杜劍楣

(黔南州水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，貴州 黔南 558000)

水工建筑結(jié)構(gòu)件工程中溫變裂縫的質(zhì)量控制

杜劍楣

(黔南州水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，貴州 黔南 558000)

溫變裂縫就是由于溫度的變化引起的裂縫，在水工建筑結(jié)構(gòu)件工程中是一種常見(jiàn)的裂縫，也是影響水工建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量的主要原因。要分析引起溫變裂縫產(chǎn)生的原因，這是采取預(yù)防措施的前提，是實(shí)現(xiàn)水工建筑物質(zhì)量的可靠保證。文章介紹了溫變裂縫的特點(diǎn)，分析了溫變裂縫產(chǎn)生的原因，并提出了解決措施。

水工建筑結(jié)構(gòu)；溫變裂縫；質(zhì)量控制；措施

在水工建筑物中，裂縫的存在不僅降低了建筑物的穩(wěn)定性、整體性、安全性，而且還會(huì)進(jìn)一步的引發(fā)其它問(wèn)題的產(chǎn)生。因此研究水工建筑結(jié)構(gòu)件溫變裂縫的產(chǎn)生原因以及提出建設(shè)性的建議有很大的現(xiàn)實(shí)意義。

1 溫變裂縫的特點(diǎn)分析

溫變裂縫沒(méi)有規(guī)律可循，從表面看，裂縫的走向一般和較短的邊平行。在疏密程度上，一般是兩邊稀疏中間稠密。由于溫度高低的不同，裂縫的寬度也有不同，溫度高是產(chǎn)生的裂縫比較寬而疏，溫度較低時(shí)產(chǎn)生的溫度比較密而小。溫度裂縫是因?yàn)闇囟鹊淖兓^(guò)大而出現(xiàn)的，所以裂縫的縫隙也是由溫度的變化幅度決定的，隨著熱脹冷縮的效應(yīng)呈現(xiàn)出冬天窄、夏天寬的規(guī)律。

溫變裂縫會(huì)導(dǎo)致鋼筋的銹蝕使得混凝土碳化，致使抗?jié)B力、抗疲勞能力以及抗動(dòng)能力降低?；炷翆儆诖嘈圆牧?，本身抗裂能力低；混凝土與鋼筋混凝土之間在材料性質(zhì)上有很大的差別，變形協(xié)調(diào)性較差，這些都是造成建筑物結(jié)構(gòu)裂縫現(xiàn)象比較嚴(yán)重的原因。當(dāng)然引起水工建筑物質(zhì)量缺陷和質(zhì)量事故的原因是多方面的。

2 水工建筑結(jié)構(gòu)件溫變裂縫的成因

水工建筑物溫變裂縫出現(xiàn)的原因主要包括受內(nèi)外約束條件的影響和由于外界氣溫變化引起的，對(duì)溫變裂縫原因的分析和了解能夠?yàn)闇刈兞芽p的控制和預(yù)防提供參考，也是采取有效措施的前提。

2.1 內(nèi)外約束條件的影響

水工建筑物的工程結(jié)構(gòu)件在溫度變化的時(shí)候，由于受到地基的限制，產(chǎn)生了外約束應(yīng)力。當(dāng)溫度升高時(shí)，出現(xiàn)膨脹，發(fā)生形變，而混凝土的彈性較低，產(chǎn)生應(yīng)壓力使得混凝土產(chǎn)生了松弛。各種結(jié)構(gòu)的變形變化中，必然受到一定的約束阻礙其自由變形，阻礙變形因素稱(chēng)為約束條件，約束又分為內(nèi)約束與外約束。但當(dāng)溫度下降時(shí)，則產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，若超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度，混凝土將會(huì)出現(xiàn)垂直裂縫。由此可見(jiàn)，降低混凝土的內(nèi)外溫差和改善約束條件，是防止水工建筑物溫變裂縫產(chǎn)生的重要措施。

2.2 外界氣溫變化的影響

外界溫度的變化對(duì)裂縫的產(chǎn)生有重大的影響，特別是在施工過(guò)程中容易由于溫度的變化導(dǎo)致水工建筑物結(jié)構(gòu)的開(kāi)裂。混凝土建筑物的內(nèi)部溫度是由澆筑溫度、水泥水化熱的絕熱溫升和結(jié)構(gòu)的散熱溫度等各種溫度決定的。澆筑溫度與外界氣溫有著密切關(guān)系，外界氣溫愈高，混凝土的澆筑溫度也愈高；外界溫度降低，特別是氣溫驟降，會(huì)大大增加外層混凝土與內(nèi)部混凝土的溫度梯度，因而會(huì)造成過(guò)大溫差，出現(xiàn)溫變裂縫。

3 水工建筑結(jié)構(gòu)件溫變裂縫的控制措施

造成水工建筑結(jié)構(gòu)溫變裂縫的原因種類(lèi)繁多，這種現(xiàn)象也是普遍的，水工建筑物的裂縫，可能會(huì)造成嚴(yán)重事故，降低建筑物的承載能力，降低建筑物的穩(wěn)定性和完整性，甚至降低建筑結(jié)構(gòu)的耐久性，可能導(dǎo)致整體倒塌重大質(zhì)量事故。因此，要對(duì)其原因進(jìn)行正確分析，這也是有效地預(yù)防和控制我溫變裂縫的必要前提。

3.1 合理地布置散熱及測(cè)溫系統(tǒng)

3.1.1 散熱管的布置

散熱管一般采用Φ48×1.4mm鋼管，與鋼筋一起綁扎。厚4m承臺(tái)沿豎向布置散熱管網(wǎng)3層，其垂直和水平間距均為1.0m；厚3.5m承臺(tái)沿豎向布置散熱管網(wǎng)2層，其水平間距1.0m，兩層網(wǎng)垂直間距1.0m，上層網(wǎng)距離承臺(tái)頂面和下層網(wǎng)距離承臺(tái)底面距離均為1.25m，進(jìn)出水口引出承臺(tái)混凝土頂面0.3m。布管時(shí)散熱管要與承臺(tái)主筋錯(cuò)開(kāi)，當(dāng)局部管段錯(cuò)開(kāi)有困難時(shí)，要適當(dāng)移動(dòng)散熱管的位置。散熱管要與鋼筋骨架或架立鋼筋綁扎牢固，防止出現(xiàn)散熱管變形或接頭脫落而發(fā)生堵水或漏水。散熱管轉(zhuǎn)彎處采用90°的緩沖彎頭，散熱管安裝完成后，將進(jìn)水管、出水管，水泵接通進(jìn)行通水試驗(yàn)，要求水管暢通且不漏水。

3.1.2 測(cè)溫設(shè)備埋設(shè)

埋設(shè)測(cè)溫裝置對(duì)混凝土內(nèi)部的溫度進(jìn)行測(cè)量和監(jiān)控，為混凝土的后期養(yǎng)護(hù)保養(yǎng)工作提供指導(dǎo)，確?；炷恋馁|(zhì)量?；炷羶?nèi)表測(cè)溫設(shè)備，在結(jié)構(gòu)的對(duì)角線(xiàn)及縱橫軸線(xiàn)上布置溫度應(yīng)變片，用溫度顯示儀采集數(shù)據(jù)。

養(yǎng)護(hù)材料內(nèi)側(cè)測(cè)溫設(shè)備，養(yǎng)護(hù)材料內(nèi)側(cè)溫度測(cè)量采用管式溫度計(jì)，按每3m設(shè)一個(gè)溫度計(jì)設(shè)置。溫度計(jì)外加防護(hù)框，懸掛于養(yǎng)護(hù)材料內(nèi)側(cè)。散熱管進(jìn)出水溫，在進(jìn)水口與出水口設(shè)三通管，在三通管內(nèi)設(shè)管式水銀溫度計(jì)。

3.1.3 通水散熱

在基坑頂部和底部各放置5個(gè)去除頂蓋的油桶，并將油桶中盛滿(mǎn)水，基坑頂部的油桶之間采用塑料管相連，塑料管外徑為37.5mm，利用連通器的原理，保持各油桶之間水流通暢，基坑底部各油桶之間相連與基坑頂部同。從基坑頂部油桶引出一根進(jìn)水總管，總管口通過(guò)分水閥門(mén)與各分管相連。利用基坑頂部與承臺(tái)之間的勢(shì)差對(duì)散熱管進(jìn)行通水，同時(shí)在油桶中放置1個(gè)2.2kW的潛水排污泵，如需增大流速時(shí)，通過(guò)水泵與閥門(mén)調(diào)解流速。承臺(tái)頂各出水管通過(guò)外徑為37.5mm的塑料管將水引至基坑底部的油桶中，在油桶中放置1個(gè)2.2kW的潛水排污泵，將水泵送到基坑頂部的油桶中，形成循環(huán)水?；炷恋耐ㄋ?，單根散熱管冷卻水流量按1.2～1.5m3/h控制，進(jìn)出水口的溫差≤6℃，根據(jù)溫度測(cè)試結(jié)果，決定通水時(shí)間，一般≥12d，以混凝土內(nèi)部最高溫度與表面溫度，表面溫度與環(huán)境溫度之差≤20℃為止。調(diào)節(jié)流量的水閥和測(cè)流量設(shè)備設(shè)在出水口[1]。

3.2 混凝土配合比的控制

溫變裂縫雖然是常有現(xiàn)象，但是對(duì)其的控制措施也是很多的。例如對(duì)混凝土配比度的合理控制就能有效的預(yù)防溫變裂縫的出現(xiàn)。對(duì)混凝土配比度的控制，不僅是控制溫變裂縫的有效方法，同時(shí)也能提高混凝土的質(zhì)量，從而保證水工混凝土的質(zhì)量。

混凝土配比度的控制措施包括在攪拌混凝土的使用適量的礦物細(xì)粉，摻入適量的緩凝減水劑，降低水灰比，對(duì)混凝土進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，同時(shí)推遲混凝土溫度峰值出現(xiàn)的時(shí)間，相應(yīng)提高同齡期容許拉應(yīng)力。

3.3 混凝土施工中的裂縫控制

溫變裂縫是可以采取有效措施進(jìn)行控制的，特別在施工中的控制對(duì)溫變裂縫起著決定性的作用。溫度過(guò)高是溫變裂縫出現(xiàn)的常見(jiàn)原因，所以混凝土的澆筑不宜在過(guò)高的溫度進(jìn)行。冬季溫度過(guò)低也是溫變裂縫出現(xiàn)的常見(jiàn)原因。另外，施工后期的混凝土養(yǎng)護(hù)也能有效的控制溫變裂縫，提高水工建筑物的質(zhì)量。

混凝土澆筑時(shí)易產(chǎn)生的泌水和浮漿，為此在現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備好小桶與拌和用水泥，及時(shí)將泌水與浮漿清理出模板，少量泌水可將水泥均勻的灑布在泌水部位，進(jìn)行稀釋?zhuān)岣呋炷恋拿軐?shí)性。混凝土垂直下落時(shí)采用串筒，串筒混凝土自由下落高度≤20cm，保證混凝土不產(chǎn)生離析現(xiàn)象，同時(shí)避免污染鋼筋，與濺起的混凝土污染

4 結(jié) 語(yǔ)

水工建筑結(jié)構(gòu)溫變裂縫是常見(jiàn)的現(xiàn)象，在水工建筑物施工過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)溫變裂縫產(chǎn)生的具體原因采取有效的措施預(yù)防裂縫的產(chǎn)生。。

[1]周樹(shù)奎.夏季澆筑的大體積混凝土出現(xiàn)溫度裂縫的防治[J].黑龍江水利科技，2007，35(12)：77.

1007-7596(2014)01-0175-02

2013-09-27

杜劍楣(1974-)，男，貴州惠水人，工程師，從事水利水電工程建筑工作。

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