好的骨料 ， 并限制砂石中的含泥量。水泥不同， 混 凝土干燥收缩也不同， 按收缩值排序为： 矿渣水泥 普通硅酸 盐水泥 粉煤灰水泥 ， 所以， 应尽可能选用水化热低、 强度等级 高的水泥如 4 2 5的矿渣水泥等。在保证混凝土设计要求的前 提下， 尽可能降低单位水泥用量。在混凝土中掺入了一定数量 的粉煤灰， 这是由于粉煤灰具有一定活性， 不但可代替部分水 泥， 而且 ， 因其含有大量微小的球状颗粒， 能改善混凝土的后期 强度 。 3 2温度控制措施 渠道混凝土的温度控制措施 ， 贯穿于混凝土浇捣前、 浇捣 中及浇捣后 3个不同的阶段 ， 每个阶段都有其不同的侧重点， 可以从原材料的选择、 配合比设计、 施工方案设计、 养护措施以 1 5 8 内 蒙 古 水 利 2 0 1 1年第 4期( 总第 1 3 4期) 【 混凝 土施 工 】 洛西干渠现浇衬砌混凝土面板 出现纵 向裂缝原 因浅析 王丽， 雷增伟 ( 渭南市洛惠渠管理局， 陕西 渭南 7 1 5 1 0 0 ) 摘要】 文章根据洛惠渠灌区洛西干渠新衬砌渠道混凝土面板出现纵向裂缝的问题， 结合工程施工分析了出现裂缝 的原 因， 并提 出防止裂缝产 生的控制措施 ， 对于类似渠道混凝 土衬砌 减轻 裂缝 出现具有一定的指导作 用。 关键词 渠道混凝土衬砌； 纵向裂缝； 原因； 措施 中图分类号： T V 5 1 2 文章标识码 ： B 文章编号 ： 1 0 0 9 0 0 8 8 ( 2 0 1 1 ) 0 4 0 1 5 8 0 2 0引言 洛 惠渠洛西干渠扩建改造工程共分两个标段 ， 分别 由陕西 航天建筑公司和渭南水建公司承建 ， 开工于 2 0 0 0年 1 1月初， 2 0 0 1 年 l 1 月底基本完成， 新衬砌渠道 9 6 k m。由于2 0 0 1 年 9 、 1 O月份秋雨连绵， 其中7 0 的衬砌工程量主要在2 0 0 1 年 1 1月 份低温季节完成。由于工期紧、 工程量大， 施工队中采用多种 施工工艺， 有横向滑模法、 纵 向滑模法、 整体模架浇筑法 ， 还有 先浇底后打帮的散体模架法。2 0 0 1年 1 2月9日冬灌放水运行 后 ， 新衬砌混凝土面板 出现纵 向裂缝 ， 裂缝 长度 占新 衬砌长度 的 3 0 以上 ， 裂 缝 出现 在 阴坡 ， 裂 缝部 位在 弧顶 以上约 8 O一 1 2 0 c m范围内较多， 发生裂缝较多的渠段主要在 7+ 7 0 01 O ； t 址 + 5 0 0 、 1 3+ 2 5 01 3+6 0 0 、 1 5+5 5 01 6+3 5 0之 间 ， 裂 缝所处 渠道施工期当时温度纪录为最高气温 1 6 C， 最低气温 一 7 ， 昼 夜温差较大， 为此， 建设各方对这一问题高度重视 ， 多次聘请有 关专家、 技术人员现场查看， 分析原因， 寻找对策。现对有关情 况作以简单分析， 以对今后的类似渠道混凝土衬砌减轻裂缝出 现起到一定的指导作用。 l 施工过程的质量控制 1 1 整修土模 渠道设计高程确定后， 用土模架开始修整土模。由于新设 计渠道流量大 ， 断面需扩宽 2 0 3 0 e m， 阴坡 均以削到原状土 ， 且 经人工夯实 ， 经环刀法抽样检测土壤干容重达 1 6 t m 以上。 及工程状况等多方面综合考虑。常用有以下几种方法 ： ( 1 ) 合理设计混凝土配合比， 降低水泥用量， 优先选用低热 水泥， 掺加矿渣、 粉煤灰等水泥替代物， 减少总的水化热。 ( 2 ) 采用缓凝剂延迟水化进程 ， 降低温度高峰值。 ( 3 ) 通过骨料预冷， 冰代替部分拌和水、 运输防晒等措施降 低混凝土入模温度。 ( 4 ) 混凝土浇筑后， 通过有效的保温养护来提高表层温度、 减小内表温差并控制降温速率 ， 典型如表面蓄热养护法。 3 3 保 湿保 温养护措施 对渠道混凝土加强保温养护 ， 是减少温度裂缝的最有效措 施。做好养护工作， 采用蓄水方式进行， 并在混凝土表面覆盖 一 层塑料布， 一层麻袋片， 同时 ， 根据温差情况及时对混凝土表 面覆盖厚度进行增减。混凝土内外温差及混凝土表面与大气 温差均不得超过 2 5 。当发现内外温差达T= 2 5 C 时应即刻 增加覆盖， 当T降至 2 0 q C 以下时， 可拆除部分覆盖， 以加速降 温 ， 如此反复， 应注意速率不大于2 E d 。 3 4 合理组织施工措施 在施工过程中精心安排混凝土施工时间， 在高温季节施工 时 。 混 凝土 浇筑 时 间尽量 安排 在 l 6时 至次 日上午 l O时前 进 行， 以减少混凝土温度回升。新旧混凝土浇筑间隔时间为57 d ， 相邻浇筑坝块高差控制在 8 m以内。在加强混凝土质量控 制的同时， 应积极推广新技术、 新材料与新工艺的应用， 以减少 混凝土 的开裂 。 4结语 在西岸干渠施工过程中， 渠道混凝土裂缝开始出现时应为 表面裂缝 ， 由于裂缝出现后长期暴露， 在降温过程中裂缝会逐 步向纵深发展。同时， 其他一些因素如干缩、 冻胀 ， 进一步加剧 了裂缝的发展， 使表面裂缝逐渐发展成贯穿裂缝。所以在今后 的混凝土施工过程当中应该多注意以下几点： ( 1 ) 浇筑渠道混凝土， 科学合理的选择原材料是保证降低。 混凝土水化热的根本， 而混凝土配合比设计水平的高低是保证 混凝土水化热降低的保障。 ( 2 ) 做好浇筑前的混凝土最高温度预测和对覆盖材料厚度 的计算对混凝土浇筑后的养护工作十分重要， 不可低估o ( 编校 ： 杨亚军) 收稿 日期 ： 2 0 1 l 一 0 5- 2 1 作者简介： 赵茔， 从事流域管理工作。