渠道衬砌混凝土裂缝产生原因研究和预防措施

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1、渠道衬砌混凝土裂缝产生原因研究和预防措施　　摘要：南水北调中线邯邢段渠道机械衬砌已进入施工高峰期，渠道衬砌为大面积薄板混凝土结构，在硬化过程和硬化后都会因混凝土干缩、温度变化及地基沉降等产生不同程度的裂缝。而混凝土面板的结构型式、边界条件等比其他混凝土结构存在有较大的差异，这种差异使面板裂缝受混凝土风缩、干缩、温度变化及地基沉降的影响更大，容易产生裂缝，从施工过程上讲，裂缝的产生与混凝土衬砌时的施工环境、削坡的质量、切缝时间的掌握及混凝土养护等几个因素有关。关键词：裂缝；塑性收缩；切缝；养护中图分类号：TV543文献标识码：A

2、文章编号：1温度裂缝6温度裂缝多发生在混凝土表面。混凝土浇筑后，在硬化过程中，水泥水化产生水化热，从而使混凝土内部温度升高，混凝土表面因昼夜温差较大，散热较快，这样就形成内外的较大温差，较大的温差造成混凝土内部与外部热胀冷缩的程度不同，使混凝土表面产生一定的拉应力，当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时，表面收缩的混凝土受内部混凝土的约束就会产生裂缝，这种裂缝通常只在混凝土表面较浅的范围内产生。温度裂缝的走向通常无一定规律，混凝土衬砌面板的温度裂缝通常纵横交错，裂缝宽度大小不一，受温度变化影响较为明显，冬季较宽，夏季较窄。主要预防

3、措施：一是通过优选配合比，减少水泥用量。二是降低水灰比，一般混凝土的水灰比控制在0.5以下。三是改变骨料级配，掺加粉煤灰或高效减少剂等来减少水泥用量，降低水化热。四是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，改善混凝土拌合物的流动性、保水性，降低水化热，推迟热峰的出现时间。五是高温季节时可以采用搭设遮阳棚等辅助措施控制混凝土的温升，或避开高温时段，选在夜间浇筑，降低浇筑混凝土的温度。2塑性收缩裂缝6塑性收缩是指混凝土浇筑后4～5h左右，水泥水化反应激烈，分子链逐渐形成，出现泌水和水分急剧蒸发现象，引起失水收缩。

4、塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现，裂缝多呈中间宽、两端细且长短不一，互不连贯状态。较短的裂缝一般长20～30cm，较长的裂缝可达2～3m，宽1～5mm。其产生的主要原因为：新拌混凝土浇筑后尚在塑性状态发生的收缩，受高温或较大风力的影响，混凝土表面失水过快，造成毛细管中产生较大的负压而是混凝土体积急剧收缩，因此当蒸发速率大于泌水速率时，会发生局部的塑性收缩开裂。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间环境温度、风速、相对湿度等等。主要预防措施：一是选用干缩值较小早期强度较高的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。二是

5、严格控制水灰比，掺加高效减水来增加混凝土的坍落度和和易性，减少水泥及水的用量。三是浇筑混凝土之前，将基层浇水均匀湿透。四是初凝前喷雾养护，预防塑性开裂；五是在高温和大风天气要设置遮阳和挡风设施，及时养护；或尽可能避开此时段衬砌浇筑。3干缩裂缝干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右。水泥浆中水分的蒸发会产生干缩，且这种收缩是不可逆的。干缩裂缝的产生主要是由混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果：混凝土受外部条件的影响，表面水分损失过快，变形较大，内部湿度变化较小变形较小，较大的表面干缩变

6、形受到混凝土内部约束，产生较大拉应力而产生裂缝。相对湿度较低，水泥浆体干缩越大，干缩裂缝越易产生。干缩裂缝多为表面性的平行线状或网状浅细裂缝，宽度多为0.05～0.2mm之间，大面积混凝土中间部位多见。干缩裂缝通常会影响混凝土的抗渗性，和混凝土的承载力等等。混凝土干缩主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性质和用量、外加剂的用量等有关。6主要预防措施：一是选用收缩较小的水泥，一般采用中低热水泥和粉煤灰水泥，降低水泥的用量。二是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

7、好水灰比的选用，同时掺和合适的减水剂，施工过程中严格控制坍落度。三是加强混凝土的早期养护，并适当延长混凝土的养护时间。冬季施工时要适当延长混凝土保温覆盖时间，并涂刷养护剂养护。4施工冷缝在渠道混凝土面板衬砌过程中，由于机械故障、天气变化、或其它突发性事件的发生，引起混凝土浇筑过程不连续而出现施工冷缝。这种缝的产生主要是因为前期混凝土已浇筑，由于不可预见性事件造成继续浇筑的混凝土与前期浇筑的混凝土间隔时间太长，甚至前期混凝土已经初凝，对于薄层面板结构，接缝的处理很难达到要求，在混凝土的凝固过程中，因混凝土有自收缩的特性，在抗拉应

8、力最薄弱的接缝处裂开，形成施工冷缝。这种裂缝一般为贯穿性，走向沿新旧混凝土结合面。主要预防措施：施工冷缝的产生因其有突发性而很难避免，只能通过调整施工缝的位置来解决，即一旦出现可能引起混凝土断续浇筑的因素，应及时采取措施，把接缝调整到设计伸缩缩的位置，使与其重合，做为永久沉降