控制水泵站流道混凝土裂缝施工工艺

控制水泵站流道混凝土裂缝施工工艺

沈安昊

中铁上海工程局集团市政环保工程有限公司　上海 201906

摘要：我国基础设施建设迅速，建设质量优秀，水泵站流道建设也一直为基础设施建设中的重要一环。在水泵站流道施工过程中，容易出现大面积的裂缝，影响到工程的质量，裂缝问题严重甚至会成为水泵站流道垮塌的直接因素，造成重大的人员损失和经济损失。针对水泵站流道建设过程中裂缝问题的成因，本文通过温度、混凝土、材料和钢筋四个方面进行分析，并提出了裂缝控制措施，保证了水泵站流道的结构安全性。

关键词：水泵站流道；建设；混凝土；裂缝；控制

1 裂缝成因分析

水泵站流道施工过程中出现裂缝，主要原因可总结为混凝土材料质量，收缩和钢筋锈蚀。

1.1混凝土材料质量所导致的裂缝

混凝土作为水泵站流道建设过程中的主要施工材料，在施工过程中，混凝土的质量是影响结构安全和耐久性的重要问题。造成裂缝问题的主要原因为混凝土选用的水、水泥、沙石、外加剂等不当或质量不符合要求。

在施工过程中，混凝土的配料需要施工单位进行科学计算和合理的实验得出。首先，水泥强度的变化会影响混凝土的强度。施工单位应该按照公式计算，当水灰比等相等时，高标号水泥比低标号水泥配制出的混凝土抗压强度高，混凝土施工时不能用错水泥标号，一般的水泥标号选用应当与混凝土的强度相适应^[1,2]。其次，需要合理调整好混凝土施工的配合比例，找出混凝土组合材料之间最适合本次工程的比例，生产出优质的混凝土。实验室得出的配合比是以干燥状态材料为基础，而施工工地的砂石骨料都还有一定水分，会改变产品之间的相适应性，对于混凝土的强度和其他性能也都会产生不同程度的影响，施工时要根据砂石含水的情况进行修正。因此，混凝土的材料配料不正确易导致裂缝的产生。

1.2混凝土收缩而导致的裂缝

混凝土收缩主要是指混凝土在凝结硬化以及使用过程中产生其化学反应，水分变化和温度变化引起混凝土体积减少。按照混凝土收缩形成的原因，可以将其分为两种，即温度收缩和失水收缩。

温度收缩主要是因为混凝土在水化期间，由于温差引起的收缩。混凝土浇筑之后一直存在蒸发现象，即使空气中的水分特别大，但是只要混凝土表面水分蒸发的速度大于混凝土泌水速度就会产生收缩。当收缩产生的外力大于混凝土自身的抗拉扯，混凝土就会造成开裂，混凝土凝聚前期不具有强度。一点轻微的收缩都会造成混凝土产生裂缝，多个裂缝叠加体现在水泵站流道上，就会产生水泵站流道裂缝。

失水收缩包括混凝土本身消耗水和外部环境的作用下造成的干燥失水。如果混凝土所处的环境非常的干燥及处于寒温密闭的条件之下，当混凝土停止保湿养护后，在干燥的空气中水分散失会造成不可逆收缩。由于相对湿度的降低，水泥浆体的干燥，收缩逐渐变大。当收缩发生在混凝土硬化之后，随着湿度的进一步降低。混凝土其内部的水分会进一步进行损失。导致其内部非常干燥，变得脆弱，此时就会产生开裂。这种开裂是由内而外的。因此，这种开裂有可能造成水泵站流道坍塌。最后就是化学收缩和碳化收缩，化学收缩从理论上来讲，就是由于水泥其主要成分为硅酸盐,水泥及浆体完全水化后体积肯定会缩减7%-9%，同时由于水泥的硬化分为许多阶段。其缩减会通过不同的方式进行体现。在水泥硬化之前，水化产生的体积。填充了水分所占据的体积，这是水泥结实的一大原因。但是由于各种化学反应导致水泥其内部结构发生变化，其分子结构不能承担自己所处环境所受的重力时，就会产生开裂。

1.3钢筋锈蚀而引起的裂缝

作为混凝土结构中最为重要的支架，钢筋一直是被大量使用的材料，钢筋会因为不良的使用条件、不当的使用方法和各种环境造成的污染，产生锈蚀，钢筋锈蚀已经成为了普遍现象。钢筋锈蚀会影响水泵站流道的使用性和持久性，锈蚀严重会降低水泵站流道的承载力，使之过早产生破坏。大量混凝土结构由于钢筋锈蚀，安全问题得不到保障，使之不得不被拆除或者维修，造成巨大的经济损失。

造成钢筋锈蚀的主要是混凝土的碳化。首先，混凝土碳化是大气环境下钢筋锈蚀的前提条件。由于正常的情况下，空气中存在着二氧化碳气体，二氧化碳气体会被混凝土表面的氢氧化钙吸收，产生化学反应，使氢氧化钙成为碳化钙。这种现象就是混凝土的碳化。碳化的速度除了与二氧化碳在空气中的浓度有关之外，还取决于相对湿度和混凝土的密实度。一般的状况下，由于混凝土内部的PH值为12左右。在这个环境下，钢筋周围会形成一种保护膜，称之为钝化膜，这种膜可以保护钢筋不被锈蚀。而这种钢筋表面的钝化膜的稳定性主要取决于周围混凝土的PH值，即酸碱值。混凝土在碳化作用下，钢筋因原先在碱性介质中生成的钝化膜被破坏而渐渐失去保护作用，导致钢筋锈蚀。当酸碱值大于十时，钢筋的锈蚀速度相对较小，但是当酸碱值小于四时，钢筋的锈蚀速度会以肉眼可见的速度上升。现代科学家证明钢筋锈蚀是从酸碱值达到11.8的时候开始的。这时的钢筋的钝化膜分子结构已经开始不再稳定，并且被酸碱逐渐破坏，在氧和水的作用下，钢筋表面发生化学反应，先形成小部分锈斑，最后这些锈斑会连接成一大片的锈蚀，造成钢筋锈蚀，由于锈蚀后的钢筋体积会发生膨胀，结果导致混凝土开裂，最后大量混凝土开裂的缝隙拼接在一起，就会使水泵站流道产生裂缝。

2 裂缝问题控制

了解了水泵站流道裂缝问题产生的原因，可对已产生的裂缝进行控制，挽回经济损失，使得水泵站流道符合使用标准。

2.1钢筋除锈处理

人工除锈具体是工人使用打磨机钢丝刷砂纸等工具对生锈的钢筋进行打磨除锈，这种方法需要大量的人力操作，虽然简单，但非常费时费力，且除锈效率特别低，除过锈的钢筋其性能也会有所下降，只适用于钢筋数量较少，而且钢筋生锈时间短的情况。机械除锈所采用的主要设备有钢筋除锈机、干式喷砂机和水喷砂机，其原理都是直接将钢筋表面的已经锈蚀的钢材进行铲除或者抛光。根据表面锈蚀程度的不同，可以选择不同的机械除锈机。化学除锈主要使用钢筋除锈剂，其中盐酸草酸型除锈剂其方法简单，见效快，成本也较低，得到大量使用，但是这种类型的钢筋除锈剂有非常大的腐蚀性，容易破坏钢筋的质量，影响钢筋混凝土的强度。同时，由于这类除锈剂属于酸碱性，对于钢筋的损害较大，使得钢筋返锈也非常快。所以对于除锈剂的选择，要选择有机酸，没有辐射，既不会影响钢筋的质量，又能够提升钢筋的牢固性。同时还要选择具有防锈性的除锈剂，即除过锈后，在室外自然状态下两到三个月不会发生反锈，使得钢筋表面产生钝化膜，安全牢固。只用化学除锈是不太彻底的，需要综合采用机器除锈和人工除锈方法，先将表面比较厚的镀锈层打磨掉，然后再进行化学除锈。

2.2工程返工处理

对于施工过程中产生的裂缝进行返工修复，需要重新开展温度控制和温度预测，利用现代化的技术^[4,5]，对于混凝土所处的温度场地进行实时监测。首先，在施工期间的混凝土，应选择合适的温控标准，制定出一套合理、方便的养护方式，对施工过程中的混凝土进行养护，避免重新产生裂缝。其次，重新设计混凝土的浇筑方式。工程中水泵站流道工程中的裂缝。通常采用的就是混凝土浇筑的方法来进行再一次的修复。返工过程中有一些需要值得注意和特别的地方，需要专业人员经过严密计算得出：在浇筑裂缝之前，要对于所浇筑裂缝的内部环境，材料分层顺序和浇筑物体流向以及裂缝长度宽度厚度，进行严格而精密的检测和计算，根据以上结果再对裂缝进行浇筑修复；最后在返工过程中要成立技术侦查组，全程对水泵站流道进行细致的勘察。对于可能出现裂缝的地方，采用专业、精密的仪器进行声波探索，预防裂缝的产生。

3 总结

水泵站流道从建成到使用，裂缝产生的原因较多，通过以上论述可以得知。混凝土的材料质量、温度变化、收缩以及钢筋锈蚀均会使得混凝土水泵站流道出现不同程度的裂缝，因此需要根据不同的裂缝成因采用相应的控制措施，同时需要严格按照国家有关规范、技术标准进行设计施工。随着水泵站流道使用时间的增长，不可避免的会发生水泵站流道结构、性能和实用性的退化，以及各种损伤，因此在大力建设水泵站流道的同时，也要注意水泵站流道的管理和养护工作，在运营管理期间，发现问题要及时处理，保证水泵站流道的结构安全。

参考文献：[1]丁捷.混凝土裂缝成因与控制[J].山西建筑,2007(18):163-164.

[2]范德均. 建筑工程大体积混凝土裂缝控制与应用[D].重庆大学,2006.

[3]杨和礼. 原材料对基础大体积混凝土裂缝的影响与控制[D].武汉大学,2004.