水利施工中混凝土裂縫的成因與防治措施

王偉

（黑龍江省水利工程建設局，黑龍江 哈爾濱 150040）

水利工程關系著國民生命財產(chǎn)安全，其工程質(zhì)量一定要有保證。如果在施工中出現(xiàn)了有裂縫的混凝土，則必須要引起重視。因為裂縫的混凝土會使得其內(nèi)部的鋼材與空氣接觸而產(chǎn)生銹跡，這樣就會導致鋼筋混凝土結構的承載力、耐用性和使用壽命受影響，存在安全隱患，威脅著人們的生命財產(chǎn)安全。文章主要分析和研究了混凝土中出現(xiàn)裂縫的原因、以及防治措施，保證建筑物的安全使用。

1 水利施工中混凝土裂縫成因分析

混凝土出現(xiàn)裂縫，主要由兩方面的原因導致，一個是混凝土質(zhì)量原因導致，另外一個是混凝土環(huán)境因素導致。由于質(zhì)量問題導致的，主要是由于水泥質(zhì)量不合格，沒有達到相應的標號?；炷恋臉颂柺且粋€重要的指標，表示該混凝土制品立方體上抗壓的強度大小。那么這個立方體多大呢？行業(yè)內(nèi)以邊長為15cm的立方體來做試驗，在常溫常壓情況下（一般以標準溫度20℃左右為常溫，一個大氣壓左右為常壓），相對的環(huán)境濕度在90%以上，置放二十八天后再來測試其抗壓程度。根據(jù)測得的抗壓程度值，標號由低到高可以將混 凝 土 分 為 ：C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60 號等十二級。這里的標號越低，說明該混凝土的抗壓強度越差，相反標號高則抗壓強度高。當然我們選擇的混凝土時并非要求高標號的混凝土就好，一般情況下認為達到實用目的就行。還有混凝土中的鋼筋外露，導致被腐蝕而引起混凝土出現(xiàn)裂縫。

混凝土所在外界環(huán)境因素出現(xiàn)裂縫，主要有塑性收縮裂縫和溫差裂縫導致。由于混凝土在凝固的過程中，會逐漸散熱和蒸發(fā)這就會導致混凝土的體積發(fā)生收縮，特別是成塊的混凝土中，如果收縮時受到外界環(huán)境的約束，就會形成收縮應力不均的現(xiàn)象，當應力超出了當時混凝土抗拉極限值時從而會出現(xiàn)裂縫。裂縫是混凝土建筑物最常見的病害之一。裂縫是材料的不連續(xù)現(xiàn)象，屬于物理性病害，是水工混凝土耐久性的首要影響因素。裂縫的出現(xiàn)，多數(shù)在施工期就存在，有的雖然在施工期以后，也多在運行初期5～10年以內(nèi)，不是由于運行期長工程老化問題，而是早期的問題。裂縫的存在直接導致混凝土抗拉性能的降低，裂縫也會引導有害物質(zhì)進入混凝土內(nèi)部，造成鋼筋銹蝕，甚至混凝土結構破壞。對于水庫蓄水發(fā)電和灌溉來說，擋水混凝土結構的裂縫會直接引起滲漏，如果滲漏量達到一定程度，就直接危及工程的蓄水能力；對于混凝土重力壩來說，如果裂縫達到一定貫穿深度和寬度，會引起壩體揚壓力的急劇增長，削弱壩體的抗滑能力，對結構抗震非常不利、甚至會對整個壩滑能力，對結構抗震非常不利，甚至會對整個壩體的結構穩(wěn)定和安全造成威脅。溫差裂縫是由于混凝土內(nèi)部和外部之間產(chǎn)生溫差所引起的，溫差產(chǎn)生的原因是水泥水化熱引起的混凝土內(nèi)部和混凝土表面的溫差過大。在溫度正負交替過程中，混凝土微孔中的水成為結冰或過冷的水，體積膨脹產(chǎn)生凍脹壓力，過冷的水遷移產(chǎn)生滲透壓力，當兩者的附加作用力超過混凝土的抗拉強度時，混凝土就遭受破壞。水利工程中混凝土由于溫差出現(xiàn)裂縫主要有三種情況會導致，第一種情況是在水工混凝土在施工初期，產(chǎn)生大量的水化熱，內(nèi)外的溫差使其產(chǎn)生裂縫；第二種情況是，混凝土拆模前后，混凝土表面的溫度會急速下降，裂縫產(chǎn)生；第三種情況是由于混凝土內(nèi)部溫度到達極限，但是熱量散發(fā)慢，而產(chǎn)生溫差裂縫。施工中的大體積混凝土，主要是由于溫差產(chǎn)生裂縫，諸如水工大壩、分洪閘、攔河壩等體積水工混凝土更易發(fā)生此類裂縫。

2 防治水利施工中混凝土裂縫的出現(xiàn)

水利施工中混凝土出現(xiàn)裂縫會對水利工程形成隱患，時間長久后會對國民的生命財產(chǎn)造成威脅。如何防治水利施工中混凝土裂縫的產(chǎn)生呢？個人根據(jù)多年的施工經(jīng)驗，認為可以從這幾個方面著手：首先優(yōu)化混凝土的設計和配合比，其次加強對混凝土的養(yǎng)護，避免混凝土出現(xiàn)沉降特別是不均勻的沉降，還需要預防塑性收縮裂縫。

混凝土制作前先要優(yōu)化其配比，對水泥、水以及其他材料根據(jù)需要進行恰當?shù)呐浔?。具體的配比技術，例如在采集原材料進行試拌，盡可能地減少水泥用量，添加一級粉煤灰，將水膠比控制在規(guī)范允許的范圍內(nèi)，粗骨料采用二級配。之所以摻入適量的粉煤灰，這對改善混凝土的和易性、降低溫升、減少收縮、提高抗侵蝕具有良好的作用。在裂縫易發(fā)生部位如孔洞周圍以及轉角處布置一些斜筋，從而讓鋼筋代替混凝土承擔拉應力，這樣可以有效的控制裂縫的發(fā)展。為了避免裂縫的出現(xiàn)，在設計中利用中低強度底水泥充分利用混凝土的后期強度。在工程結構設計中要特別注意降低結構的約束度。對于混凝土中鋼筋保護層的厚度應當盡量取較小值，因為保護層的厚度愈大愈容易發(fā)生裂縫。

對混凝土的保養(yǎng)，是十分重要的，當混凝土澆灌完后，必須在混凝土拆模后掛上草簾或鋪草澆水，主要是為了養(yǎng)護保濕?；炷帘窆ぷ?，可以預防混凝土初期的裂縫出現(xiàn)，同時能穩(wěn)定混凝土的后期承載強度和韌度。保養(yǎng)的時候還要注意混凝土中的鋼材防腐蝕，出現(xiàn)腐蝕會影響混凝土的質(zhì)量和使用壽命。選擇抗腐蝕性強的鋼筋材料和混凝土材料，避免使用堿骨料等措施，對防止混凝土裂縫有較好的效果。堿骨料化學反應對結構的耐久性影響很大，為控制堿骨料的化學反應，最好選擇優(yōu)質(zhì)骨料和低含堿量的水泥以及中性拌和水，在提高混凝土密實度的同時合理降低水灰比。

解決方法有減輕結構的重量，合理安排施工的工序，改善混凝土結構等。如果只簡單的依靠減輕結構重量來控制沉降，只會使整個結構的自身重量加大，穩(wěn)定性不強，會加重不均勻的沉降。在工程實踐中，應以抵抗不均勻沉降為主要保護措施。同時還要注意塑性收縮導致裂縫的產(chǎn)生，這里需要選用干縮值較小、強度好的硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥。嚴格控制水灰比例，摻加高效減水劑來增加混凝土的強度，減少水和水泥的分量。

結束語

水利工程是關系國計民生的大事，對人們的生命財產(chǎn)要負責，就必須做出合格的、質(zhì)量可靠的水利工程出來。而水利工程中混凝土是必備的材料，解決混凝土裂縫產(chǎn)生的部分技術問題，具有一定的實際意義。

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