水利工程施工中控制混凝土裂縫的技術(shù)分析

陳云靖

摘 要：在水利工程施工過程中，混凝土材料是使用最為廣泛的一種實用型混合材料。然而由于混凝土的特殊結(jié)構(gòu)導(dǎo)致其容易產(chǎn)生裂縫現(xiàn)象，混凝土裂縫是水利工程施工過程中最為常見的危害之一，混凝土產(chǎn)生裂縫原因是多種多樣的?；炷亮芽p對整個水利工程建筑物的危害程度也大小不一，但是混凝土裂縫卻很有可能會引發(fā)其他一些更嚴(yán)重的危害，過多的混凝土裂縫會嚴(yán)重影響到水利工程建筑物的整體質(zhì)量和使用壽命。因此，必須加強(qiáng)對水利工程施工中混凝土裂縫的重視，并采取積極有效的方式加以解決。文章針對在水利工程施工中混凝土裂縫的多種原因進(jìn)行深入分析與研究，從而探索出如何有效地控制水利工程施工中混凝土裂縫產(chǎn)生的技術(shù)策略。

關(guān)鍵詞：水利工程；施工；混凝土裂縫；控制；技術(shù)分析

中圖分類號：TV332 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）23-0024-02

1 混凝土裂縫產(chǎn)生的原因分析

1.1 混凝土受環(huán)境溫度及濕度的影響

溫度和濕度對混凝土有著非常重要的影響作用，直接決定著混凝土的質(zhì)量好壞。在混凝土的實際制作過程中，硬化時水泥材料將會釋放出大量的水化熱能，并使混凝土的內(nèi)部溫度不斷地上升，從而在其表面形成了一定的拉應(yīng)力，之后在冷卻的過程之中，其內(nèi)部也會形成一定程度的拉應(yīng)力，如果混凝土表面和其內(nèi)部的拉應(yīng)力超過了混凝土所能承受的抗裂能力時，混凝土就會產(chǎn)生裂縫。

另外，在水利工程施工完成之后，如果對混凝土的護(hù)理措施不周，再加上混凝土周圍溫度不斷變化，也很容易導(dǎo)致混凝土裂縫。

因此，溫度及濕度對混凝土的質(zhì)量有著不可忽視的重要影響，是控制混凝土裂縫產(chǎn)生必須考慮的重要因素。

1.2 混凝土制作材料及其配合比例不當(dāng)

制作混凝土?xí)r所選用的制作材料以及材料的配合比例直接影響并決定著混凝土的實際抗拉強(qiáng)度，是導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫的主要原因之一。制作材料的配合比例不當(dāng)主要是指水泥用量過大、含砂率不恰當(dāng)、水灰比例過大、所選用的外加劑不恰當(dāng)以及所選用的砂石骨料種類不恰當(dāng)?shù)龋@些因素雖然不同，但都是互相關(guān)聯(lián)的。由這些因素造成混凝土產(chǎn)生裂縫的原因主要有以下三點：

①混凝土制作材料中所含的泥沙量太大，使得混凝土收縮程度加大，更容易使混凝土產(chǎn)生裂縫。

②由于材料骨料的顆粒直徑越細(xì)，混凝土需要的石灰用量以及用水量就會越多，后期混凝土的收縮量也會越大，此時如果選用的混凝土外加劑、摻和村料及其比例不恰當(dāng)，無疑又增加了混凝土的收縮程度，引起混凝土裂縫的產(chǎn)生。

③由于混凝土制作時所選用水泥品種的原因，礦渣硅酸鹽水泥比普通硅酸鹽水泥的收縮程度大，在近幾年的水利工程施工中，一般不再使用前者，而是廣泛地使用后者，以從根本上減小混凝土產(chǎn)生裂縫的可能性。

1.3 水利施工過程及其現(xiàn)場護(hù)理的影響

在水利施工過程時，如果在現(xiàn)場澆搗混凝土中振搗或插入不恰當(dāng)，無論是漏振還是過振都會在一定程度上影響混凝土材料的均勻性以及密實性，從而導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫；在從高空中進(jìn)行澆注混凝土?xí)r，風(fēng)力太強(qiáng)、日曬過強(qiáng)等原因都會增大混凝土的收縮值；同時，如果現(xiàn)場的護(hù)理措施不恰當(dāng)，使得混凝土在早期就開始脫水，就很容易引起混凝土在后期過程中產(chǎn)生裂縫。另外，對現(xiàn)場使用的模板拆除方式不夠準(zhǔn)確所造成的模板產(chǎn)生裂縫以及拆除模板時間過早也是造成混凝土后期產(chǎn)生裂縫的重要原因。上面所列舉的原因都會在一定程度上使混凝土收縮值過大，從而導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫。

2 水利工程施工中控制混凝土產(chǎn)生裂縫的技術(shù)策略

2.1 合理設(shè)計水利工程施工方案

在設(shè)計水利工程施工方案的過程中，需要對混凝土容易產(chǎn)生裂縫的部位特別關(guān)注，在構(gòu)件材料截面允許并且不改變配筋率大小的條件下，所選用鋼筋的直徑和間距越小，在水利工程施工過程中就越能夠有效地減小混凝土產(chǎn)生裂縫的可能性。另外，可以根據(jù)混凝土允許的裂縫寬度值合理的設(shè)計，從而能夠在實際水利工程施工過程中有效地預(yù)防混凝土產(chǎn)生裂縫，以保障水利工程建筑物的質(zhì)量以及耐久性。另外，還需要重視混凝土構(gòu)造的配筋加固過程，選用合適規(guī)格的鋼筋材料，例如可以較多地采用直徑較小、間距較小的配筋材料對混凝土進(jìn)行加固，這種方式能夠有效地防止混凝土在施工過程中產(chǎn)生裂縫。高效的水利工程施工方案是減少和控制混凝土產(chǎn)生裂縫的關(guān)鍵，因此，水利工程施工方案的設(shè)計必須科學(xué)、合理且安全、可靠。

2.2 加強(qiáng)對水利工程施工原料的質(zhì)量及比例控制

在實際的水利工程施工中，要嚴(yán)格按照水利工程建筑物結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)來選擇恰當(dāng)?shù)幕炷猎?，如所選用水泥材料等級的高低、沙石的質(zhì)量等，在澆注混凝土的過程中，必須確保各種原材料的合格率，只有這樣才能在水利工程施工中有效地減小混凝土產(chǎn)生裂縫的可能性，才能從根本上保障水利工程建筑物的質(zhì)量。在對混凝土的原料進(jìn)行澆注攪拌時，應(yīng)盡可能地減少水泥的使用量，適當(dāng)?shù)丶尤脒m量I級粉煤灰，并且嚴(yán)格控制水膠的比例，加入適量的粉煤灰能夠在一定程度上減小混凝土的收縮程度，緩解混凝土表面與內(nèi)部的溫差，從而在一定程度上增強(qiáng)混凝土的抗腐蝕性能，提高混凝土的質(zhì)量，減小混凝土產(chǎn)生裂縫的可能性。另外，如果在混凝土容易產(chǎn)生裂縫的位置安裝適量的鋼筋，能夠使得混凝土中的拉應(yīng)力直接由安裝的鋼筋承擔(dān)，從而能夠有效阻止裂縫的產(chǎn)生。

2.3 加強(qiáng)對水利施工過程中質(zhì)量的監(jiān)管和控制

在實際的水利工程施工過程中，預(yù)防混凝土產(chǎn)生裂縫的工作是開展前期防治工作的關(guān)鍵措施，做好防治工作才能夠保證混凝土在施工的初期階段內(nèi)部收縮力減小，通過控制構(gòu)件的濕潤程度，針對體積比較大的混凝土構(gòu)件，需要采用流水或者蓄水的方式加以養(yǎng)護(hù)，另外還需要嚴(yán)格考慮對其護(hù)理的時間周期，同時，在水利工程施工時還要全面、充分地考慮水泥硬化時的水化熱現(xiàn)象，在采取了安全、可靠并且有效的降溫措施以后，最大限度地減少水化熱高峰的出現(xiàn)期。在完成對混凝土的澆注工作之后，必須使用有效的蓄水保溫手段，例如在混凝土的表面使用塑料薄膜將其覆蓋、使用彩色面條對其進(jìn)行覆蓋等進(jìn)行嚴(yán)格、細(xì)致的護(hù)理，從而最大限度地減小混凝土表面與其內(nèi)部的溫度差別，進(jìn)而減小在實際的水利工程施工過程中混凝土產(chǎn)生裂縫的可能性。

2.4 水利工程施工過程中加強(qiáng)對混凝土裂縫的檢查

水利工程施工過程是一項體系龐大、耗時較久的工程，又由于造成混凝土產(chǎn)生裂縫的因素是多種多樣、變化多端的，因而在實際的水利工程施工過程中，總會不可避免地產(chǎn)生混凝土裂縫，這直接影響整個水利工程建筑物的質(zhì)量。因此，在實際的水利工程施工中加強(qiáng)對混凝土裂縫的檢查是非常有必要的?；炷恋牧芽p情況一般情況下分為以下三種：深層裂縫、貫穿裂縫以及表面裂縫。針對深層裂縫和貫穿裂縫，需要通過風(fēng)鎬、風(fēng)鉆或者是人工的方法對其進(jìn)行鑿除裂縫，直致裂縫被完全地清除干凈并沒有絲毫的裂縫，這時的鑿槽斷面一般呈現(xiàn)為梯形，在此步驟之后再對混凝土材料進(jìn)行澆注以獲得較高質(zhì)量的混凝土。另外，在利用限裂鋼筋對混凝土的深層裂縫進(jìn)行鑿除處理時，盡量等到混凝土的內(nèi)外溫度完全恢復(fù)為常溫后，在裂縫處鋪設(shè)1～2層的鋼筋材料，之后再對混凝土進(jìn)行澆注。如果混凝土的裂縫只是表面上的裂縫可不必?fù)?dān)憂，且完全可以不做任何的處理，因為混凝土表面的裂縫對混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)力、耐久性以及安全性的影響很小，不必理會。

2.5 水利工程施工后期加強(qiáng)對混凝土裂縫的修補(bǔ)工作

在水利工程施工后期，恰當(dāng)?shù)男扪a(bǔ)工作可以促使混凝土保持飽和的狀態(tài)，對增強(qiáng)混凝土的安全性能以及耐久性有著非常重要的作用。修補(bǔ)混凝土裂縫的主要措施有以下三種：

①表面覆蓋法，其是指在混凝土的裂縫表面覆蓋一層特制的薄膜，從而實現(xiàn)對混凝土裂縫的修補(bǔ)。表面覆蓋法要求事先使用鋼絲刷對混凝土的裂縫表面進(jìn)行打磨，之后再使用足量的清水將打磨的表面沖洗干凈，等到其表面完全干燥之后再用樹脂將之前打毛后的混凝土裂縫表面的氣孔完全填充滿，最后則在混凝土的裂縫表面蓋上準(zhǔn)備的修補(bǔ)材料，例如塑料薄膜、彩布條等。

②充填法，當(dāng)混凝土產(chǎn)生的裂縫寬度超過0.5 mm時，可順著裂縫處將混凝土鑿成“V”形或者“U”形的形槽，一般使形槽的槽頂寬度在10 cm以內(nèi)，然后使用密封性能較強(qiáng)的材料將鑿成的形槽完全填滿。如果產(chǎn)生裂縫的混凝土出現(xiàn)了銹蝕現(xiàn)象，可先將混凝土鑿成到能夠足夠處理生銹鋼筋的程度，等到鋼筋表面的銹除盡之后，再使用填充材料將其填充到混凝土的形槽之中。

③注入法，注入法一般是指灌漿法和真空吸入法。灌漿法在混凝土深層的細(xì)長裂縫中應(yīng)用比較廣泛，而真空吸入法則是通過真空泵促使裂縫的內(nèi)部形成真空的環(huán)境，之后再將灌漿材料注入到裂縫的內(nèi)部里面去，這種方法適用于混凝土任何表面的裂縫處理，一般選用的灌漿材料為彈性聚氨醋漿材、水泥漿材、普通環(huán)氧漿材等。

3 結(jié) 語

水利工程建筑物的結(jié)構(gòu)安全性能在很大程度上由混凝土的質(zhì)量決定，因此在水利工程施工中保證混凝土的質(zhì)量是非常有必要的。所以相關(guān)工作人員必須采取積極有效的防控策略控制水利工程施工過程中混凝土的質(zhì)量，減小混凝土出現(xiàn)裂縫的可能性，從而從根本上提高混凝土的性能及其質(zhì)量，提高整個水利工程建筑物的安全性能和耐久性。

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