水利工程是农业的命脉, 也是国民经济合社会发展的基础设施和基础产业。随着我国经济的发展, 城市建设步伐的加快水利工程也越来越被重视。混凝土是水利工程中重要结构材料之一, 随着水程工程项目的扩大, 混凝土用量也越来越大, 混凝土施工质量是整个混凝土结构体系的生命, 如果混凝土强度严重不足, 将会造成结构承载能力的下降, 造成严重后果。近些年来, 工程上除了对重视混凝土强度外, 对混凝土耐久性的要求也越来越高。耐久性对水利工程来说非常重要, 若耐久性不足, 将会产生不良的后果, 不仅影响美观, 严重的还将影响结构的承载力, 构成安全隐患;但对于水利工程些混凝土工程来说, 又因其施工难度大, 使用环境恶劣、一旦出现问题维修也相当困难, 因此要求混凝土不仅具有高强度, 而且能有更好的耐久性。
1 水利工程混凝土常见质量问题
水利工程施工管理水平的高低是影响水利工程效益发挥的关键。混凝土施工质量的好坏和施工费用的高低, 在很大程度上关系到施工方法和施工工艺。因此, 根据设计文件中确定的基本施工方法, 结合自己已有的机具设备和施工能力, 确定最经济的施工工艺流程, 确保在规定的工期内保持保量低造价的完成工程施工任务。目前在水利混凝土工程中, 常见的问题有诸如裂缝、空鼓、露筋等。
1.1 裂缝
我们知道混凝土构件通常都是带缝工作的, 在混凝土工程中裂缝问题是不可避免的, 在一定的范围内也是可以接受的, 只是要采取有效的措施将其危害程度控制在一定的范围之内。由于裂缝的存在和发展通常会使内部的钢筋等材料产生腐蚀, 降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性及抗渗能力等, 因此施工过程程中应采取有效的措施, 尽量减少裂缝的产生, 尤其要尽量避免有害裂缝的出现, 从而确保工程质量。混凝土裂缝产生的原因很多, 有变形引起的裂缝:如温度变化、收缩、膨胀、不均匀沉陷等原因引起的裂缝;有外载作用引起的裂缝;有养护环境不当和化学作用引起的裂缝等等。在实际工程中要区别对待, 根据实际情况解决问题。
1.2 蜂窝、孔洞
水利工程一般混凝土工程量大, 而在混凝土施工过程中, 由于原材料、配合比、操作、工艺、技术等原因, 使混凝土结构物产生一些质量问题, 如蜂窝、孔洞等。混凝土麻面、孔洞是指混凝土浇筑后, 由于空气排除不干净, 或是由于混凝土浆液渗搂造成的混凝土表面有凹陷的小坑和表面不光滑, 不平整的现象。
对于混凝土的蜂窝、孔洞现象, 不仅会引起混凝土强度的降低, 而且直接损害混凝土的耐久性。从受力角度上讲, 构件横截面面积的减少就意味着构件抗剪能力、抗扭能力和抗压能力等的减小;如果蜂窝正好位于构件的受压区, 那么蜂窝也意味着构件抗弯能力的减小。在极端情况下, 如果蜂窝大到一定程度, 就会导致构件的失效。从耐久性的角度来说, 构件已经达到其使用寿命的终点。
2 施工对策
2.1 材料要求
根据混凝土裂缝形成的原因, 原材料的正确选用对减少裂缝的产生有重要的作用。在条件许可情况下, 水泥应选用强度高、收缩性小、耐磨性强、安定性好的水泥, 应优先选用收缩性小的或具有微膨性的水泥。骨料在大体积混凝土中所占比例一般为混凝土体积80%左右。在骨料上应选择线膨胀系数小、岩石弹模较低、表面清洁无弱包裹层、级配良好的骨料。砂除满足骨料规范要求外, 应适当放宽石粉或细粉含量, 砂子中石粉比例一般在l5%以下为宜。
之外, 混凝土中加入粉煤灰等掺和料, 能明显的减少混凝土水化热, 有利于防止混凝土因温度应力而引起的破坏, 由于掺和料的用量多少会影响混凝土的强度, 其掺量应通过试验确定。
2.2 施工方法
施工方法包括施工方案和施工工艺。施工方案是否合理可行, 施工工艺是否先进, 相互衔接是否及时顺利, 都会影响工程建设的质量。比如在三峡工程中为控制大坝混凝土施工, 项目部人员在施工工序上作了如下分区: (1) 基础约束区混凝土、导流底孔、深孔、排漂孔、尾水管及排沙孔等重要结构部位, 在设计规定的间歇期内连续均匀浇筑上升, 不得出现薄层长间歇期;其余部位基本做到短间歇连续均匀地浇筑上升。 (2) 在浇筑区段分配上, 相邻的浇筑块高差不大于6m~8m, 相邻坝段高差也不大于10m等, 这些施工措施有效的避免了可能的裂缝的产生, 取得了良好的效果。
不管采用机械搅拌或人工搅拌, 都应使石子表面包满砂浆, 拌合料混合均匀, 颜色一致, 如果需要掺合和附加剂, 应先把附加剂调成溶液再加入拌合水中, 然后于其他材料拌匀。在整个施工过程要注意随时检查和较正水泥混凝土的流动性或工作度要严格控制水灰比, 不得随意增加用水量。
2.3 施工机械的合理选取
与一般建筑工程相比, 水利工程施工场地受到限制, 机械设备的选用, 必须考虑施工现场的条件、工程结构形式、机械设备性能、施工工艺和方法、施工组织管理等多个因素。设备的选择应本着因地制宜, 因工程而宜的原则, 按照技术先进、经济合理、性能可靠、使用安全、操作方便、维修方便的原则, 使其具有工程的适应性。水利工程的机械设备要考虑要现实情况, 切合实际的配置机械设备。
2.4 加强养护
由于大体积混凝土在养护期间必须严格控制其内外温差, 确保不出有害裂缝, 因此养护是一项十分关键的工序。应根据气候条件采取控温措施, 按图纸设计要求, 测定浇筑后的混凝土表面和中心温度, 将两者的温度控制在25℃以下。大体积混凝土的养护主要有保温和保湿法。保温是为了保持混凝土表面温度不至于过快散失, 减小混凝土表面的温度梯度, 防止产生表面裂缝, 使混凝土的平均总温差所产生的拉应力小于混凝土的抗拉强度, 防止产生贯穿裂缝。
2.5 发展施工新工艺
碾压混筑坝技术是世界筑坝史的一次重大突破。工程上通过对碾压混凝土临界水力梯度及渗透溶蚀耐久性的分析论证, 可直接为采用碾压混凝土作为坝体防渗体、减少防渗层厚度、降低内部碾压混凝土水泥用量和大量采用粉煤灰提供了理论依据, 并被应用于工程实践。研制的碾压混凝土配合比数据库和配合比计算机辅助设计方法, 简化了碾压混凝土配合比设计, 解决了不同砂质外掺石粉用量对混凝土抗压、抗接强度的影响。在三峡工程大体积混凝土施工过程中, 成功应用了这一新技术, 有效的减少了裂缝的产生。
摘要：水利工程一般混凝土工程量大、周期长、施工环境恶劣;混凝土在施工过程中处于昼夜温差较大的环境中容易产生裂缝, 如何控制和减少裂缝, 使其符合设计及规范要求, 施工管理至关重要。
关键词：水利工程,混凝土,质量
参考文献
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