浅谈水工混凝土裂缝成因及预防.pdf
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1、水工建筑 1前言 浅谈水工混凝土裂缝成因及预防 瑚 ( 陕西省 交口抽渭管理局 凯 陕西 渭南7 1 4 0 0 0 ) 摘要水工建筑施工中混凝土裂缝问题是长期困扰工程技术人员的难题, 本文对水利工程施工中混凝 土结构常见的一些裂缝问题进行简要的分析, 并结合交口抽渭大型泵站更新改造工程 实例 简要 阐述预防混凝土开裂的措施,供相关人员参考。 关键词 混凝土; 裂缝; 预防 ; 交口灌区 中图分类号: T V 6 9 8 2 + 3 1 文献标识码: B 混凝土是水利工程施工中最常见的一种混合材料 , 但由于 混凝土的不均匀性和离散性, 混凝土裂缝是工程技术人员一直 以来不得不面对的问题。这些
2、裂缝有的是表面裂缝 , 有的是深 层裂缝, 严重的已经演变成为贯穿裂缝。水工建筑物长期处于 水中, 会因裂缝的存在使得内部的钢筋锈蚀, 降低混凝土的耐 久性和承载力,同时也大大降低了其抗渗能力和使用寿命 , 严 重的威胁到了工程安全运行。西排泵站位于辛市镇辛街村西 南 , 西排干沟人渭处 , 是一座 以排涝为 目的泵站 , 设计装机七 台, 总装机功率 9 8 5 k W, 设计流量 8 3 5 m 3 s 。 工程主要内容: 进水 渠、 清污机闸、 进水前池 、 泵房、 出水池以及管理楼等, 工程混凝 土浇筑总方量 2 3 0 0 方, 全部采用商品混凝土。 为预防混凝土结 构中出现裂缝,
3、针对混凝土裂缝出现的各种原因采取了必要的 技术措施 , 在实际施工取得较好的效果。因此 , 本文对混凝土裂 缝成因及预防措施做了探讨 , 具体如下。 2裂缝产生的原因 大量的工程实践表明, 混凝土裂缝是难以避免的, 裂缝的 类型也很多, 但按其成因可分为: 混凝土超载裂缝; 混凝土 温度应力裂缝; 混凝土收缩与沉降裂缝。当裂缝出现后, 需要 分析形成原因, 判断哪些是有害裂缝, 哪些是无害裂缝。 2 1 混凝土超载裂缝 混凝土超载裂缝形成的原因主要有两个方面: ( 1 ) 在混凝土结构还没有达到设计要求强度时候 , 为了赶 工期,大面积混凝土浇筑后未够 2 4小时工人就上去进行下一 部分的施工
4、, 并将大量的钢筋、 模板堆放在混凝土面上。特别是 泵站施工 中面板混凝土施工后, 未严格按规范要求, 待混凝土 强度达到 2 5 MP a 后, 再进行后续施工。 ( 2 ) 混凝土结构超载使用时, 在构件受力弯矩最大的部位 造成变形、 受力不均而引起的裂缝。这种裂缝一般沿受力钢筋 垂直方向或斜向发展, 成条状, 但没有收缩裂缝那么均匀。后一 方面原因形成的裂缝一般较为明显, 多表现为贯穿裂缝。 2 2混凝土温度应力裂缝 混凝土温度应力裂缝多发生在大体积混凝土表面或者温 差变化较大地区的混凝土结构中。其原因主要是混凝土硬化初 期水泥放出大量的水化热,致使混凝土内部温度不断升高, 大 量的热量
5、聚集在混凝土结构内部不易散失 , 而表面热量散发较 快, 这样就在混凝土内外形成 了温差 , 从而使混凝土表面产生 拉应力。在混凝土硬化后期, 水化热逐渐减少 , 内部温度降低, 但由于受到基础等约束, 内部出现拉应力。当拉应力大于混凝 土抗拉强度时, 就可能引起裂缝 。在西排站更新改造工程施工 中, 泵站底板以及泵站流道层的混凝土结构较大, 特别是流道 层结构复杂 , 周围刚性连接的结构物体积、 大小 、 方向各异 , 约 束复杂 , 当混凝土收缩时, 如不从多方面采取措施加以预防, 则 流道混凝土 出现裂缝 。 2 3混凝土收缩与沉降裂缝 当混凝土水分散失时,会引起体积收缩, 受潮后体积会
6、膨 胀, 但收缩值大于膨胀值f 即收缩后的混凝土, 吸潮后不可能全 部恢复) , 特别是在于热、 风大的季节, 表面水分蒸发快, 造成毛 细管中产生负压致使混凝土体积急剧收缩引起裂缝。 沉降裂缝的出现一般有两种情况。 一是使用了坍落度较大 的混凝土拌和物。坍落度较大的拌和物在初凝时, 虽然经过振 动密实 , 但由于粗骨料在 自身重力的作用下还会下沉 , 致使混 凝土内部不均匀。二因地基不均匀沉降或者混凝土构件结合不 良导致剪应力超过设计强度而产生。这种裂缝危害很大 , 一般 与地面成 3 0 。 4 O 。或垂直的方向发展 , 宽度与荷载、 沉降比 例有关。 3预防混凝土裂缝的方法 3 1 设
7、 计方面 设计要求合理, 多考虑混凝土抗裂性能 , 要注意到那些部 位容易开裂 , 在设计计算阶段合理结构计算模型 , 充分考虑实 际受力与假设受力是否相符,必须做到不少算或者漏算荷载。 同时, 还应充分考虑到施工的可能性 , 对结构原因或地基不均 匀沉降而引起的薄弱环节, 在设计中加以解决。 3 2 施工方 面 由于施工原因而产生裂缝的发生率是 9 5 以上,因此 , 施 工阶段是预防裂缝发生的主要阶段。只要在施工阶段控制住了 裂缝, 则在以后的使用阶段中 裂缝的发生率就会减小。施工初 期, 应选择一个 良好的施工方案, 其应确定施工缝间距、 位置以 及混凝土的运输、 浇筑时间、 振动等。在
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