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水利工程师混凝土裂缝方向职称论文范文

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  摘要:水利工程师高级职称评审,需要在国家级、核心级期刊杂志投稿。本文发表在《》,是高级水利工程师职称论文发表范文,文章主要分析了水利工程中混凝土裂缝的原因,针对裂缝的防治问题进行了阐述。

  关键词:水利工程;混凝土裂缝;防治

  1 水工混凝土裂缝的危害

  混凝土裂缝将使水工建筑物产生渗漏,渗漏的结果,一方面在压力水作用下使裂缝逐步扩宽和发展;另一方面当水渗入混凝土内部后首先会引起水解破坏,并可能由此导致混凝土结构物的破坏。根据调查,由裂缝引起的各种不利结果中,渗漏水占60%。

  由于混凝土碳化会加剧混凝土收缩开裂,导致混凝土结构物破坏。混凝土裂缝的存在,能使空气中的二氧化碳极易渗透到混凝土内部与水泥的某些水化产物相互作用形成碳酸钙,这就是常说的混凝土碳化。在潮湿的环境下二氧化碳能与水泥中的化学成分相互作用,使混凝土的碱度降低,使钢筋纯化膜遭受破坏,当水和空气同时期渗入,钢筋就产生锈蚀。

  混凝土的裂缝还会使混凝土对钢筋的保护作用削弱,在裂缝部位,水拉性能减弱,裂缝进一步扩大,形成更大的危害。

  2 水工混凝土结构裂缝产生的原因

  2.1荷载作用引起的裂缝

  2.1.1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。

  2.1.2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。

  2.2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。

  2.2.1温度变化引起的裂缝

  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。

  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。

  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。

  2.3混凝土收缩引起的裂缝

  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。

  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)新老混凝土界面容易产生收缩裂缝。

  2.3混凝土塑性坍落引起的裂缝

  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。

  2.4基础不均匀沉降引起的裂缝

  基础不均匀沉降,使超静结构受迫,从而导致裂缝。

  2.5冰冻引起的裂缝

  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。

  2.6钢筋锈蚀引起的裂缝

  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。

  2.7碱——骨科化学反应引起的裂缝

  原因分析: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控制混凝土裂缝的具体措施

  3.1 混凝土配合比的优化设计

  掺入粉煤灰,选择减水剂,保证泵送流动度。采集原材料进行试拌,尽可能地减少水泥用量,添加Ⅰ级粉煤灰,将水胶比控制在规范允许的范围内,粗骨料采用二级配。掺入适量的粉煤灰对改善混凝土的和易性,降低温升,减少收缩,提高抗侵蚀具有良好的作用。

  3.2 原材料的选择

  砂料细度模数控制在2.4以上,含泥量控制在1%内。碎石针片状控制在10%以内,含泥量控制在1%内,尽可能使用低水热化水泥,控制原材料的质量不使混凝土产生收缩。

  3.3 施工安排

  混凝土的浇筑尽可能避开高温、曝晒、多风、降温的天气,若需要上述条件下施工时必须有相应遮挡、保温措施。

  3.4 施工过程控制

  3.4.1二次振捣法消除混凝土沉缩裂缝。对于浇筑后坍落度已经消失开始初凝的混凝土进行二次振捣,混凝土会重新液化,能较好地消除粗骨料、钢筋下面的水膜,消除沉缩收缩量。泵送混凝土特别需要二次振捣。

  3.4.2二次压光消除混凝土塑性收缩裂缝。此种裂缝是混凝土表面水分散失引起的,发生在混凝土初凝至终凝期间,消除此种裂缝应使用机械抹光机进行大面积、高强度的提浆抹光,然后使用机械收光机进行大面积、高强度的收光,将极大地提高混凝土的平整度和表面强度,在混凝土终凝前再进行二次人工抹压收光。

  3.4.3控制约束裂缝的措施。混凝土约束裂缝的产生是混凝土内外温差过大或收缩引起的约束拉力超过了混凝土的抗拉强度,在混凝土内外温差过大、气温骤降时,及时采取保温、保湿措施,加强测温和气温预报,做到防护及时。闸墩下部与底板同时浇筑或尽量缩短闸墩与闸底板之间浇筑的时间间隔,可有效控制闸墩裂缝发生。

  3.5 混凝土干缩裂缝的控制措施

  混凝土存在空隙产生湿胀干缩,加强振捣使之密实,清除混凝土中的泌水,加强表面的抹压收光,掺加优质粉煤灰,降低水灰比,可有效地控制混凝土湿胀干缩裂缝产生。

  3.6 混凝土内部的温度控制。大体积混凝土内部埋设热电耦测温,掌握混凝土内部的温升变化及内部最高温度的发生时间,通过蓄热保温使混凝土内外温差控制在25℃以内。常采用两层农膜加干铺两层草袋的做法。

  3.7 混凝土的养护和表面保护

  良好的养护可使混凝土保持或接近饱和状态,水化作用速度最大,也是控制混凝土裂缝发生的措施之一,一般保温、保湿养护不得少于14d。

  结束语

  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水利建筑物的抗渗能力,影响水利建筑物的使用功能,而且会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影响水利建筑物的承载能力。所以,必须对混凝土裂缝进行深入细致的调查研究,区别对待,在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展。

  参考文献:

  [1]刘军《试论常见水工混凝土裂缝的种类及预防措施》[J].甘肃科技纵横.2008.

  [2] 马顺利.刘艳《浅谈水工混凝土常见裂缝与控制措施》[J].山西建筑.2010.转

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