输电线路混凝土基础开裂原因及防治

郭辉

摘 要：输电线路是电网的重要组成部分，混凝土基础工程属于输电线路施工的隐蔽工程，运行过程中存在着许多的隐患，一旦出现问题有可能会带来比较严重的安全事故及经济损失，本文就输电线路混凝土基础开裂这一故障出现的原因以及其防治方法进行简单的探讨分析。

关键词：输电线路；混凝土基础；开裂原因；开裂机理；防治方法

中图分类号：TM726 文献标识码：A

输电线路点多线长，养护起来本来难度就比较大，加上输电线路基础的破坏机理比较复杂，实际的运行过程中容易受到外界温度、混凝土性质、环境等各种因素的影响，导致混凝土基础开裂。为了防止输电线路运行过程中因基础开裂导致一些不必要的安全事故，必须要加强混凝土的养护。

一、输电线路混凝土基础开裂的原因及开裂机理

（一）施工环境因素限制

输电线路基础施工大多在野外环境下进行，水泥、骨料等原材料大多是在露天环境下运输及堆放，水泥很容易受潮，骨料中可能会掺杂有一些有害的杂质，进而影响混凝土的强度，且输电线路混凝土基础施工点比较分散，施工队伍可能不同，选择的施工设备、施工原材料可能会有一些差异，混凝土施工质量措施难以落实，会影响到混凝土施工的质量。

骨料、水泥浆体及配筋的线膨胀系数往往不同，一般情况下，骨料的线膨胀系数比较小，水泥浆体的线膨胀系数比较大，水泥浆体线膨胀系数比较大时，表面形成裂纹的可能性更大。混凝土蒸汽加热养护过程中，从加热到解除加热这一过程，混凝土温度变化较大，一般会超过100℃，这种情况下，混凝土表面及内部温度变化不同步，产生的应力差距较大，就会使得混凝土基础表面出现开裂的不良现象。

混凝土基础养护过程中内部会产生硫酸盐腐蚀，水泥水化初期硫酸盐、铝酸钙及水发生反应会生成钙矾石，此外，混凝土硬化后，如果还剩余比较多没有反应的铝酸三钙及三氧化硫，使用过程中一旦遇到水就会产生钙矾石，进而出现体积膨胀，很容易导致混凝土发生开裂的不良现象。受天气因素影响，混凝土养护的方法存在一定的差异，比如部分地区冬季天气十分寒冷，时间比较长，混凝土施工通常會采用电加热或者蒸汽加热的方法进行养护，加热养护过程中一旦温度比较高，就会使得已生成的钙矾石分解或者阻止钙矾石的生成。河床、沼泽地等地方的灌注桩大多是在冬季地表冻结期间进行施工，方便大型机具的进场，混凝土养护过程中需要普遍加热，会加剧混凝土内部的硫酸盐腐蚀现象。有些地区夏季天气十分的炎热，混凝土中水分蒸发非常快，很容易导致混凝土表面及内部存在较大温差，使得混凝土表面出现裂缝。

（二）水泥浆体收缩及变性

输电线路基础施工大多选用的是C20混凝土，这种规格的混凝土的抗拉强度较小，低于1.5MPa，但是，混凝土收缩时产生的累加拉应力可能会超过5MPa，当混凝土收缩时产生的累加拉应力值超过混凝土的强度极限时，混凝土表面就很容易出现裂纹。混凝土硬化过程中出现自收缩、干缩收缩及碳化收缩，这几种收缩过程中都会产生收缩应力，可能会使得混凝土表面出现裂纹。混凝土中含有铝酸钙水化物及硅酸钙水化物，它们必须要在一定浓度的氢氧化钙中才能够稳定的存在，混凝土表面出现裂纹之后，氢氧化钙与水及二氧化碳发生化学反应，产生碳酸钙积聚在混凝土的外表面，混凝土内部的氢氧化钙的浓度会有所降低，铝酸钙水化物及碳酸钙水化物解体，混凝土的力学性质被破坏。另外，混凝土中氢氧化钙溶于水后如果硫酸钙、硫酸镁等物质会产生结晶水化物，这种结晶水化物的体积比原来的氢氧化钙的体积要大很多，混凝土膨胀，外表面裂缝会明显扩大。

（三）脱钝

钢筋混凝土内的水泥浆体会与钢筋发生活化反应，进而在钢筋表面形成一层钝化膜使得钢筋能够保持比较稳定的化学性质。混凝土因为干缩、温缩等原因出现开裂的不良现象时，随着表面裂纹的不断发展，二氧化碳、氧气、水分及一些酸碱盐物质会侵入混凝土之中，使得钢筋钝化膜被破坏，钢筋出迅速锈蚀，严重影响混凝土的强度。

二、输电线路混凝土基础开裂的防治方法

（一）预防措施

混凝土基础施工中影响其施工质量的因素非常多，现场施工人员在选择混凝土原材料时要尽量避免使用早高强混凝土，控制混凝土强度增长速度，输电线路混凝土基础施工工期比较长的时候可以适当地将混凝土强度验收时间向后推迟；输电线路混凝土基础施工时要合理设计基础的几何形状，减少约束，避免大量应力集中；选择配筋时要尽量选用小间距、小直径的钢筋，从而有效地增加钢筋混凝土的抗裂性能；合理设计施工工序，根据输电线路混凝土基础施工现场的实际情况选择混凝土浇筑的顺序以及振捣的方式，浇筑振捣过程中要能够通过适当的仪器设备对混凝土内部的温度及应力变化情况进行实时的监测，及时根据测量结果调整养护的方法。混凝土养护过程中，避免在混凝土内部温度最高时浇水，以免混凝土表面温度迅速降低收缩，发生开裂；合理控制混凝土的养护时间，不能随意延长及缩短；冬季温度较低，因环境原因，混凝土表面很容易出现开裂的不良现象，因此输电线路混凝土施工应尽量避免在冬季进行，混凝土施工过程中不要盲目抢进度，要严格按照进度规划开展；不得已需要在冬季进行施工，混凝土加热养护时需要控制好加热的温度以及混凝土的湿度，以免混凝土内部出现比较剧烈的温度变化或者加热解除之后，混凝土湿度比较大，影响混凝土的强度及其他相关性能。夏季天气炎热，混凝土中水分蒸发比较快，养护过程中需要适当增加浇水的频率，保持混凝土内部温度及湿度控制在一定范围之内。

（二）修补方法

输电线路混凝土基础施工过程中如果已经出现了裂缝问题，要及时修补，一般情况下，可以通过电沉积修复、涂刷环氧树脂等方法进行修复。

电沉积修复是近年来出现的一种新型的混凝土表面裂纹处理方法，具体的处理过程中利用硝酸镁溶液、硫酸锌或者氯化镁溶液作为电解液，然后施加0.5A/m?的电流，这种表面裂纹修补方法效果比较好、成本较低，修补之后，混凝土基础外表美观，具有较好的耐久性，但这种修补方法对环境有一定的污染，且耗时比较长，使用过程中容易受到天气、外界环境等因素的限制，搭脚与基础配筋之间的电气连接可靠才能够实施。

当混凝土基础表面裂纹比较多的时候，涂刷环氧树脂可以有效地阻止有害物质侵入到混凝土之中，使得裂纹继续扩散，简单易行、不会受到温度、天气等因素的限制，但环氧树脂具有弱毒性，老化比较快，一般情况下，5年左右环氧树脂就会老化改性，必须要重新涂刷之后才能发挥其作用。具体的使用过程中需要将混凝土表面清理干净，不能有油污、灰尘等污染物质存在，否则会影响到环氧树脂的涂刷。

当混凝土基础破坏比较严重，配筋出现明显的缩颈等缺陷时，需要采取必要的扩径补强措施。实际的处理过程中，后弦将原基础表面打毛，然后在上面及外部浇筑一层混凝土，一般厚度在100mm～200mm，采用这种修补方式时必须要保证混凝土表面充分清洁湿润，且新旧混凝土的设计强度要一致或者尽量接近，否则表面新浇筑的混凝土可能会出现剥离等不良现象。

结语

输电线路基础施工时现场工作环境比较复杂，容易出现各种的问题，混凝土老化及表面裂纹都是十分常见的，且在一定的使用条件下，允许混凝土表面存在少量细微的裂纹，但当混凝土裂纹严重扩散时会影响整个结构的安全性、稳定性，必须要及时做养护处理。

参考文献

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