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混凝土裂缝是水利工程施工中的常见病害,由于产生的原因不同,裂缝对水利工程建筑的危害程度也不同。混凝土施工是水利施工的重要环节,其施工质量的好坏会影响水利工程的整体质量,必须加以重视。
混凝土裂缝的出现,会对水利建筑结构产生影响,从力学角度分析,受力的不均匀会导致工程结构发生变形,情况严重的还会发生坍塌。水利工程结构受到一定程度的破坏,势必会影响到工程整体的稳定性,给水利设施运行带来安全隐患。
在水利施工中,混凝土裂缝一旦形成,会随着受力不均匀和时间的推移,小裂缝会慢慢扩展成大裂缝。当水渗入到混凝土裂缝中会引起水解破坏,降低混凝土碱度,锈蚀内部钢筋使混凝土强度受到削弱,长此以往水利工程的使用寿命将会大大降低;一旦钢筋散架就可能造成水利工程坍塌的严重后果。
所谓混凝土碳化,是混凝土裂缝产生后,空气中的二氧化碳深入混凝土内部,在潮湿环境中与水泥水化物产生一定化学变化,相互作用下形成碳酸钙的一种现象。混凝土碳化问题是水利工程建筑的难点,混凝土碳化是由混凝土内部结构破坏开始,不仅会加剧混凝土收缩开裂,更会对整个水利工程施工质量造成严重威胁。
水泥是构成混凝土的主要材料,水泥的选择和使用直接影响着混凝土的质量。从水泥使用的传统思维来看,往往认为水泥强度越高混凝土质量越好,而缺乏对混凝土耐久性的考量。在水泥实际施工过程中,施工人员不能很好把握水泥特性,没有对水化热这一问题引起重视,从而加剧了混凝土裂缝的产生。水泥在水化过程中会释放一定的热能,当这些热能在混凝土内部聚集,混凝土内外温差不断增大,这时混凝土内部会产生一定的压应力,与外部拉应力相抗衡,当拉应力超出压应力极限时就会导致混凝土裂缝产生。
混凝土原材料配比一直是影响混凝土质量的关键所在。单位混凝土的水泥用量及水用量,都会影响混凝土的收缩性。一般来说,水泥用量越大、用水量越多,混凝土的收缩性也就越大,从而导致收缩裂缝的产生,因此在混凝土制作过程中,一定要严格按照混凝土科学配合比进行作业。除此之外,混凝土配合比中的含沙量和水灰比的不同,也会不同程度影响混凝土的保水性,使混凝土产生沁水、离析等现象。混凝土外加剂种类选择不合理或数量添加不当也会导致裂缝的出现。
混凝土质量受外界温度湿度变化影响大,是由混凝土自身特性所决定的。不同季节、不同气候、不同温度等条件下的混凝土施工其质量也有所不同。以水利施工作业环境为例,当环境温度较低时,混凝土外部产生拉应力,表面出现收缩现象,当收缩应力大于混凝土自身的内应力时,则混凝土裂缝产生;反之环境温度较高时,混凝土内部产生拉应力,当这种拉应力超出混凝土本身的抗压力时,也会导致混凝土裂缝的出现。因此在混凝土施工时要关注外界环境变化,尤其是在环境温度极低的冬季施工时,要采取一定的保温措施以防止裂缝的出现。
对浇筑完毕后的混凝土进行后期养护是混凝土施工的重要工序。混凝土后期养护的不到位也是导致水工建筑物混凝土裂缝出现的一大主要原因。一般来说,刚浇筑完成的混凝土,其自身含有足够的水分能够满足水泥水化的需要,但是受环境温度及风吹日晒的影响,混凝土表层水分容易流失,不利于水泥水化的进行。因此在后期养护过程中,需要对混凝土表面进行保湿养护,以防止混凝土失水过快产生塑性变形,形成裂缝。
为确保水利工程施工质量,施工单位要加强施工队伍建设,提高施工人员的责任意识和管理意识。在水利施工过程中,施工人员要严格按照施工图纸及施工技术要求进行,严禁随意改动或按经验出牌,若遇到不懂的地方,要与设计人员进行技术沟通,对施工全过程进行严格的质量管理。随着建筑工程中各种新工艺、新材料的不断涌现,施工单位要对技术人员进行相关培训,以学习和掌握先进的施工工艺,并将其为我所用,以建设出更优质的水利工程,有效控制混凝土裂缝的产生。
在原材料的选择上,首先要选用优质的水泥,尽可能选择水化热度较低,且强度与混凝土强度相一致的水泥,为降低混凝土内部水化产生的热能,防止温度裂缝的产生,应适当减少水泥的用量。其次要选用颗粒大、强度高、级配好的优质砂石料,其中含沙量应控制在1%以下,以合理控制混凝土空隙率。
在混凝土原料的配比上,在经反复搅拌试验基础上,获取混凝土最佳配合比例。配置混凝土时,要掺入适量的粉煤灰,增强混凝土的和易性,缓解温差,减小收缩,同时还能提高混凝土的抗腐蚀性。另外还要合理使用外加剂,常温环境下尽可能选择碱水剂;若是温度较低的冬季,应选用抗冻型的复合添加剂,以达到有效降低混凝土裂缝的目的。
要保证混凝土质量和水利工程质量,需要先进的施工工艺做技术支持。二次振捣是混凝土施工中的一种高效施工工艺,能有效降低混凝土裂缝。与手工捣固方式相比较,现代化的机械振捣方式更能有效减小混凝土收缩。振捣时间的长短,要取决于机械性能,一般控制在5~15S/次为宜,合理的混凝土振捣能很好的消除粗骨料、钢筋下面的水膜,从而消除沉缩收缩量。为有效控制混凝土干缩、沉缩、塑性收缩等引起表面裂缝,可采用二次抹压技术,通过抹光机械多次提浆、抹平,使混凝土平整度和强度打发提升,减少混凝土裂缝的出现。
加强对混凝土裂缝的控制与管理,是水利工程施工得以顺利进行的重要保障,也是保证水利工程建筑强度和稳定性的重要手段。混凝土裂缝一直是困扰水利工程施工的“老大难”问题,严重的混凝土裂缝不仅会破坏水利建筑结构强度,还会给国家和人民的生命财产安全带来极大损失。因此减少和控制混凝土裂缝的出现成为施工企业工作的重心,严格按照施工技术与工艺流程进行施工,加强对施工薄弱环节的监督与管理,提高施工人员的安全责任意识等,从每一个细节着手提高混凝土施工质量,有效避免混凝土裂缝的产生,提升水利工程建筑的整体质量。
[1]阮文刚.论建筑工程项目施工中混凝土裂缝的控制技术[J].商品混凝土,2012(9).
[2]李涛涛.浅谈水利施工中混凝土裂缝的防治技术[J].中国水运,2010(2).