李帥 喬鳴
摘要:混凝土本身為透水介質(zhì),因而在水利工程中發(fā)生滲漏的情況是不可避免的。由于滲漏的作用,使得有壓水滲入混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部,這種現(xiàn)象不僅會(huì)降低水工建筑物的抗?jié)B能力,而且會(huì)引起鋼筋的銹蝕,影響水工建筑物的承載能力,危及水工建筑物的結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。所以分析裂縫的成因,探討防治措施,對(duì)水利工程建筑物的應(yīng)用有著極其重要的意義。
關(guān)鍵詞:水利工程混凝土裂縫措施
一、裂縫成縫原因及防止方法
1 混凝土收縮引起的裂縫
1.1裂縫的成因:混凝土在空氣中結(jié)硬時(shí),體積要縮小,產(chǎn)生收變形,當(dāng)受到約束時(shí),就可能導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生;在筋率較高的構(gòu)件中,由于鋼筋對(duì)周?chē)炷恋募s束作用強(qiáng),混凝土的收縮也會(huì)受到鋼筋的限制而產(chǎn)生拉應(yīng)力,引構(gòu)件局部裂縫;新老混凝土界面容易產(chǎn)生收縮裂縫。
1.2防止方法:在裂縫產(chǎn)生的部位,用水泥砂漿,環(huán)氧樹(shù)脂對(duì)裂縫部位表面進(jìn)行粘補(bǔ)、涂抹和嵌補(bǔ)等。這種方法一般適用于表面裂縫,合理設(shè)置收縮縫;改善水泥土性能,降低水灰比,減少水泥用量;配筋率宜過(guò)高,設(shè)置構(gòu)造鋼筋收縮裂縫健分布均勻,避免發(fā)生集的大裂縫;加強(qiáng)混凝土的時(shí)期養(yǎng)護(hù),并適應(yīng)當(dāng)延長(zhǎng)混凝保溫覆蓋時(shí)間,并涂刷養(yǎng)護(hù)劑養(yǎng)護(hù)。
2 混凝土塑性坍落引起的裂縫
2.1裂縫的成因:混凝土塑性坍落發(fā)生在混凝土澆筑后的頭幾個(gè)時(shí)內(nèi),這時(shí)混凝土還處于塑性狀態(tài),如果混凝土出現(xiàn)滲水現(xiàn)象,在重力作用下混合料中的固體顆粒有向下沉移而水向浮動(dòng)的傾向。這種移動(dòng)當(dāng)受到鋼筋骨架或者模板約束時(shí),上部就容易形成沿鋼筋長(zhǎng)度方向的裂縫。
2.2防止方法:要仔細(xì)選擇集料的配級(jí),做好混凝土的配合比設(shè)計(jì)特別是要控制水灰比,采用適量的減水劑;施工時(shí)混凝既不能漏振也不能過(guò)振,避免混凝土泌水現(xiàn)象的發(fā)生,防模板沉陷;如果發(fā)生這類(lèi)裂縫,可在混凝土終凝以前重抹面壓光,使裂縫閉合。
3 堿-骨科化學(xué)反應(yīng)引起的裂縫
3.1裂縫的成因:堿-骨科反應(yīng)是指混凝土孔隙中水的堿性溶液與活性骨科化學(xué)反應(yīng),生成硅酸凝膠,堿硅膠溫水后可產(chǎn)生膨脹,使混凝土脹裂,開(kāi)時(shí)在混凝土表面形成不規(guī)則的細(xì)小裂縫,然后由表及里地展,裂縫中充滿了白色深沉。
3.2防止方法:堿-骨科化反應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)件的耐久性影響極大,為了控制堿-骨科的化反應(yīng)速度應(yīng)選擇優(yōu)質(zhì)骨科和低含堿量水泥,并提高混凝土密實(shí)度和采用較低的水灰比。
4 溫度變化引起的裂縫
4.1裂縫的成因:由于混凝土在硬化過(guò)程中,水泥和水起化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生大量的水化熱引起混凝土的溫度上升,如果熱量不能很快散失,內(nèi)部和外部溫差過(guò)大,就將產(chǎn)生溫度應(yīng)力,使結(jié)構(gòu)內(nèi)部受壓,外部受拉。混凝土在硬化初期,只有很低的抗拉強(qiáng)度,如果由內(nèi)外溫度差引起的拉應(yīng)力超過(guò)混凝土早期抗拉強(qiáng)度時(shí),混凝土就要產(chǎn)生裂縫。
4.2防止技術(shù):盡量選用低熱或中熱降低泥礦渣水泥、粉煤灰水泥;減少水泥用量,將水泥用量2盡量控制在450kg/m以下;降低水灰比,一般混凝土的水灰比控制在0.60以下;改善骨科級(jí)配,摻加粉煤灰或高效減少水劑等來(lái)減少水泥用量,降低水化熱;改善混凝土的攪拌工藝,采用“二次風(fēng)冷”新工藝降低混凝土的澆筑溫度;在混凝土中摻加一定量的具有減水、增塑、緩凝等作用的外加劑,改善混凝土拌和物的流動(dòng)性、保水性,降低水熱化,推遲熱峰出現(xiàn)的時(shí)間;合理安排施工工序,分層、分塊澆筑,以利于散熱,減小約束;在大體積混凝土內(nèi)部設(shè)置冷卻管道,通過(guò)冷水或冷氣冷卻,減小混凝土的內(nèi)部溫差;加強(qiáng)混凝土溫度的監(jiān)控,及時(shí)采取冷卻保護(hù)措施;加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù),混凝土澆筑后,及時(shí)用濕潤(rùn)的草簾、麻片等覆蓋,并灑水養(yǎng)護(hù),適當(dāng)延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間,保證混凝土表現(xiàn)緩慢冷卻,在寒冷季節(jié),混凝土兩面必須采取保溫措施,以防寒潮襲擊。
5 混凝土裂縫處理方法
5.1鋼板及碳纖維補(bǔ)強(qiáng)加固新技術(shù)
碳纖維補(bǔ)強(qiáng)加固技術(shù)是利用高強(qiáng)度或高彈性模量的連續(xù)碳纖維,單向排列成束,用壞氧樹(shù)脂浸漬形成碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料片材,將片材用專(zhuān)用環(huán)氧樹(shù)脂膠黏貼在結(jié)構(gòu)外表面受拉或有裂縫部位,固化后與原結(jié)構(gòu)形成一整體,碳纖維即可與原結(jié)構(gòu)共同受力。
5.2混凝土裂縫注漿技術(shù)
自從壞氧樹(shù)脂類(lèi)高分子材料被用于混凝土建筑物裂縫修補(bǔ)工程后,至今它已經(jīng)成為僅次于鋼材和水泥的第三種材料被廣泛應(yīng)用。以往傳統(tǒng)方法是靠人工控制將樹(shù)脂漿液注入裂縫內(nèi)。當(dāng)環(huán)氧漿液黏度大,裂縫寬度較小時(shí),這種修補(bǔ)方法并不一定十分成功。
二、總結(jié):裂縫是水利建筑物混凝土結(jié)構(gòu)中普遍存在的一種現(xiàn)象;它的出現(xiàn)不僅會(huì)降低水利建筑物的抗?jié)B能力,影響水利建物的使用功能,而且會(huì)引起鋼筋的銹蝕,混凝土的碳化,低材料的耐久性,影響水利建筑物的承載能力。所以,必對(duì)混凝土裂縫進(jìn)行調(diào)查研究,在工程中采取有效的預(yù)防措施來(lái)預(yù)防,以證水利工程建筑物的構(gòu)件的安全、穩(wěn)定。