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水利工程论文-浅析水利工程中混凝土裂缝的成因与防治.doc水利工程论文-浅析水利工程中混凝土裂缝的成因与防治.doc -- 2 元

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水利工程论文浅析水利工程中混凝土裂缝的成因与防治论文关键词水利工程建筑物混凝土裂缝防治措施论文摘要在许多水利工程建筑物中,混凝土的裂缝问题是一个普遍存在而又难以解决的工程实际问题,对水利工程中常见的混凝土裂缝的成因进行了探讨分析,并有针对性地提出了一些防治措施。1引言在许多的重力坝、水闸、渡槽、涵洞水利工程中,由于混凝土的施工和本身变形、约束等一系列因素,均产生大量的表面裂缝和贯穿性裂缝。因为裂缝的存在和发展,破坏了水工建筑物结构的整体性,影响了水工建筑物的结构受力状况与稳定,给水工建筑物结构的运行事带来不确定性,而且易导致水工建筑物内部与钢筋锈蚀,降低水工建筑物结构的耐久性,甚至会引起渗透变形,危及水工建筑物的结构的稳定性。由此可见,分析裂缝的成因,探讨防治措施,对水利工程建筑物的应用有着极其重要的意义。当然,引起水工建筑物混凝土结构产生裂缝的原因是多方面的。但是,归纳起来可分为荷载作用引起的裂缝和非荷载引起的裂缝两类。本文对这两类因素进行了分析,并根据实践经验对在施工中进行预防的措施,供参考。2荷载作用引起的裂缝2.1水工建筑物混凝土结构在使用荷载作用下,由于截面的混凝土拉应变大多是大于混凝土极限拉伸值的,所以构件在使用时总是带缝工作的。这类裂缝总是与主拉应力方向大致垂直,且最先在荷载效应最大处产生。如果荷载效应相同,裂缝首先在混凝土抗拉能力最薄弱处产生。2.2预防荷载作用引起的裂缝的措施是合理的配筋。在施工过程中,选用混凝土粘结较好的变形钢筋,控制钢筋的应力不过高,钢筋的直径不过粗,并用钢筋不在混凝土中分布比较均匀。这样就能较好地控制正常使用条件下裂缝宽度,不致过宽。3非荷载引起的裂缝在水工建筑物混凝土物件中,大部份缝是由非荷载因素引起的,如温度变化、混凝土收缩、基础不匀沉降、塑性坍落、钢筋锈蚀、碱骨科化学反应等等。3.1温度变化引起的裂缝3.1.1水工建筑结构件随着温度的变化而产生变形,即通常所说的热胀冷缩。当变形受到约束时,便产生了裂缝,约束的程度越大,裂缝就越宽。预防热胀冷缩的措施一是撤去约束,允许自由的产生变形二是设置伸缩缝。3.1.2水泥和水所引起化学反应引起裂缝。大体积混凝土开列的主要原因之一,是由于混凝土在硬化过程中,水泥和水起化学反应,产生大量的水化热引起混凝土的温度上升,如果热量不能很快散失,内部和外部温差过大,就将产生温度应力,使结构内部受压,外部受拉。混凝土在硬化初期,只有很低的抗拉强度,如果由内外温度差引起的拉应力超过混凝土早期抗拉强度时,混凝土就要产生裂缝。防止这类裂缝产生的措施是①尽量选用低热或中热降低泥矿渣水泥、粉煤灰水泥②减少水泥用量,将水泥用量尽量控制在450kg/m2以下③降低水灰比,一般混凝土的水灰比控制在0.60以下④改善骨科级配,掺加粉煤灰或高效减少水剂等来减少水泥用量,降低水化热⑤改善混凝土的搅拌工艺,采用二次风冷新工艺降低混凝土的浇筑温度⑥在混凝土中掺加一定量的具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂,改善混凝土拌和物的流动性、保水性,降低水热化,推迟热峰出现的时间⑦合理安排施工工序,分层、分块浇筑,以利于散热,减小约束⑧在大体积混凝土内部设置冷却管道,通过冷水或冷气冷却,减小混凝土的内部温差⑨加强混凝土温度的监控,及时采取冷却保护措施⑩加强混凝土养护,混凝土浇筑后,及时用湿润的草帘、麻片等覆盖,并洒水养护,适当延长养护时间,保证混凝土表现缓慢冷却,在寒冷季节,混凝土两面必须采取保温措施,以防寒潮袭击。3.1.3构件硬化成型后,在使用中,如果温度较大,构件内部温度梯度就极大,也会引起构件开裂。3.1.4预防产生比类裂缝的措施是采用隔热(或保温)措施,尽量减少构件内部温度梯度,在配筋时应考虑温度力的影响。3.2混凝土收缩引起的裂缝3.2.1混凝土在空气中结硬时,体积要缩小,产生收缩变形,当受到约束时,就可能导致裂缝的产生。3.2.2在配筋率较高的构件中,由于钢筋对周围混凝土的约束作用增强,混凝土的收缩也会受到钢筋的限制而产生拉应力,引起构件局部裂缝。3.2.3新老混凝土界面容易产生收缩裂缝。3.2.4防止和减少收缩裂缝的措施①合理设置收缩缝②改善水泥土性能,降低水灰比,减少水泥用量③配筋率不宜过高,设置构造钢筋收缩裂缝健分布均匀,避免发生集中的大裂缝④加强混凝土的时期养护,并适应当延长混凝土保温覆盖时间,并涂刷养护剂养护。3.3混凝土塑性坍落引起的裂缝3.3.1混凝土塑性坍落发生在混凝土浇筑后的头几个小时内,这时混凝土还处于塑性状态,如果混凝土出现泌水现象,在重力作用下混合料中的固体颗粒有向下沉移而水向上浮动的倾向。这种移动当受到钢筋骨架或者模板约束时,在上部就容易形成沿钢筋长度方向的裂缝。3.3.2预防措施是①要仔细选择集料的配级,做好混凝土的配合比设计,特别是要控制水灰比,采用适量的减水剂②施工时混凝土既不能漏振也不能过振,避免混凝土泌水现象的发生,防止模板沉陷③如果发生这类裂缝,可在混凝土终凝以前重新抹面压光,使裂缝闭合。3.4基础不均匀沉降引起的裂缝3.4.1基础不均匀沉降,使超静结构受迫,从而导致裂缝。3.4.2防止基础不均匀引起裂缝的措施是根据地基条件及上部结构形式,采用合理的构造措施及设置沉降缝。3.5冰冻引起的裂缝3.5.1水在结冰过程中,荷重要增加,因此,水在设灌浆或灌浆不饱满的预应力构件孔道中结冰,就可以产生沿着孔道方向的纵向裂缝。3.5.2预防冰冻裂缝的措施在建筑物基础梁下填一定厚度的松散材料(炉渣)。3.6钢筋锈蚀引起的裂缝3.6.1原因钢筋的生锈过程实际上是电化学反应过程,这种效应可在钢筋周围的混凝土中产生胀拉应力,如果混凝土的保护层比较薄,不是以抵抗这种拉应力时,就会沿着钢筋形成一条顺筋裂缝。顺筋裂缝一旦产生,又进一步促进钢筋锈蚀程度的增加,形成恶性循环,最后导致混凝土保护层剥落,甚至钢筋锈断。这种顺筋裂缝对结构的耐久性影响最大。3.6.2预防措施防止顺筋裂缝的措施是提高混凝土的密实度和抗渗性,适当加大保护层的厚度。3.7碱骨科化学反应引起的裂缝3.7.1原因和分析碱骨科反应是指混凝土孔隙中水泥的碱性溶液与活性骨科(含活性Si02)化学反应,生成碱硅酸凝胶,碱硅胶温水后可产生膨胀,使混凝土胀裂,开始时在混凝土表面形成不规则的细小裂缝,然后由表及里地发展,裂缝中充满了白色深沉。3.7.2预防措施碱骨科化学反应对结构件的耐久性影响极大,为了控制碱骨科的化学反应速度应选择优质骨科和低含碱量水泥,并提高混凝土的密实度和采用较低的水灰比。4结语裂缝是水利建筑物混凝土结构中普遍存在的一种现象,它的出现不仅会降低
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