揭陽水利施工中砼裂縫的產(chǎn)生原因與修補方法

引言

在水利工程施工過程中，砼裂縫的存在會導(dǎo)致砼內(nèi)部鋼筋材料的腐蝕，縮短鋼筋砼結(jié)構(gòu)的使用壽命，降低其耐久力和承載力，嚴(yán)重時威脅建筑者和使用者的財產(chǎn)安全和生命安全。因此，在施工過程中采取必要的技術(shù)手段與控制措施，減少裂縫的數(shù)量與規(guī)模，盡量避免裂縫的發(fā)生，減少有害裂縫的發(fā)生機率，保證水利工程的質(zhì)量。

1 砼裂縫的原因

1.1 荷載引發(fā)的裂縫

由于施工時構(gòu)件出了設(shè)計的荷載，在集中荷載的作用下產(chǎn)生了內(nèi)力彎矩現(xiàn)象，構(gòu)件在較大的剪力作用下產(chǎn)生了斜裂縫，并向不同的方向延伸。在外荷載直接的應(yīng)力作用下產(chǎn)生直接應(yīng)力裂縫，還可能受外荷載引起次生應(yīng)力產(chǎn)生的次應(yīng)力裂縫。

1.2 砼收縮造成的裂縫

在水利施工過程中，經(jīng)常會遇到砼因為收縮而產(chǎn)生的裂縫，主要是由塑性收縮以及干縮收縮引發(fā)的砼收縮裂縫。水利施工時砼在澆筑 4～5 小時左右，會出現(xiàn)一些激烈的反應(yīng)，導(dǎo)致沁水以及水分的蒸發(fā)，出現(xiàn)砼失水收縮的現(xiàn)象，同時因為骨料的自重下沉，此時的砼尚未硬化，導(dǎo)致產(chǎn)生塑性收縮裂縫。砼在變硬后， 隨著表層的水分逐漸蒸發(fā)，濕度也會降低，使砼的體積減小，產(chǎn)生了表面收縮大小不均勻的現(xiàn)象，致使砼產(chǎn)生干縮收縮裂縫。

1.3 溫度變化產(chǎn)生的裂縫

砼有熱脹冷縮的性質(zhì)，當(dāng)外部環(huán)境或者是內(nèi)部溫度發(fā)生變化時，會導(dǎo)致砼變形，如果砼在變形時受到約束，使其結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生一定的應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力過了砼抗拉強度時就會產(chǎn)生溫度裂縫。如果砼內(nèi)外的溫差過大，會引發(fā)內(nèi)約束裂縫；如果由于砼的體積過大，使砼的絕熱度與澆灌的溫度差過 25℃以上會引發(fā)外約束的裂縫；如果砼的裂縫為深進或者是貫穿性的， 它的位置與沉陷的方向一致，就會有大的沉陷裂縫產(chǎn)生。

1.4 材料質(zhì)量問題引發(fā)的裂縫

砼主要由水泥、沙以及粗骨料、外加劑等成分構(gòu)成，如果材料不合格，比如：水泥的安定性不合格，水泥中游離的氧化鈣含量標(biāo)；沙石的粒過小、等級較差，空隙大等的問題；外加劑的雜質(zhì)含量高對鋼筋的銹蝕大等的材料出現(xiàn)的問題都會引發(fā)砼的裂縫。

1.5 施工質(zhì)量造成的裂縫

施工質(zhì)量是影響水利施工的重要因素，如果施工工藝不合理，施工的質(zhì)量低，在構(gòu)件或者結(jié)構(gòu)的澆筑過快，起模或者砼攪拌、運輸?shù)臅r間過長，砼振搗不密實、不均勻，砼初期的養(yǎng)護時過于干燥等施工質(zhì)量問題而引發(fā)的裂縫。

1.6 鋼筋力學(xué)差異以及銹蝕引發(fā)的裂縫

在普通的鋼筋砼中，裂縫的形態(tài)主要出于位置、偏心構(gòu)件以及其它的結(jié)果受彎的位置并沿著受彎的截面分布，因為砼的抗壓能力較強， 但是缺乏抗拉、抗剪的強度而引發(fā)的裂縫。由于砼的質(zhì)量銹蝕或者是保護層較薄，砼的保護層受二氧化碳侵蝕碳化導(dǎo)致鋼筋表面被銹蝕而引發(fā)的裂縫。

1.7 安定性裂縫

安定性裂縫主要是龜裂，通常是因為混凝土的質(zhì)量不合格引起的。另外，鋼筋因為外界的腐蝕也會引起混凝土裂縫。

2砼裂縫的防治方法

2.1 預(yù)防荷載引發(fā)裂縫的防治

要進行合理的配筋，在水利施工中，要選用砼粘性較好的變形鋼筋，鋼筋的應(yīng)力不過一定的高度，直徑不能過粗，使鋼筋在混凝土中均勻的分布，能有效的控制由于荷載引發(fā)的砼裂縫。

2.2 加強大體積砼的溫度防護

對于大體積的砼較應(yīng)該注意其保溫工作，能夠有效的減少砼裂縫。通常情況下選擇草袋連同塑料薄膜的聯(lián)合使用法，實現(xiàn)草袋的保溫效果、塑料薄膜的保濕效果，在保證內(nèi)外溫度差**25℃時，才能進行拆除。還要撤去對砼的約束，允許其自由的變形，并設(shè)置伸縮縫，以預(yù)防熱脹冷縮現(xiàn)象的發(fā)生，防治因溫度變化而導(dǎo)致的砼裂縫。

2.3 砼收縮裂縫的防治

應(yīng)該設(shè)置合理的砼收縮縫；改善水泥的性能，嚴(yán)格控制好砼的水灰比，盡量將水泥的使用量將至較低；配筋率也不易過高，能夠均勻的設(shè)置鋼筋收縮縫的分布，避免有較大的裂縫產(chǎn)生；要加強對混凝土的養(yǎng)護工作，并適當(dāng)?shù)难娱L混凝土的保溫覆蓋實際，并且涂刷養(yǎng)護劑進行養(yǎng)護；通過這些措施實現(xiàn)對砼收縮縫的防治工作。

2.4 加強對施工工藝的安排

加強砼的振搗工作，在保證砼密實性的基礎(chǔ)上，提高砼的強度和抗?jié)B性，加強對混凝土的養(yǎng)護工作，大體積的砼，應(yīng)注意合理的分箱分室，進行間隔澆筑，做好保溫工作，在砼的強度達到規(guī)定的值后，才可以進行施工。

2.5 控制材料的配合比

砼的配合比在經(jīng)過反復(fù)的試驗后，按照嚴(yán)格的配合比進行施工工作，要注意加強對水泥以及外加劑的配合量， 根據(jù)不同的外加劑在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)延長攪拌的時間，適當(dāng)控制入模的時間及入模溫度， 防治由于材料的配合不當(dāng)引發(fā)的砼裂縫。

2.6 加強混凝土養(yǎng)護措施

在混凝土拆模后要掛草簾或鋪草簾澆水，以便養(yǎng)護保濕。混凝土的保養(yǎng)不僅是為了預(yù)防初期產(chǎn)生裂縫，還能促進混凝土后期的穩(wěn)定，**其承壓能力和強韌度。對于混凝土的養(yǎng)護，在現(xiàn)代水利工程施工中，都需要得到充分的認識和重視。由于鋼筋銹蝕是氧化反應(yīng)，氧化是產(chǎn)生銹的主要原因，因此，加強混凝土的密實度，防止空氣進入，加強混凝土表面的保護層厚度，預(yù)防氧化。在混凝土表面噴涂或涂刷聚合水泥砂漿、瀝青、環(huán)氧樹脂等防腐層。選擇抗腐蝕性強的鋼筋材料和混凝土材料，避免使用堿骨料等措施，對防止混凝土裂縫有較好的效果。堿骨料化學(xué)反應(yīng)對結(jié)構(gòu)的耐久性影響很大，為控制堿骨料的化學(xué)反應(yīng)，較好選擇優(yōu)質(zhì)骨料和低含堿量的水泥以及中性拌和水，在提高混凝土密實度的同時合理降低水灰比。

2.7 優(yōu)化混凝土的設(shè)計配合比

設(shè)計時選擇合適的混凝土強度等級及水泥品種，盡量選擇普通硅酸鹽水泥、硅酸鹽水泥、礦渣水泥、粉煤灰水泥，使用中熱水泥或低熱水泥。采集原材料進行試拌，盡可能地減少水泥用量，添加I級粉煤灰，將水膠比控制在規(guī)范允許的范圍內(nèi)，粗骨料采用二級配。摻入適量的粉煤灰對改善混凝土的和易性、降低溫升、減少收縮、提高抗侵蝕具有良好的作用。在裂縫易發(fā)生部位如孔洞周圍以及轉(zhuǎn)角處布置一些斜筋，從而讓鋼筋代替混凝土承擔(dān)拉應(yīng)力，這樣可以有效的控制裂縫的發(fā)展。為了避免裂縫的出現(xiàn)，在設(shè)計中利用中低強度地水泥充分利用混凝土的后期強度。在工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中要特別注意降低結(jié)構(gòu)的約束度。對于混凝土中鋼筋保護層的厚度應(yīng)當(dāng)盡量取較小值，因為保護層的厚度愈大愈容易發(fā)生裂縫。

2.8 施工管理措施

首先，要在施工中加強技術(shù)管理，增加施工技術(shù)含量。技術(shù)是貫徹整個施工工藝流程的重要工作。在混凝土澆筑施工過程中的施工技術(shù)至關(guān)重要，可以影響到整個工程的質(zhì)量及安全。因此，技術(shù)管理在施工中具有重要作用。加強施工管理的措施有：在質(zhì)量管理上，建立健全監(jiān)督機制，嚴(yán)格按照質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進行監(jiān)管，無論從施工質(zhì)量還是材料質(zhì)量都要進行檢驗，實行全面質(zhì)量管理其次，在全面管理中將目標(biāo)變成現(xiàn)實，從質(zhì)量預(yù)防開始，提高整個工程的質(zhì)量；在人員管理上，進行人員的全面教育，把之前的分散管理轉(zhuǎn)化為綜合管理，以系統(tǒng)的管理理念指導(dǎo)施工人員，強調(diào)質(zhì)量的重要，**，圍繞質(zhì)量工作，將質(zhì)量提高。

3 結(jié)束語

在水利工程砼施工過程中，砼裂縫的出現(xiàn)會加速砼碳化，降低砼的耐久性與抗?jié)B能力，導(dǎo)致水利工程結(jié)構(gòu)的安全質(zhì)量受到影響。在現(xiàn)代建筑工程技術(shù)研究與工程實踐的基礎(chǔ)上，仍然難以消除水利工程砼裂縫的發(fā)生。但是將砼裂縫的影響減輕到可以接受的范圍內(nèi)，是現(xiàn)在水工砼質(zhì)量控制的目標(biāo)。鋼筋砼的規(guī)范中，也明確規(guī)定特殊條件下允許一些機構(gòu)中存在限定寬度的裂縫。在施工過程中采取必要的技術(shù)手段與控制措施，減少裂縫的數(shù)量與規(guī)模，盡量避免裂縫的發(fā)生，減少有害裂縫的發(fā)生機率，保證水利工程的質(zhì)量。