水利工程大体积混凝土裂缝分析与处理措施.pdf

2 0 1 4年第 9期 黑龙江水利科技 ( 第 4 2卷)H e i l o n g j i a n g S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y o f Wa t e r C o n s e r v a n c y No 9 2 01 4 ( T o t a l N o 4 2) 文章编号 ： 1 0 0 7 7 5 9 6 ( 2 0 1 4 ) 0 9 0 2 8 9 0 2 水 利工程大体 积混凝 土裂缝分析 与处理措 施 邓志国 ( 辽宁西北供水有限责任公司， 沈阳 1 1 0 0 0 3 ) 摘要： 随着国民经济的发展和建筑工艺的提高 ， 水利工程建筑物迅速增加， 混凝土是建筑工 程中不可缺少的材料 ， 并且在水利工程中得到了充分的运用 ， 尤其大体积混凝土越来越多， 但 是混凝土在使用过程中， 由于种种原因， 难免出现相应的裂缝， 势必降低相关构件的质量 ， 严重 者会发生重大事故。所以， 如何采取有效措施防止大体积混凝土开裂， 或者减少裂缝的出现， 保证混凝土构件的正常使用， 是水利工程界普遍关注的一个问题。文章对一些常见裂缝的原 因进行了分析， 提出了大体积混凝土裂缝控制措施 ， 并对已产生的裂缝 ， 提出了相应的处理办 法， 具有一定的参考作用和借鉴意义。 关键词： 裂缝成因； 控制措施； 处理方法 ； 混凝土； 探析 中图分类号： T U 7 5 5 文献标识码 ： B 1 大体积混凝 土裂缝成 因 1 1 混凝土收缩产生裂缝 混凝土 自身收缩性是混凝 土裂缝产生的主要原 因， 混凝土浇筑完成后， 在养护过程中， 混凝土拌和 物中的水分是产生蒸发， 外部的收缩速度大于内部 的收缩速度 ， 这样混凝土里外的收缩速度不 同， 当收 缩应力 比混凝土 自身的抗拉力强时 ， 就会形成裂缝 ， 裂缝出现后 ， 混凝土内水分蒸发速度加快 ， 随着裂缝 增大 ， 也就是收缩变形加快 ， 特别是大体积混凝土结 构浇筑完成后更是如此 ， 混凝 土一 旦因为收缩产生 裂缝 ， 常常会 伴随着建 筑工 程开裂 ， 严 重者甚 至变 形 、 坍塌 。 1 2 混凝土温度差产生裂缝 混凝土是一种 由砂石、 骨料 、 水 泥、 水及其它外 加材料混合而成的非均质脆性材料， 其中在水化过 程中 ， 水泥胶凝材 料和其它材料 因为发生化学反应 而 产 生 部 分 热 量， 其 产 生 的 热 量 数 值 可 达 到 5 0 0 W g ， 但是 因为大体 积混凝土体 积较大 ， 大多数 热量的散失会 明显减慢 ， 致使混凝土拌和物产生 的 热量大部分存在 了混凝 土的内部 ， 混凝土 内部温 度 会明显增大 。因此混凝土表 面和 内部形成较大的温 差 ， 这样混凝土结构就可能 出现变形 开裂 ， 因为温度 变形产生的应力 超过混凝 土本 身的抗拉强度能 力， 就会出现温度裂缝 。 1 3 混凝土荷载产生裂缝 大体积混凝土在不同次应力和状态荷载 的影响 下 ， 极易产生直接应力裂缝和次应力裂缝 ， 随着水利 工程混凝土体积的增大 ， 构件在 受拉区 、 受剪 区域、 振动区域位置 ， 构件 容易出现明显破坏。水利 工程 的钢筋混凝 土位 于不利的环境之 中， 由于产生 裂缝 较多 ， 氯离子和 阳离子就会通过裂缝直接导致 钢筋 生锈 ， 形成 氧化铁 。膨胀 面积 加大 ， 挤压周 围混凝 土， 造成顺筋裂缝， 进一步增加锈蚀程度， 造成恶性 循环 ， 最终对水利工程的耐久性产生重大影 响。 1 4 其它因素产生裂缝 混凝土在施工过程 中， 形成裂缝 原因众多 ， 另外 还有以下几个主要因素， 混凝土施工配合比不合理， 关键是水灰比过大都会导致混凝土裂缝 的产生。另 外混凝土配合材料选择不恰当 ， 不 同的水 泥收缩性 能不同， 未充分考虑水泥的收缩性， 混凝土就可能产 生裂缝。如果在施工过程 中， 养护不 规范 ， 振捣不充 分 ， 模具拆除过早 ， 也容易产生混凝土裂缝 。 收稿 日期 2 0 1 4 0 41 8 作者简介 邓志国( 1 9 7 4一) ， 男， 辽宁辽阳人， 工程师。 - 28 9 2 0 1 4年第 9期 ( 第 4 2卷) 黑龙江水利科技 H e i l o n g j i a n g S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y o f Wa t e r C o n s e r v a n c y No 9 2 01 4 ( T o t a l N o 4 2 ) 2 大体积混凝土裂缝控制措施 2 1 优化混凝土配合 比 优化混凝土配合比， 首先骨料要选用优质骨料 ， 严格控制原材料 中砂石的质量 ， 降低水灰比， 并在混 凝土中掺入粉煤灰 和外加剂 ， 以降低混凝土 中胶凝 材料的用量 ， 减少水化热 ， 从而可以降低混凝土所受 的拉应力。 2 1 1 优化选择水泥品种 水泥品种控制的好与坏， 是混凝土裂缝产生的 直接原因， 水化热大 的水泥对大体积混凝土极 为不 利 ， 因此施工 中应选择低热或者 中热 的水泥能够适 当地遏制水泥的水化作用， 从工程最初的状态， 就降 低水泥初期 的水化放热量 ， 进而降低混凝土 内部温 度的上升 。 2 1 2 外加剂的选择控制 大体积混凝土配合 比设计 时 ， 根据水利 工程 实 际需要 ， 在混凝土中适量掺加粉煤灰 ， 能够 明显地改 善混凝土的特性 ， 并且适 当地减少水泥用量 ， 这样水 化反应会明显减小。另外 ， 还可 以掺加适量 的减水 剂 ， 增大混凝土的流动性 ， 减少水 泥用 量， 可有效控 制水泥的水化 热 ， 这种情况可 以大大地减少 大体 积 混凝土裂缝 的产生。 2 2 完善施工工艺 为了降低混凝土 内部 的温度 ， 在水利工程 大体 积混凝土施工过程中， 温度控制的好与坏 ， 对混凝 土 裂缝的产生起 到了最 直接 的作 用 ， 因此 防止混凝 土 凝 固过程中裂缝 的产生 ， 必须控制混凝土 内部 和外 部 的温度。大体积混凝土采 用分层 浇筑 ， 每层混凝 土不能过高过厚 ， 以利 于混凝 土散热。同时可以在 混凝土内部埋设冷却水管， 通过混凝土内部的冷却 水管 ， 由于冷水 的循环 ， 加大 热量散失 的速度 ， 最大 限度地带走混凝土内部的热量， 降低混凝土的温度 上升的速度。 2 3 加强施工组织管理 水利工程大体积混凝土施工过程 中， 要严格控 制施工过程中每个环节， 安排好相应工序的衔接， 防 止人为造成的施工冷缝 ， 应积极采用新技术 ， 新材料 和新工艺的应用， 从施工个个方面进行控制， 以确保 大体积混凝土的质量 。 3 大体 积混凝土裂缝处理方 法 3 1 表面修补裂缝 2 9 0 对于水利工程大体积混凝 土细微裂缝 ， 较 小的 裂缝或者不再发育的裂缝 ， 通常可 以采取表 面处 理 法进行修补， 表面修补法通常采用弹性涂膜防水材 料 ， 聚合物水泥膏 、 聚合物薄膜等。首先用工具将混 凝土表面打毛， 出现毛刺 ， 用 风筒 吹干杂物 ， 用 清水 冲洗干净 ， 风干 ， 再用修补材料涂覆表面。 3 2 填充修补法 对于水利工程大体积混凝土发育相对较宽 的裂 缝 ， 使用灌浆法不能修补的裂缝 ， 均可以使用填充修 补法进行处理 ， 这种方法 ， 经济实在 ， 操作简单 。 3 3 灌浆处理法 对于水利工程 大体 积混凝土发育较大 的裂缝 ， 首先把裂缝处凿 开打成5 c m5 c m的槽 ， 并在槽上 罩上 中1 0 0的半边钢管 ， 钢管两边在混凝土浇筑前提 前2 4 h 敷设砂浆， 并在两端引出两根 D N 3 2的灌浆 管 ， 骑缝 布置 双层 并缝 钢筋 ， 主 筋 为 1 62 1 1 1 1 5 0 ， 付筋为 p 1 6 2 5 0 。灌浆 在条件具备 后开始进 行 ， 灌浆浆液为浆液 比为 5 ： l 0 5 ： 1的纯水泥浆。 3 4凿除处理法 对于水利工程大体积混凝土， 尤其混凝土重力坝出 现纵向裂缝 ， 必须考虑水库大坝的扬压力， 此处 昆 凝土 裂缝必须进行凿除处理， 搭设锚筋， 重新优化混凝土配 合比， 重新进行浇筑， 为保证补浇块和原浇筑块 的整体 性， 在凿除部位布设水泥砂浆锚筋， 锚筋 为螺纹钢长 1 6 i n ， 梅花型布置， 间排距l ml m， 钢筋头到模板预留 1 0 c m 保护层 ， 锚筋插入前应先将锚筋孔注满水泥砂浆 ， 再植人锚筋， 确保锚筋与砂浆结合紧密。水泥采用普通 水泥， 砂采用细砂 ， 这样从根本上把裂缝消除掉， 最终保 证大坝的整体安全。 4 结语 通过对水利工程大体积混凝土裂缝产生 的原因 进行分析 ， 采取通用 的、 合理 的、 有针对性 的控 制措 施 ， 可以使混凝土 的裂缝减少 到一定的范 围。 由于 混凝 土裂缝产 生的原 因错综 复杂 ， 要做到完 全避免 裂缝 的产生还有一定 的难度 ， 仍需 要大量 的相关研 究 、 探索和付诸予以实践。 参考文献 ： 1 王韵英 谈如何 降低大体积混凝土有害裂缝 的出现率 J 山西建筑 ， 2 0 1 4， 4 0 ( 0 7 ) ： 1 0 1 1 0 2 2 李瑞尧 浅淡大体积混凝土的裂缝控制 J 中国科技信 息 ， 2 0 1 4 ( 0 5 ) ： 2 0 2 2