水工建筑結(jié)構(gòu)件工程中溫變裂縫的質(zhì)量控制

杜劍楣

(黔南州水利水電勘測設計研究院，貴州 黔南 558000)

水工建筑結(jié)構(gòu)件工程中溫變裂縫的質(zhì)量控制

杜劍楣

(黔南州水利水電勘測設計研究院，貴州 黔南 558000)

溫變裂縫就是由于溫度的變化引起的裂縫，在水工建筑結(jié)構(gòu)件工程中是一種常見的裂縫，也是影響水工建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量的主要原因。要分析引起溫變裂縫產(chǎn)生的原因，這是采取預防措施的前提，是實現(xiàn)水工建筑物質(zhì)量的可靠保證。文章介紹了溫變裂縫的特點，分析了溫變裂縫產(chǎn)生的原因，并提出了解決措施。

水工建筑結(jié)構(gòu)；溫變裂縫；質(zhì)量控制；措施

在水工建筑物中，裂縫的存在不僅降低了建筑物的穩(wěn)定性、整體性、安全性，而且還會進一步的引發(fā)其它問題的產(chǎn)生。因此研究水工建筑結(jié)構(gòu)件溫變裂縫的產(chǎn)生原因以及提出建設性的建議有很大的現(xiàn)實意義。

1 溫變裂縫的特點分析

溫變裂縫沒有規(guī)律可循，從表面看，裂縫的走向一般和較短的邊平行。在疏密程度上，一般是兩邊稀疏中間稠密。由于溫度高低的不同，裂縫的寬度也有不同，溫度高是產(chǎn)生的裂縫比較寬而疏，溫度較低時產(chǎn)生的溫度比較密而小。溫度裂縫是因為溫度的變化過大而出現(xiàn)的，所以裂縫的縫隙也是由溫度的變化幅度決定的，隨著熱脹冷縮的效應呈現(xiàn)出冬天窄、夏天寬的規(guī)律。

溫變裂縫會導致鋼筋的銹蝕使得混凝土碳化，致使抗?jié)B力、抗疲勞能力以及抗動能力降低?；炷翆儆诖嘈圆牧?，本身抗裂能力低；混凝土與鋼筋混凝土之間在材料性質(zhì)上有很大的差別，變形協(xié)調(diào)性較差，這些都是造成建筑物結(jié)構(gòu)裂縫現(xiàn)象比較嚴重的原因。當然引起水工建筑物質(zhì)量缺陷和質(zhì)量事故的原因是多方面的。

2 水工建筑結(jié)構(gòu)件溫變裂縫的成因

水工建筑物溫變裂縫出現(xiàn)的原因主要包括受內(nèi)外約束條件的影響和由于外界氣溫變化引起的，對溫變裂縫原因的分析和了解能夠為溫變裂縫的控制和預防提供參考，也是采取有效措施的前提。

2.1 內(nèi)外約束條件的影響

水工建筑物的工程結(jié)構(gòu)件在溫度變化的時候，由于受到地基的限制，產(chǎn)生了外約束應力。當溫度升高時，出現(xiàn)膨脹，發(fā)生形變，而混凝土的彈性較低，產(chǎn)生應壓力使得混凝土產(chǎn)生了松弛。各種結(jié)構(gòu)的變形變化中，必然受到一定的約束阻礙其自由變形，阻礙變形因素稱為約束條件，約束又分為內(nèi)約束與外約束。但當溫度下降時，則產(chǎn)生較大的拉應力，若超過混凝土的抗拉強度，混凝土將會出現(xiàn)垂直裂縫。由此可見，降低混凝土的內(nèi)外溫差和改善約束條件，是防止水工建筑物溫變裂縫產(chǎn)生的重要措施。

2.2 外界氣溫變化的影響

外界溫度的變化對裂縫的產(chǎn)生有重大的影響，特別是在施工過程中容易由于溫度的變化導致水工建筑物結(jié)構(gòu)的開裂。混凝土建筑物的內(nèi)部溫度是由澆筑溫度、水泥水化熱的絕熱溫升和結(jié)構(gòu)的散熱溫度等各種溫度決定的。澆筑溫度與外界氣溫有著密切關系，外界氣溫愈高，混凝土的澆筑溫度也愈高；外界溫度降低，特別是氣溫驟降，會大大增加外層混凝土與內(nèi)部混凝土的溫度梯度，因而會造成過大溫差，出現(xiàn)溫變裂縫。

3 水工建筑結(jié)構(gòu)件溫變裂縫的控制措施

造成水工建筑結(jié)構(gòu)溫變裂縫的原因種類繁多，這種現(xiàn)象也是普遍的，水工建筑物的裂縫，可能會造成嚴重事故，降低建筑物的承載能力，降低建筑物的穩(wěn)定性和完整性，甚至降低建筑結(jié)構(gòu)的耐久性，可能導致整體倒塌重大質(zhì)量事故。因此，要對其原因進行正確分析，這也是有效地預防和控制我溫變裂縫的必要前提。

3.1 合理地布置散熱及測溫系統(tǒng)

3.1.1 散熱管的布置

散熱管一般采用Φ48×1.4mm鋼管，與鋼筋一起綁扎。厚4m承臺沿豎向布置散熱管網(wǎng)3層，其垂直和水平間距均為1.0m；厚3.5m承臺沿豎向布置散熱管網(wǎng)2層，其水平間距1.0m，兩層網(wǎng)垂直間距1.0m，上層網(wǎng)距離承臺頂面和下層網(wǎng)距離承臺底面距離均為1.25m，進出水口引出承臺混凝土頂面0.3m。布管時散熱管要與承臺主筋錯開，當局部管段錯開有困難時，要適當移動散熱管的位置。散熱管要與鋼筋骨架或架立鋼筋綁扎牢固，防止出現(xiàn)散熱管變形或接頭脫落而發(fā)生堵水或漏水。散熱管轉(zhuǎn)彎處采用90°的緩沖彎頭，散熱管安裝完成后，將進水管、出水管，水泵接通進行通水試驗，要求水管暢通且不漏水。

3.1.2 測溫設備埋設

埋設測溫裝置對混凝土內(nèi)部的溫度進行測量和監(jiān)控，為混凝土的后期養(yǎng)護保養(yǎng)工作提供指導，確?；炷恋馁|(zhì)量。混凝土內(nèi)表測溫設備，在結(jié)構(gòu)的對角線及縱橫軸線上布置溫度應變片，用溫度顯示儀采集數(shù)據(jù)。

養(yǎng)護材料內(nèi)側(cè)測溫設備，養(yǎng)護材料內(nèi)側(cè)溫度測量采用管式溫度計，按每3m設一個溫度計設置。溫度計外加防護框，懸掛于養(yǎng)護材料內(nèi)側(cè)。散熱管進出水溫，在進水口與出水口設三通管，在三通管內(nèi)設管式水銀溫度計。

3.1.3 通水散熱

在基坑頂部和底部各放置5個去除頂蓋的油桶，并將油桶中盛滿水，基坑頂部的油桶之間采用塑料管相連，塑料管外徑為37.5mm，利用連通器的原理，保持各油桶之間水流通暢，基坑底部各油桶之間相連與基坑頂部同。從基坑頂部油桶引出一根進水總管，總管口通過分水閥門與各分管相連。利用基坑頂部與承臺之間的勢差對散熱管進行通水，同時在油桶中放置1個2.2kW的潛水排污泵，如需增大流速時，通過水泵與閥門調(diào)解流速。承臺頂各出水管通過外徑為37.5mm的塑料管將水引至基坑底部的油桶中，在油桶中放置1個2.2kW的潛水排污泵，將水泵送到基坑頂部的油桶中，形成循環(huán)水。混凝土的通水散熱，單根散熱管冷卻水流量按1.2～1.5m3/h控制，進出水口的溫差≤6℃，根據(jù)溫度測試結(jié)果，決定通水時間，一般≥12d，以混凝土內(nèi)部最高溫度與表面溫度，表面溫度與環(huán)境溫度之差≤20℃為止。調(diào)節(jié)流量的水閥和測流量設備設在出水口[1]。

3.2 混凝土配合比的控制

溫變裂縫雖然是常有現(xiàn)象，但是對其的控制措施也是很多的。例如對混凝土配比度的合理控制就能有效的預防溫變裂縫的出現(xiàn)。對混凝土配比度的控制，不僅是控制溫變裂縫的有效方法，同時也能提高混凝土的質(zhì)量，從而保證水工混凝土的質(zhì)量。

混凝土配比度的控制措施包括在攪拌混凝土的使用適量的礦物細粉，摻入適量的緩凝減水劑，降低水灰比，對混凝土進行充分攪拌，同時推遲混凝土溫度峰值出現(xiàn)的時間，相應提高同齡期容許拉應力。

3.3 混凝土施工中的裂縫控制

溫變裂縫是可以采取有效措施進行控制的，特別在施工中的控制對溫變裂縫起著決定性的作用。溫度過高是溫變裂縫出現(xiàn)的常見原因，所以混凝土的澆筑不宜在過高的溫度進行。冬季溫度過低也是溫變裂縫出現(xiàn)的常見原因。另外，施工后期的混凝土養(yǎng)護也能有效的控制溫變裂縫，提高水工建筑物的質(zhì)量。

混凝土澆筑時易產(chǎn)生的泌水和浮漿，為此在現(xiàn)場準備好小桶與拌和用水泥，及時將泌水與浮漿清理出模板，少量泌水可將水泥均勻的灑布在泌水部位，進行稀釋，提高混凝土的密實性。混凝土垂直下落時采用串筒，串筒混凝土自由下落高度≤20cm，保證混凝土不產(chǎn)生離析現(xiàn)象，同時避免污染鋼筋，與濺起的混凝土污染

4 結(jié) 語

水工建筑結(jié)構(gòu)溫變裂縫是常見的現(xiàn)象，在水工建筑物施工過程中，應當根據(jù)溫變裂縫產(chǎn)生的具體原因采取有效的措施預防裂縫的產(chǎn)生。。

[1]周樹奎.夏季澆筑的大體積混凝土出現(xiàn)溫度裂縫的防治[J].黑龍江水利科技，2007，35(12)：77.

1007-7596(2014)01-0175-02

2013-09-27

杜劍楣(1974-)，男，貴州惠水人，工程師，從事水利水電工程建筑工作。

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