水利工程中混凝土裂縫的防治

李曉東

（延壽縣山河灌區(qū)， 黑龍江 延壽 150700）

1 概述

在很多大型的水利工程建設(shè)中，因?yàn)榛炷磷陨淼膯?wèn)題及各種外力因素的影響，在其表面就產(chǎn)生了很多的裂縫，這些裂縫的產(chǎn)生不僅影響水利工程的整體穩(wěn)固性，而且還會(huì)對(duì)工程的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度造成破壞，嚴(yán)重地影響了水利工程的使用壽命，為水利工程的后期使用造成隱患，此外混凝土表面產(chǎn)生裂縫也會(huì)增加內(nèi)部鋼筋的銹蝕程度，進(jìn)而降低水利工程的使用年限。所以說(shuō)我們應(yīng)該對(duì)水利工程中的混凝土裂縫問(wèn)題加以關(guān)注，提前做好防范措施。一旦發(fā)生了，就要采取補(bǔ)救方案。通過(guò)大量的實(shí)踐表明，引起混凝土裂縫的因素有很多，下面我們就具體闡述一下導(dǎo)致水利工程出現(xiàn)混凝土裂縫的原因及相關(guān)的解決措施。一般情況下，根據(jù)裂縫產(chǎn)生的原因，我們把裂縫分為兩種，一種是荷載引起的裂縫，一種是非荷載引起的裂縫。

2 荷載作用引起的裂縫

2.1 在水利工程混凝土結(jié)構(gòu)中，經(jīng)常會(huì)受到荷載的影響，這主要因?yàn)樗こ痰慕孛婊炷恋膽?yīng)力超過(guò)了混凝土自身的拉伸極限。這也是荷載作用引起裂縫的一個(gè)原因。在實(shí)際的施工過(guò)程中，這種裂縫產(chǎn)生一般都是在荷載作用最強(qiáng)的地方。如果荷載和混凝土自身的極限應(yīng)力相同，那么裂縫就會(huì)在最脆弱的地方產(chǎn)生。

2.2 通過(guò)實(shí)踐證明，目前避免荷載作用產(chǎn)生裂縫的主要方法就是使用科學(xué)合理的配筋。一般來(lái)說(shuō)，應(yīng)該實(shí)際的施工過(guò)程中，選擇粘結(jié)力比較好的混凝土，這樣就可以有效的控制內(nèi)部鋼筋的應(yīng)力，在選取鋼筋時(shí)，應(yīng)該盡量選取直徑比較細(xì)的，而且分布要比較均勻。

3 非荷載引起的裂縫

3.1 溫度變化引起的裂縫

3.1.1 水利工程建筑會(huì)受到溫度的影響而發(fā)生變形?；炷恋氖湛s能力是有限的，當(dāng)周圍的溫度變化時(shí)，一旦超過(guò)了混凝土自身的變形能力，就會(huì)產(chǎn)生裂縫。

當(dāng)前，針對(duì)這種情況采取的措施，一種是在水利工程中直接設(shè)置伸縮縫，另一種就是允許混凝土出現(xiàn)變形。

3.1.2 這種現(xiàn)象也是造成混凝土裂縫的最主要原因之一。在混凝土澆筑完成以后，就是硬化的過(guò)程，水泥和水會(huì)發(fā)生某種化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生大量的熱，使混凝土表面的溫度升高，而混凝土內(nèi)部的溫度相對(duì)較低，內(nèi)外溫差過(guò)大，就會(huì)導(dǎo)致外部受到很大的拉力，導(dǎo)致混凝土裂縫的產(chǎn)生。在水利工程混凝土硬化的開始階段，因?yàn)榛炷羷倓倽仓瓿?，所以?qiáng)度很低，假如產(chǎn)生的應(yīng)力超過(guò)了混凝土自身的應(yīng)力強(qiáng)度，就會(huì)產(chǎn)生裂縫。

針對(duì)這種裂縫，我們可以采取如下措施：盡量減少水灰比例，基本控制在不超過(guò)零點(diǎn)六；在選擇混凝土原料時(shí)，應(yīng)該盡量選擇低熱的水泥，這樣才能夠保證混凝土硬化過(guò)程中，內(nèi)外的溫差不至于過(guò)大，減少裂縫的產(chǎn)生；在滿足混凝土要求的前提下，盡量減少使用水泥，基本控制在每平方米450千克范圍內(nèi)；在攪拌混凝土?xí)r，應(yīng)該使用新型的攪拌方法，這樣就可以降低混凝土澆筑的溫度，進(jìn)而減少混凝土內(nèi)外的溫差，避免裂縫的產(chǎn)生；減少溫度裂縫的產(chǎn)生，主要就是控制混凝土內(nèi)外的溫差，我們可以在混凝土內(nèi)部加入一些外加劑，降低混凝土的水熱化，增加混凝土的散熱性；在施工過(guò)程中，應(yīng)該避免大面積的混凝土澆筑，盡量采用小面積的分層分塊的澆筑，有助于混凝土的散熱；在北方的冬季，應(yīng)該做好混凝土的防寒措施。

3.1.3 構(gòu)件硬化成型后，在使用中，如果溫度較大，構(gòu)件內(nèi)部溫度梯度就極大，也會(huì)引起構(gòu)件開裂。

3.1.4 預(yù)防產(chǎn)生比類裂縫的措施是：采用隔熱（或保溫）措施，盡量減少構(gòu)件內(nèi)部溫度梯度，在配筋時(shí)應(yīng)考慮溫度力的影響。

3.2 混凝土收縮引起的裂縫

3.2.1 混凝土在空氣中結(jié)硬時(shí)，體積要縮小，產(chǎn)生收縮變形，當(dāng)受到約束時(shí)，就可能導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。

3.2.2 在配筋率較高的構(gòu)件中，由于鋼筋對(duì)周圍混凝土的約束作用增強(qiáng)，混凝土的收縮也會(huì)受到鋼筋的限制而產(chǎn)生拉應(yīng)力，引起構(gòu)件局部裂縫。

3.3 混凝土塑性坍落引起的裂縫

3.3.1 混凝土塑性坍落發(fā)生在混凝土澆筑后的頭幾個(gè)小時(shí)內(nèi)，這時(shí)混凝土還處于塑性狀態(tài)，如果混凝土出現(xiàn)泌水現(xiàn)象，在重力作用下混合料中的固體顆粒有向下沉移而水向上浮動(dòng)的傾向。這種移動(dòng)當(dāng)受到鋼筋骨架或者模板約束時(shí)，在上部就容易形成沿鋼筋長(zhǎng)度方向的裂縫。

3.3.2 預(yù)防措施是：要仔細(xì)選擇集料的配級(jí)，做好混凝土的配合比設(shè)計(jì)，特別是要控制水灰比，采用適量的減水劑；施工時(shí)混凝土既不能漏振也不能過(guò)振，避免混凝土泌水現(xiàn)象的發(fā)生，防止模板沉陷；如果發(fā)生這類裂縫，可在混凝土終凝以前重新抹面壓光，使裂縫閉合。

3.4 基礎(chǔ)不均勻沉降引起的裂縫

3.4.1 基礎(chǔ)不均勻沉降，使超靜結(jié)構(gòu)受迫，從而導(dǎo)致裂縫。

3.4.2 防止基礎(chǔ)不均勻引起裂縫的措施是：根據(jù)地基條件及上部結(jié)構(gòu)形式，采用合理的構(gòu)造措施及設(shè)置沉降縫。

3.5 冰凍引起的裂縫

3.5.1 水在結(jié)冰過(guò)程中，荷重要增加，因此，水在設(shè)灌漿或灌漿不飽滿的預(yù)應(yīng)力構(gòu)件孔道中結(jié)冰，就可以產(chǎn)生沿著孔道方向的縱向裂縫。

3.5.2 預(yù)防冰凍裂縫的措施：在建筑物基礎(chǔ)梁下填一定厚度的松散材料（爐渣）。

3.6 鋼筋銹蝕引起的裂縫

3.6.1 原因：鋼筋的生銹過(guò)程實(shí)際上是電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，這種效應(yīng)可在鋼筋周圍的混凝土中產(chǎn)生脹拉應(yīng)力，如果混凝土的保護(hù)層比較薄，不是以抵抗這種拉應(yīng)力時(shí)，就會(huì)沿著鋼筋形成一條順筋裂縫。順筋裂縫一旦產(chǎn)生，又進(jìn)一步促進(jìn)鋼筋銹蝕程度的增加，形成惡性循環(huán)，最后導(dǎo)致混凝土保護(hù)層剝落，甚至鋼筋銹斷。這種順筋裂縫對(duì)結(jié)構(gòu)的耐久性影響最大。

3.6.2 預(yù)防措施：防止順筋裂縫的措施是提高混凝土的密實(shí)度和抗?jié)B性，適當(dāng)加大保護(hù)層的厚度。

3.7 堿——骨科化學(xué)反應(yīng)引起的裂縫

3.7.1 原因和分析：堿——骨科反應(yīng)是指混凝土孔隙中水泥的堿性溶液與活性骨科（含活性Si02）化學(xué)反應(yīng)，生成堿——硅酸凝膠，堿硅膠溫水后可產(chǎn)生膨脹，使混凝土脹裂，開始時(shí)在混凝土表面形成不規(guī)則的細(xì)小裂縫，然后由表及里地發(fā)展，裂縫中充滿了白色深沉。

3.7.2 預(yù)防措施：堿——骨科化學(xué)反應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)件的耐久性影響極大，為了控制堿——骨科的化學(xué)反應(yīng)速度應(yīng)選擇優(yōu)質(zhì)骨科和低含堿量水泥，并提高混凝土的密實(shí)度和采用較低的水灰比。

結(jié)語(yǔ)

在水利工程建筑中，裂縫是一種比較常見(jiàn)的現(xiàn)象，混凝土裂縫的產(chǎn)生不僅會(huì)影響整個(gè)工程的穩(wěn)定性，還會(huì)降低建筑物的整體使用性，加快內(nèi)部鋼筋的銹蝕程度，降低混凝土的強(qiáng)度，嚴(yán)重地影響水利工程的使用年限。因此，建筑行業(yè)必須加強(qiáng)對(duì)混凝土裂縫的關(guān)注程度，把解決裂縫問(wèn)題作為重點(diǎn)工作之一。根據(jù)工程的具體情況來(lái)提出相應(yīng)的解決辦法，進(jìn)而推動(dòng)水利工程施工建設(shè)的發(fā)展，促進(jìn)我國(guó)水利事業(yè)的快速前進(jìn)。

[1]李常升.水利工程質(zhì)量監(jiān)控與通病防治全書[M].北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，1999.

[2]黃國(guó)興，陳改新.水利工程混凝土建筑物修補(bǔ)技術(shù)及應(yīng)用[M].北京：中國(guó)水利水電出版社，1986.