水工混凝土裂缝产生原因研究和控制措施

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1、水工混凝土裂缝产生原因研究和控制措施　　摘要:裂缝是混凝土工程中普遍存在的问题,其产生原因十分复杂。本文就水工混凝土裂缝产生的原因以及控制措施进行了分析，并结合了笔者多年来对水工混凝土施工的经验，详细介绍了混凝土裂缝的分类、产生原因、危害等，并提出了一系列相应有效的控制措施，旨在为预防和控制水工混凝土裂缝提供参考。关键词:水工混凝土；裂缝；产生原因；危害；控制中图分类号：TU37文献标识码：A文章编号：混凝土在水利工程中占有重要地位，且水利工程中的大体积混凝土很常见。混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均质的多项复合脆性材料，在复杂的环境下容易

2、产生裂缝，给水利工程建筑的整体结构带来危害。为了避免因混凝土裂缝而导致建筑受损，就要对混凝土的裂缝采取一定的预防控制措施。本文就水工混凝土裂缝的产生原因等方面问题作了深入的研究，并提出一系列有关的预防控制措施。1混凝土裂缝的分类9混凝土裂缝的分类方法较多，笔者认为主要分为荷载裂缝和变形裂缝两种。荷载裂缝是指混凝土结构由于承受各种荷载后产生的裂缝。变形裂缝是指因环境温度、湿度变化或混凝土结构内部温、湿度或水分变化使其变形而产生的裂缝，包括塑性裂缝、温度裂缝、干燥收缩裂缝、自收缩裂缝和碳化收缩裂缝等。另外还有碱-骨料反应裂缝、钢筋锈蚀裂缝等。2混凝土裂缝产生的原因混凝土自

3、浇筑开始就要经受外界环境和其本身的各种因素的作用，使混凝土产生应力。一般情况下，当应力超过混凝土的极限强度或其应力变形超过了混凝土的极限变形值，混凝土的结构物就要产生裂缝。裂缝发展到严重程度结构物因失去承载能力而破坏。从力学观点分析，可以认为结构物有其本身的承载力或抗裂能力，设计者用这种结构的抗裂能力来抵御外界的或其本身的破坏力。破坏力综合起来可分以下几种:(1)外荷载应力:包括自重、水压、泥砂压力、扬压力、地震力、动水压力、冰压力、设备重量以及其他设计考虑的活荷载及死荷载。(2)温度应力:包括由结构混凝土本身水化热产生的和由环境温度变化产生的。(3)干缩应力:由于混

4、凝土的水分扩散系数极小，结构水分的散失多数发生在混凝土表层很浅的部位，拉应力也产生在该部位。9(4)膨胀产生的应力:包括冻融破坏、碱-骨料反应、钢筋锈蚀、水泥不安定及硫酸盐侵蚀。(5)自生体积变形应力:可能是膨胀变形，也可能是收缩变形，前者会增加压应力，后者会产生拉应力。(6)基础变形和模板走样产生的应力。(7)塑性收缩和碳化收缩产生的应力。3裂缝的危害混凝土结构出现裂缝后使人产生不安全感。裂缝宽度超过规定值，其深度和长度又足够大时，将使钢筋保护层破坏，导致钢筋锈蚀，钢筋锈蚀后的体积膨胀又进一步使混凝土裂缝扩大，如此恶性循环的结果将使混凝土结构逐渐破坏，丧失承载能力，

5、同时，裂缝的出现降低了混凝土的密实性，易受以水为载体的侵蚀性介质的侵蚀，如硫酸盐、氯盐等侵蚀。承受水压的结构通过裂缝漏水，混凝土抗冻也因裂缝的存在而进一步降低。裂缝的产生大大降低了混凝土的耐久性。4裂缝控制措施4.1设计方面的措施9一般要求对永久荷载和可变荷载应按《建筑结构荷载规范》GB50009的规定采用。设计时除应符合《混凝土结构设计规范》GB50010的规定，还应根据具体情况:地震裂度等级、建筑物规模、地基基础情况，当地气候条件、使用功能的需要等因素，全面慎重考虑对混凝土结构采取有效的设计措施，控制混凝土收缩、温度变化、地基基础不均匀沉陷等原因产生的裂缝。对较长

6、的建筑结构在设计时可采取分割措施如设沉降缝、防震缝、伸缩缝，以减少混凝土收缩、温度变化或地基不均匀沉降产生的结构构件内部拉应力。4.2有关混凝土材料和配合比方面的措施(1)原材料方面的措施:①水泥:对大体积混凝土而言宜选用中热硅酸盐水泥、低热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥，采用低热水泥要考虑对早期拆模的影响，对水泥的矿物成分和细度都应有要求。例如，同一种水泥筛余0.6%，比表面444m2/kg，7d水化热292.3kJ/kg；筛余变为8.6%，比表面变为253m2/kg，7d水化热则为243.6kJ/kg，降了17%。我国水泥标准的修改使细度和C3S、C3A提高，不利

7、抗裂。②骨料:混凝土骨料应符合有关标准(行业标准和国标)，应优先选用洁净、级配良好的中砂和级配良好、孔隙率较小的粗骨料。尽量采用非活性骨料，如采用活性骨料时，必须采取有效的抑制措施。还应注意骨料的含泥量和硫酸盐含量不应超标。骨料宜堆放在棚内，防止太阳直晒或雨雪淋湿，以免影响混凝土拌合物温度和水胶比。据有关工程经验，碾压混凝土骨料温度每降低1℃，混凝土出机温度可降低0.6℃左右。9③矿物掺合料:为改善混凝土性能，应在其中掺入矿物掺合料，所用矿物掺合料应符合有关标准。④外加剂:外加剂已是混凝土中必要的组成部分，不同种类外加剂，各有不同的作用，使用的外加剂