水工混凝土裂缝成因及控制

赵立云 董 伟 胥姗姗

水利工程质量是对水利工程“安全、适用、经济、美观”等特性的综合要求。“安全”是指工程满足运行稳定,“适用”是指工程满足适用功能,“经济”是指工程投入的费用较少,“美观”是指工程形象符合美学要求。在现代的水利工程建设中,这四个方面缺一不可。随着社会的发展,如今的水利工程不再是只讲牢固即可,外观问题也被提到了一个重要的高度。因此作为水利工程的主体工程的混凝土工程,我们必须要严格做好混凝土的浇筑工作,避免混凝土裂缝的产生,使其表面平整、美观。

1 质量缺陷产生的原因

1.1 管理制度不健全

施工现场管理制度不健全、管理不善,未严格按施工组织设计、施工图、规范组织施工,施工准备不足,施工人员素质较低,事故方案不明确,未确定质量目标的控制和分解,或是在整个施工过程中制度执行不力。

1.2 模板原因

模板及其支架未具有足够的承载力、刚度和稳定性,造成模板变形,接缝漏浆。在浇筑混凝土前,浇水湿润不够或积水,模板清洁不够,模板内有杂物,未涂刷隔离剂。用作模板的地坪、胎模不平整,梁板起拱高度不够,预埋件、预留孔洞安装不牢固,模板拆除时间未把握好等。

1.3 混凝土

对水泥、碎石、砂、外加剂等原材料的品种、级别、规格把握不严,杂物过多,达不到质量要求。未及时测定水泥的实际活性,影响了混凝土配合比设计的正确性,或套用混凝土配合比选用不当,同时对外加剂掺量控制不准确等。未严格按配合比称料,任意增加用水量,任意提高混凝土坍落度,搅拌时颠倒加料顺序,搅拌时间过短、过长,造成搅拌不均匀和离析现象。施工振捣不实,发生离析、捣空现象,混凝土未能连续施工,振捣时间超过初凝时间;表面处理不当。未按规定的时间、方法对混凝土进行养护。放线误差过大,环境温度过低,混凝土受冻等。

2 控制混凝土裂缝的具体措施

1)混凝土配合比的优化设计。掺入粉煤灰,选择减水剂,保证泵送流动度。采集原材料进行试拌,尽可能地减少水泥用量,添加Ⅰ级粉煤灰,将水胶比控制在规范允许的范围内,粗骨料采用二级配。掺入适量的粉煤灰对改善混凝土的和易性,降低温升,减少收缩,提高抗侵蚀具有良好的作用。2)原材料的选择。砂料细度模数控制在2.4以上,含泥量控制在1%以内。碎石针片状控制在10%以内,含泥量控制在1%以内,尽可能使用低水化热水泥,控制原材料的质量不使混凝土产生收缩。3)施工安排。混凝土的浇筑尽可能避开高温、曝晒、多风、降温的天气,若需要上述条件下施工时必须有相应遮挡、保温措施。4)施工过程控制。a.二次振捣法消除混凝土沉缩裂缝。对于浇筑后坍落度已经消失开始初凝的混凝土进行二次振捣,混凝土会重新液化,能较好地消除粗骨料、钢筋下面的水膜,消除沉缩收缩量。b.二次压光消除混凝土塑性收缩裂缝。此种裂缝是混凝土表面水分散失引起的,发生在混凝土初凝至终凝期间,消除此种裂缝应使用机械抹光机进行大面积、高强度的提浆抹光,然后使用机械收光机进行大面积、高强度的收光,将极大地提高混凝土的平整度和表面强度,在混凝土终凝前再进行二次人工抹压收光。c.控制约束裂缝的措施。混凝土约束裂缝的产生是混凝土内外温差过大或收缩引起的约束拉力超过了混凝土的抗拉强度,在混凝土内外温差过大、气温骤降时,及时采取保温、保湿措施,加强测温和气温预报,做到防护及时。5)混凝土干缩裂缝的控制措施。混凝土存在空隙产生湿胀干缩,加强振捣使之密实,清除混凝土中的泌水,加强表面的抹压收光,掺加优质粉煤灰,降低水灰比,可有效地控制混凝土湿胀干缩裂缝产生。6)混凝土内部的温度控制。大体积混凝土内部埋设热电耦测温,掌握混凝土内部的温升变化及内部最高温度的发生时间,通过蓄热保温使混凝土内外温差控制在25℃以内。常采用两层农膜加干铺两层草袋的做法。7)混凝土的养护和表面保护。良好的养护可使混凝土保持或接近饱和状态,水化作用速度最大,也是控制混凝土裂缝发生的措施之一,一般保温、保湿养护不得少于14 d。

3 水工建筑物裂缝处理方法

3.1 压力注浆法修补裂缝

它可分为机械动力法和低压注浆法。机械动力法:利用压送设备(压力0.20 MPa～0.40 MPa)将补缝浆液注入混凝土裂缝,以达到闭塞的目的,该方法属传统方法,其效果很好。低压注浆法:利用弹性补缝器将注缝胶注入,不用其他动力,操作十分方便,效果也很理想。

3.2 开槽填补法修补裂缝

沿混凝土裂缝开凿成槽,用聚合物水泥砂浆将其填补封闭的方法称为开槽填补法。适用于结构允许开槽而宽度较大但数量不多的裂缝。

3.3 涂抹封闭法修补裂缝

在混凝土表面涂刷防水涂膜以封闭细微裂缝的修补方法称为涂抹封闭法,适用于宽度小于0.20 mm的细微裂缝的修补。

在各工序施工中,要严格进行交接检查,主要是施工单位班组自检、互查。在专业质量检查人员检查的基础上,还应经监理人员对重要的工序或对工程质量有重大影响的工序按规范进行质量检查后,方可进入下一道工序。混凝土裂缝,尤其是水工混凝土裂缝,它的质量好坏直接影响着运行的效果,更重要的是严重危及水工建筑物的使用寿命。所以施工技术人员必须要认真学习技术规范,在实践中要不断总结经验,提高发现问题、分析问题、解决问题的能力。对水工混凝土裂缝要采取以预防为主的方针,尽量杜绝出现问题后的修补。

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