水利工程施工中混凝土裂缝产生的原因及防治.pdf

小水电 2 0 1 3 年第 3 期 ( 总第 1 7 1 期) 工程施工 水利工程施 工 中混凝 土裂缝产 生 的原 因及 防治 严伟松 ( 宁海县跃龙街道办事处浙江宁海3 1 5 6 0 0 ) 郭彩军 ( 杭州亚太建设监理咨询有限公司 浙江杭州 3 1 0 0 1 2 ) 1 混凝土裂缝的危害 2 ～ } 完成后 ，水泥熟化散发大量 的水化 混凝土裂缝是混凝 土建筑物最常见 的危 害之 一 ，是水工混凝土结构承载力 、耐久性的首要影响 因素。混凝土裂缝不但会降低混凝土的抗拉性能 ， 同时会造成钢筋混凝土 内部钢筋的锈蚀 ，导致混凝 土结构的破坏。对于挡水建筑物 ，混凝土裂缝会直 接引起局部渗漏 ，如果渗漏量过大 ，就会导致结构 建筑物抗渗能力降低；如果裂缝达到足够的贯穿深 度和宽度 ，还会影响结构建筑物 的抗震性能 ，甚至 会影响到整个工程结构的稳定性和安全。 2 混凝土裂缝产生的原因及其分类 2 ． 1 干 缩裂缝 混凝土施 工时 ，在初凝初期及硬化 的过程 中， 会随时间的变化不断地散发热量使混凝土中水分逐 渐蒸发 ，引起混凝土体积急剧缩小的现象。如果混 凝土在收缩时受 到外界环境 的影响 ( 如相对湿度、 风力 、环境温度等 ) ，就会 产生收缩应力 ，当应力 超过混凝土的极限抗拉强度时，就会导致混凝土产 生裂缝 ，形成干缩裂缝。 2 ． 2安定性 裂 缝 当混凝土施工时，选用的水泥材料不合格 ，就 有可能导致混凝土结构产生安定性裂缝 。混凝土在 凝结硬化过程 中 ，水泥硬化产生不均匀体积变化 ， 使混凝土结构产生膨胀 ，表面产生龟裂 。另外 ，钢 筋混凝土结构 中钢筋锈蚀也会引起混凝土体积的变 化 ，导致混凝土产生安定性裂缝 。 收稿 日期 ：2 0 1 3 — 0 4 —1 1 作者简介：严松伟 ( 1 9 7 8 一) ，男，工程师 ，主要从事水利 建设管理工作。 热 ，在混凝土内部和表面产生较高的温度。当表面 温度迅速降低时 ，混凝土内外产生温度差 ，致使其 内部和表面产生热胀冷缩不均匀现象。这种现象使 混凝土表面产生极大的拉应力，当应力超过混凝土 极限抗拉强度时 ，混凝土开裂 ，形成温度裂缝。 温度裂缝形成原因主要有 3种 ：一是混凝土施 工时，在初凝初期以及硬化的过程 中，会产生大量 的水化热 ，导致混凝土内外产生温度差 ，形成混凝 土裂缝。二是混凝土散热表面积较小 ，内部温度达 到极限 ，散热较慢 ，形成温度裂缝 。三是混凝土达 到要求强度 ，表面拆模或者原来保温覆盖材料移除 时 ，导致混凝土表面的温度急剧下降 ，内外形成温 度差 ，产生温度裂缝 。另外 ，水利工程施工中的大 体积混凝土也比较容易产生温差裂缝 。 2 ． 4 沉 降裂缝 由于结构地 基不均匀 ，地 基 回填料压 实度不 够 ，基础渗水等引起地基不均匀沉降，或模板刚度 不够 ，支撑间距过大 ，底部松动等导致产生混凝土 沉降裂缝 ，其多为贯穿性裂缝。 3 混凝土裂缝的预防及治理 3 ． 1 优 化 浇筑 混凝土 的 配合 比 在保证混凝土施工工程质量 的前提下 ，应尽可 能降低混凝土的单位用水量 。严格控制混凝土水灰 比，减少混凝土塌落度 ，将水胶 比控制在规范允许 的范围内，合理掺加塑化剂和高效减少剂来增加混 凝土 的强度。严格控制混凝土原材料的质量和技术 指标 ，水泥选用低水化热水泥 ，一般选用干缩值较 小 、强度较好 的硅酸盐或普通硅酸盐水泥 ，同时选 1 0 5 工程施工 S M A L L H Y D R O P O W E R 2 0 1 3 N o 3 ， N o 1 7 1 用中低强度的水泥。另外 ，充分利用混凝土的后期 强度也可减少混凝土裂缝 的产生。粗骨料一般选用 Ⅱ级配骨料 ，粗细骨料的含泥量应尽量减 少 ( 1 ％ ～ 1 ． 5 ％以下) 。施工前 ，对混凝土采用的原材料进 行检验并进行配合 比试验 ，选择与工程相适宜的配 合 比。在浇筑混凝土施工时，掺人适量的粉煤灰等 掺合料 ，可以适 当改善混凝土的和易性 ，对减少混 凝土干缩 、降低混凝土人仓温度 、提高混凝土结构 的耐久性具有显著的作用 。 3 ． 2塑性 裂缝 预 防措施 在易产生塑性裂缝的混凝土结构边缘位置 ( 如 混凝土结构转角处 、孑 L 洞四周)布置一些暗筋 ，提 高该部位 的配筋率 ，使钢筋代替混凝土承受部分 的 拉应力 ，提高混凝土极 限拉伸强度 ，可以避免混凝 土裂缝 的产生。进行工程设计时，在保证工程质量 前提下，可以适 当减小钢筋混凝土结构的钢筋保护 层厚度 ，因为钢筋混凝土结构中保 护层厚度越大 ， 相应部位产生混凝土裂缝 的几率就越大。 3 ． 3 混凝土 养护措 施 混凝土养护不仅可预防初期裂缝的产生，还能 保证后期混凝土强度。混凝土浇筑完成后 ，要及时 采取保温保湿措施 ，可在混凝土的表面覆盖 1 层薄 膜 ，或在混凝土表面喷洒养护剂 。当混凝土达到设 计要求强度后拆模 ，拆模完成后要挂草帘 ，铺草席 麻袋洒水 ，进行保湿养护处理。对易产生温度裂缝 的混凝 土浇筑施 工时 ，应尽量安 排在夜 间组织施 工 ，这样可最大程度地减小混凝 土初凝时的温度 ， 如果混凝土浇筑施工在大风或高温天气进行 ，应设 置防风和遮阳装置，避免混凝土结构出现施工裂缝。 钢筋锈蚀可引起混凝土裂缝 ，而氧化反应是引 起钢筋锈蚀 的主要原 因，因此加强混凝土表面钢筋 保护层厚度 ，增强混凝土密实度 ，防止空气进入 ， 可避免钢筋锈蚀产生} 昆 凝土裂缝。防止} 昆 凝土结构 产生裂缝的措施有 ：在混凝土表面喷刷防腐层 、选 择抗腐蚀性强的钢筋 、选择优质骨料和低含碱量的 水泥以及中性拌和水、合理降低水灰 比等。 3 ． 4沉降裂缝防治措施 在工程施工前必须对松软土地基结构采取必要 的措施来保证地基结构的稳定性 ，确定适宜的施工 1 0 6 技术方案 ，可置换松土 ，也可采用夯实和加固的方 法保证地基受力均匀。在混凝土浇筑时，要保证施 工模板有足够的强度和刚度 ，有较强的支撑力 ，浇 筑完成后 ，达到设计要求强度后方可拆除模板 ，还 要注意拆模的先后顺序 。在冬季施工时 ，要注意模 板支撑是否牢固，是否采取必要的防治措施 ，因为 冻土解冻后 ，极易使混凝土结构产生不均匀沉 降， 形成沉降裂缝 ，造成混凝土建筑物结构的破坏 。因 此 ，冬季施工时要采取有效措施来避免此类事情的 发生，影响工程施工质量 。 3 ． 5 避 免混 凝土基 础 不均 匀沉 降 设计时应减轻建筑物结构的重量 ，改善混凝土 结构 ，加 强上部混凝 土结构 刚度 ，提高其 抗剪强 度 。设置合理沉 降缝 ，保证沉降缝有 足够 的宽带 ， 使结构建筑物各 自沉降 ，减少混凝土裂缝 的产生 。 施工时应严格按照操作规程 的规定进行施工 。 3 ． 6 施 工管理措 施 要加强工程技术管理工作 ，建立混凝土工程施 工技术交底责任制 ，加强混凝土施工工程质量的检 查验收和管理工作 ，避免混凝土裂缝的产生 ，从 而 提高整个混凝土工程的质量 。 4 结语 混凝土裂缝产生的原因是多种多样的 ，必须对 可能的原因进行分析 ，从材料选择 、配合 比设计 、 养护 、混凝土温度控制 、施工工艺 、管理等多方面 采取有效措施来避免裂缝 的产生。 参考文献 ： [ 1 ] D L ／ T 5 1 4 4 -- 2 0 0 1 ， 水工混凝土施工 规范 [ S ] ． [ 2 ] 叶列平 ． 混凝土结构( 上册) [ M] ． 北京： 中国建筑工业 出版社 ， 2 0 1 2 ． [ 3 ] 张雄 ． 混凝 土结构 裂缝 防治技 术 [ M] ． 北京 ： 化学 工业 出版社 ， 2 0 0 7 ． [ 4 ] 混凝土质量专业委员会． 钢筋混凝土结构裂缝控制指 南[ M] ． 北京： 化学工业出版社， 2 0 0 4 ． [ 5 ] 韩素芳 ， 富文权 ． 混凝土工程裂缝预防与控制[ M] ． 北 京 ： 中国铁道 出版社 ， 2 0 0 7 ． ■ 责任 编辑康鹏