混凝土壩裂縫產(chǎn)生的原因和防治措施建議

1、混凝土壩裂縫產(chǎn)生的原因和防治措施建議各種混凝土壩以及其他大體積混凝土建筑物的裂縫，主要是溫度變化引起的。這種裂縫，特 別是其中的深層裂縫和貫穿裂縫，對混凝土壩的整體性、耐久性和防滲能力具有嚴重的危害。 為了確?；炷链髩蔚陌踩烷L期正常運行，必須對混凝土壩裂縫產(chǎn)生的原因有一個正確的 認識，并在施工期有計劃地控制混凝土的澆筑溫度、養(yǎng)護方法，防止產(chǎn)生裂縫。1混凝土壩裂縫的種類及其產(chǎn)生的原因1.1混凝土的特點水泥是水硬性膠凝材料，隨著工程建設發(fā)展的需要，水泥的品種越來越多，常用的品種有： 硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥等。硅酸鹽水泥的主要礦物成分：硅酸三鈣(3CaO.SiO2)、硅酸二鈣

2、(2CaO.SiO2)、鋁酸三鈣(3CaO.AlO3)、鐵鋁酸四鈣(4CaO.AlO3.FeO3)。水泥遇水后的凝固過程是一種化學放熱反應，放出可觀的熱量，稱為 水化熱?；炷潦且运酁槟z凝材料，與水、砂及石子四種主要材料，按適當比例配合拌制 成拌和物，經(jīng)硬化后所得到的人造石料?；炷辆哂休^高的抗壓強度及耐久性能，但它的抗 拉強度很低，容易受溫度變化的影響而產(chǎn)生裂縫。1.2表面裂縫及其產(chǎn)生的原因在混凝土澆筑后的初期，混凝土隨著水化熱的逐漸釋放而升溫，產(chǎn)生內(nèi)外溫差，特別是當氣 溫驟降時，內(nèi)外溫差更大，此時由于內(nèi)部混凝土產(chǎn)生膨脹，外部混凝土產(chǎn)生收縮，互相約束， 將使混凝土產(chǎn)生強迫變形，并由此引起表

3、面溫度應力，這個應力是拉應力，當它超過混凝土 的抗拉極限強度時，就會產(chǎn)生表面裂縫，這種裂縫的特點是方向不規(guī)則、深度不深。1.3深層裂縫和貫穿裂縫及其產(chǎn)生的原因在混凝土凝結(jié)硬化過程中，當混凝土逐漸散熱降溫時，體積將隨之收縮，若受到基巖(或老 混凝土)的約束，不能自由收縮將產(chǎn)生強迫拉伸變形而產(chǎn)生拉應力。當拉應力超過了混凝土 的極限抗拉強度時，就會產(chǎn)生溫度裂縫。這種由基礎約束產(chǎn)生的溫度裂縫，稱為基礎約束縫。 它大體垂直基巖面，由下而上地開展，寬度較大(可達13mm)，延伸長，切割深(縫深 達35m以上)，當裂縫垂直于壩軸線時稱為深層裂縫。當平行于壩軸線時，則稱為貫穿裂 縫。1.4干縮裂縫及其產(chǎn)生的原

4、因由于混凝土壩體內(nèi)濕度變化很小，表面濕度變化較大，如施工中養(yǎng)護不良，表面受到內(nèi)部的 約束，將在混凝土表面產(chǎn)生拉應力，當拉應力超過了混凝土的極限抗拉強度時，就會產(chǎn)生干 縮裂縫。干縮裂縫的形態(tài)細微，略成網(wǎng)狀，僅限于極淺的表層。2裂縫對混凝土壩的危害平行于壩軸線的貫穿裂縫，會削弱壩體承受水壓荷載的剛度，影響大壩的整體性，惡化其受 力狀態(tài)，嚴重影響壩體的安全運行。迎水面的深層裂縫與水相通，在運行中使壩基大揚壓力 分布大為惡化，有壓水進入縫內(nèi)，又會將裂縫進一步被“撕開”，繼續(xù)向下游發(fā)展，同樣有很 大的危害?；炷翂伪砻媪芽p容易形成應力集中，成為深層裂縫擴展的誘發(fā)因素。與大氣、庫水和河水 相接觸的壩面上的

5、表面裂縫，將影響混凝土的抗風化能力和壩體的耐久性。3預防混凝土壩裂縫的主要措施 做好混凝土溫控，防止混凝土發(fā)生溫度裂縫，保證建筑物的整體性和耐久性。防止裂縫的主 要措施有：降低混凝土的水化熱溫升、降低混凝土的澆筑溫度、混凝土人工冷卻散熱和表面 保護等措施。3.1嚴格控制混凝土基礎容許溫差、上下層混凝土溫差、混凝土內(nèi)表溫差，混凝土施工過程 中嚴格控制相臨壩體的高差，澆筑時間不宜間隔太久。3.2根據(jù)混凝土溫控要求，做好混凝土澆筑分層分塊，并據(jù)此進行混凝土水平運輸、垂直運 輸及倉面設備的配置。3.3在不影響混凝土強度和耐久性的前提下，應積極采取以下措施來降低水泥用量，減少水 化熱。3.3.1澆筑低流

6、態(tài)混凝土或干硬性混凝土。3.3.2使用外加劑。3.3.3加摻合料等綜合措施。在水泥中加摻合料以代替水泥，可以降低混凝土的水化熱。3.3.4采用微膨脹低熱水泥。3.3.5做好混凝土級配設計的優(yōu)化，在結(jié)構(gòu)允許的情況下，盡量加大骨料粒徑，改善骨料級 配。3.3.6采用發(fā)熱量較低的水泥和減少單位水泥的用量，是降低混凝土水化熱的有效措施。3.4合理安排全年混凝土澆筑量，充分利用冬春低溫季節(jié)澆筑混凝土，特別是大量澆筑基礎 部位的混凝土，在夏季應考慮在早晚進行混凝土澆筑，中午停止。3.5利用澆筑層頂面散熱，削減水泥水化熱溫升。夏季減少澆筑層厚度，保證正常的間歇時 間，在澆筑層頂面集水、澆水或?qū)用鎳婌F，以加速

7、表面散熱。3.6在骨料堆上灑水、噴霧、料堆加高、地垅取料、冷卻水拌和、加冰拌和混凝土等措施， 必要時可采取骨料預冷及埋設冷卻水管進行初期通水，降低混凝土入倉溫度和澆筑溫度。3.7做好混凝土壩面、層面、側(cè)面的保溫和保濕養(yǎng)護。應通過保溫設計，選定保溫材料，確 定保溫時間?？卓?、廊道等通風部位應及時封堵。寒冷地區(qū)特別要重視冬季的混凝土表面保 溫。3.8混凝土人工冷卻。在混凝土內(nèi)埋設冷卻水管，通水冷卻，以控制混凝土澆筑塊的最高溫 度以滿足基礎溫差、內(nèi)外溫差和上下層溫差要求。3.9混凝土表面保護。在低溫季節(jié)，通過對混凝土表面保護可以減少混凝土溫度內(nèi)外溫差， 保持混凝土表面濕度，防止產(chǎn)生裂縫。在高溫季節(jié)，

8、對混凝土進行表面保護，應防止高溫熱 量向混凝土到灌。對混凝土進行表面保護可防止混凝土超冷，避免產(chǎn)生貫穿裂縫、延緩混凝 土的溫降速度，以減少新老混凝土上、下層的約束溫差。3.10延長對混凝土表面的養(yǎng)護和保溫時間。DL/T5114-2001水工混凝土施工規(guī)范規(guī)定：混凝土養(yǎng)護時間不少于28d”，實踐經(jīng)驗表明， 如果在28d以后停止養(yǎng)護，混凝土還會出現(xiàn)溫度裂縫、干縮裂縫，表面養(yǎng)護28d是不夠的。 應根據(jù)工程的實際情況、工程所在區(qū)域的氣象資料，確定對混凝土表面養(yǎng)護時間，加強養(yǎng)護 可提高混凝土的抗裂性。DL/T5114-2001水工混凝土施工規(guī)范規(guī)定：“28d齡期內(nèi)的混凝土，應在氣候驟降前進行 表面保護”，這里給人們一種錯覺，似乎28d齡期以后的混凝土，除了某些特殊情況外，一般 不需要進行表面保溫了，實際情況并不是這樣。在施工中應根據(jù)工程所在區(qū)域的年平均氣溫、 氣溫年變幅、最大寒潮期間氣溫下降情況，及時制定對混凝土表面保溫的措施，延長對混凝 土表面保溫的時間，這樣可控制或降低溫度應力，避免混凝土壩出現(xiàn)裂縫。結(jié)語溫差引起的溫度應力是混凝土壩裂縫產(chǎn)生的主要原因。在確定允許溫差標準后，