浅析变电站混凝土构件裂缝成因及补救措施

浅析变电站混凝土构件裂缝成因及补救措施摘要：社会经济高速发展，变电工程也加大了基础建设。土建工程已成为变电站建设项目中的重要环节，由于变电站土建工程均采用混凝土结构，因此，在施工过程中混凝土结构裂缝是较常见的问题之一。如何正确的对裂缝所产生的原因进行分析，合理的制订切实可行的预防措施和处理方法，确保工程施工质量是工程技术人员探讨的话题。本文作者通过对混凝土结构构件裂缝原因进行了分析，同时就控制裂缝的具体措施作了详细的阐述。关键词：变电站;施工;混凝土;裂缝;产生原因；控制措施中图分类号：TU37文献标识码：A文章编号：引言在变电站的整体建筑工程施工中，混凝土裂缝的发生是一件常见的技术问题，它产生的原因也是很复杂的。常导致钢筋混凝土构件裂缝产生的原因是多方面的，由于钢筋混凝土结构受各种条件的影响会导致裂缝的进一步发展。因此，只有对混凝土设计、施工、材料、养护等方面加以有效控制，才能有效的防止和减少裂缝的发生，从而保证结构的安全性和耐久性。1钢筋混凝土构件裂缝的原因分析钢筋混凝土结构物裂缝产生的因素很多,下面就一般混凝土构件裂缝的成因进行分析：1.1设计方面第一：近年来,随着我国经济实力的提高和建设的需要,变电站的改造工程也越来越多。由于钢筋混凝土的热胀冷缩,在温度产生的应力作用下,要保证超长的结构不开裂比较困难;第二：设计过程中,设计人员只重视承载力极限状态的设计。对混凝土构件的裂缝抗裂验算不够重视。在实际工程中，正常使用极限状态的设计是非常重要的。设计规范中，要求混凝土构件裂缝的宽度必须满足一定的要求，即WmaxWlim式中Wmax为按荷载效应的标准组合，并考虑长期作用影响计算的最大裂缝宽度;Wlim为最大裂缝宽度限值。第三：设计中由于钢筋两的增多，使钢筋的排布较密,混凝土在浇筑过程中有一定的困难，严重的造成振捣棒都无法插入振捣,为了增大混凝土的坍落度而使用减水剂，对混凝土中粗骨料的用量减少,增加细骨料、水泥和水的用量,这样的混凝土体积稳定性变差抗拉能力减小更容易出现裂缝。另外,混凝土设计强度等级越高使混凝土脆性越大,越容易产生裂缝。1.2施工方面混凝土大面积浇筑过程中,对水化热计算不准、现场混凝土降温及保温工作不到位，引起混凝土内部温度过高或内外温差过大，混凝土产生温度裂缝；振捣或播入不当，漏振、过振或振捣棒抽撤过快，都会影响到混凝土的密实性和均匀性，导致裂缝的产生;模板、垫层在浇筑混凝土之前洒水不够，过于干燥，则模板吸水量大，易引起混凝土的塑性收缩，产生裂缝。1.3材料方面目前工程施工中现浇钢筋混凝土普遍采用泵送，其水泥用量、水灰比、坍落度等都比较大，混凝土强度值对水灰比的变化十分敏感，基本上是水和水泥计量变动对强度影响的叠加。因此，水、水泥、外掺混合材料、外加剂溶液的计量偏差，将直接影响混凝土的强度。而采用含泥量较大的粉砂配制的混凝土收缩大，抗拉强度低，容易因塑性收缩而产生裂缝。1.4养护不当导致的裂缝温度变化、干燥收缩混凝土过早养护会影响混凝土的胶结能力。过迟养护，由于受风吹日晒，混凝土板表面游离水面分蒸发过快，水泥缺乏必要的水化水，而产生急剧的体积收缩，此时混凝土早期强度低，不能抵抗这种应力而产生开裂。2裂缝控制措施2.1设计方面设计计算时,选择合理的计算模型,适当控制结构的长度或体积;结构长度较长时,合理布置伸缩缝、后浇带,解决混凝土收缩裂缝；选择合理的水泥品种,混凝土强度等级在满足使用要求的前提下,尽量小；适当加强构造配筋,减少温度、收缩应力的影响；加强屋盖的保温隔热措施,如设置架空隔热层、阳光反射涂层或适当加厚保温层,减少顶层结构构件的温度裂缝,采用预应力混凝土,延缓或消除裂缝的出现；适当加强结构的薄弱环节,以提高其抗裂性能；计算中重视裂缝的控制等级。2.2施工方面2.2.1注意混凝土的早期养护。混凝土的早期养护，主要目的在于保持适宜的温湿条件，以达到两个方面的效果：一方面使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭，防止有害的冷缩和干缩；另一方面使水泥水化作用顺利进行，以期达到设计的强度和抗裂能力。混凝土浇捣成型后，应采取必要的蓄水保温措施，表面覆盖薄膜、湿麻袋等进行养护，以防止由于混凝土内外温差过大而引起的温度裂缝。2.2.2做好混凝土浇捣工作。混凝土现场浇捣时，振捣捧要要快插慢拔，根据不同的混凝土坍落度正确掌握振捣时间，避免过振或漏振，应提倡采用二次振捣、二次抹面技术，以排除泌水和气泡。2.2.3严格控制板面负筋保护层厚度。现浇板负筋按设计要求都放在板上面，有梁通过或隔断时一般放置在梁钢筋上面或与梁钢筋绑扎在一起。钢筋绑扎施工，必须采取有效的措施固定负筋的位置，确保负筋在混凝土浇筑过程中不移位，不下沉，从而有效控制负筋保护层的厚度，不使板负筋保护层过厚而产生裂缝。2.2.4选择合理的施工方案。良好的施工方案与预防、控制裂缝有很大的关系。施工方案主要应确定一次浇筑量、施工缝间距、位置及构造、浇筑时间等。一次浇筑长度由垂直施工缝分割,最好是设置在变截面处或承受拉、剪、弯应力较小的部位。除控制一次浇筑厚度外,分层位置即水平施工缝留设位置也应加以注意,一般来说,因尽量留在变截面处,或远离受拉钢筋部位而设在混凝土的受压区。确定浇筑时间的原则应尽量避开炎热天气和昼夜温差大的日子。如果必须在夏季施工,则应采取材料降温措施来控制混凝土入模温度。2.2.5主体结构施工周期不宜过快,应保证合理工期,并在施工过程中控制施工荷载的堆放。2.3材料方面2.3.1加强原材料管理，混凝土材料的变异将影响混凝土强度。因此收料人员应严把质量关，不允许不合格品进场，另外与原材料不符应及时汇报，采取相应措施，以保证混凝土质量。2.3.2选用收缩量较小的水泥。采用中低热水泥和粉煤灰水泥，降低水泥用量的办法，如选用干缩值较小早期强度较高的硅酸盐或普通硅酸盐水泥，可有效减少混凝土收缩引起的裂缝。2.3.3混凝土的干缩受水灰比的影响较大，水灰比越大,干缩越大，因此在混凝土配合比设计中应尽量控制好水灰比的选用。2.3.4严格控制混凝土搅拌和施工中的配合比，混凝土的用水量绝对不能大于配合比设计所给定的用水量。2.3.5骨料品种。骨料中石英、石灰岩、白云岩、花岗岩、长石等吸水率较小、收缩性较低；而砂岩、板岩、角闪岩等吸水率较大、收缩性较高。另外骨料粒径大收缩小，含水量大收缩越大。2.3.6合理使用减水防裂剂。水泥用量也是混凝土收缩率的重要因素，掺加减水防裂剂的混凝土可有效的提高的混凝土抗拉强度，大幅提高混凝土的抗裂性能。3裂缝的处理(1)配筋法。配筋法即先凿开开裂部分的混凝土,再配筋重新浇筑混凝土。如在梁腰加设2根16腰筋,以抵抗在梁中产生的收缩拉应力,效果显著，这一有效措施在新版的混凝土结构设计规范中得以验证。(2)充填法。当裂缝较宽时(0.3mm),采用树脂或无机类材料填充裂缝.即沿裂缝将混凝土表面凿成V或U字形槽,然后填入1:2.5树脂砂浆类的充填材料。充填沟槽外形有V形及U形两种,如U形难于开凿,可使用V形槽,V形槽用于填充树脂砂浆,若充填普通砂浆,V形槽易使砂浆剥离脱落,故此时最好凿成U形槽。开U形槽时,首先用混凝土切割机沿裂缝开出两条沟,然后再剔除中间部分的混凝土。填充施工时,先用钢丝刷清除槽中残渣碎片,必要时还应涂以底层结合料,然后再填充填材料,待充填材料充分硬化后再用砂轮或抛光机将表面磨光。(3)注入法。将修补材料注入混凝土内部的一种修补方法。一般常用低粘度环氧树脂作注入材料。首先沿需要修补的裂缝安设注入用管,裂缝的其他部位可用V形槽充填法、表面薄膜法或粘胶带法等密封,以防注入材料漏掉,然后用电动泵、手动或脚踏泵注入树脂。注入树脂前,先要送气以清扫裂缝并进行注入检验,再慢慢地注入树脂。此时,注入速度不能过快,以免堵塞或因所加压力过大导致裂缝继续扩大。(4)钢锚栓法。钢锚栓法是将如骑马钉的钢锚栓锚于裂缝两边,类似于缝合裂缝的方法,此法多兼作补强之用。锚引用电锤开孔,用水泥砂浆、树脂砂浆等锚固。结束语综上所述,钢筋混凝土构件产生裂缝的主要原因表现于设计、原材料、施工质量、养护等方面。钢筋混凝土构件裂缝的处理,主要有配