水利工程中混凝土裂縫的原因及控制理論

郭偉

摘 要：水利工程中混凝土的質(zhì)量是整個(gè)工程質(zhì)量不可或缺的一部分，該文主要分析了混凝土質(zhì)量產(chǎn)生裂縫的原因，敘述了控制混凝土裂縫的基本措施和處理方法，為水利工程中混凝土施工提供相關(guān)的技術(shù)支持，保證整體工程的質(zhì)量和安全。

關(guān)鍵詞：水利工程，混凝土，裂縫，成因，控制

水利工程上混凝土的裂縫，是被工程界較為關(guān)注的問(wèn)題，荷載產(chǎn)生裂縫的繼續(xù)擴(kuò)展會(huì)危及結(jié)構(gòu)的安全，結(jié)構(gòu)的破壞也往往是從裂縫開(kāi)始。變形產(chǎn)生裂縫的出現(xiàn)造成工程滲漏，影響正常使用，使鋼筋銹蝕，保護(hù)層剝落，降低混凝土強(qiáng)度，嚴(yán)重?fù)p害工程耐久性，縮短工程使用壽命。此外還包含耦合作用下的裂縫和堿骨料反應(yīng)膨脹應(yīng)力引起的裂縫及凍融引起的裂縫。由于產(chǎn)生裂縫的微觀與宏觀機(jī)理的復(fù)雜性、動(dòng)態(tài)變化性，它也是困擾工程技術(shù)人員一個(gè)技術(shù)難題。

1 混凝土裂縫產(chǎn)生的原因

1.1 施工管理制度不健全

施工管理制度不健全、組織管理落后，施工組織設(shè)計(jì)、施工圖、規(guī)范組織施工沒(méi)有真正落實(shí)到位，施工前準(zhǔn)備工作不足，施工人員整體素質(zhì)低，事故方案不明確，質(zhì)量目標(biāo)的控制和分解不到位，施工過(guò)程中存在制度執(zhí)行力不足，管理制度的不健全導(dǎo)致了工程質(zhì)量的不達(dá)標(biāo)。

1.2 項(xiàng)目工程模板存在問(wèn)題

模板及其支架的承載力、剛度和穩(wěn)定性不符合建設(shè)要求，容易造成建設(shè)過(guò)程中模板變形，接縫漏漿。在澆筑混凝土前，撒水濕潤(rùn)不足或積水過(guò)多，模板清潔度不夠，模板存在雜物，隔離劑涂刷不均勻或者未涂刷，地坪、胎模存在不平整、預(yù)埋件或預(yù)留孔洞安裝不牢固、梁板起拱高度不達(dá)標(biāo)、模板拆除時(shí)間存在差異性等問(wèn)題都容易造成混凝土裂縫的產(chǎn)生。

1.3 混凝土施工問(wèn)題

混凝土施工問(wèn)題是影響混凝土裂縫的重要原因，施工過(guò)程中存在的問(wèn)題也較多，對(duì)水泥、砂、碎石、外加劑等材料的品種、規(guī)格、級(jí)別要求不嚴(yán)格，混雜物較多，低于水利工程的質(zhì)量要求；對(duì)于水泥的實(shí)際活性未及時(shí)測(cè)定，混凝土配合比合理的設(shè)計(jì)出現(xiàn)誤差，甚至存在隨意套用混凝土配合比，同時(shí)也存在對(duì)外加劑摻量控制不準(zhǔn)確等問(wèn)題；配合比稱(chēng)料不準(zhǔn)確，用水量添加隨意，混凝土坍落度混亂，攪拌過(guò)程中顛倒加料順序，攪拌時(shí)間不進(jìn)行嚴(yán)格控制，造成攪拌不均勻和離析現(xiàn)象；施工中振搗不實(shí)，發(fā)生離析、搗空現(xiàn)象，混凝土未能連續(xù)施工，振搗時(shí)間超過(guò)初凝時(shí)間；表面處理不當(dāng)，未按規(guī)定的時(shí)間、方法對(duì)混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)；放線誤差過(guò)大，環(huán)境溫度不適宜，氣溫低混凝土受凍等原因。

2 控制混凝土裂縫的技術(shù)理論

2.1 混凝土配合比的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

優(yōu)化混凝土配比，可以通過(guò)摻入粉煤灰，選擇減水劑，提高泵送流動(dòng)度，前期對(duì)采集原材料進(jìn)行試拌，配合比中盡可能地減少水泥用量，由于摻入適量的粉煤灰對(duì)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，因此添加Ⅰ級(jí)粉煤灰，粗骨料采用二級(jí)配，控制水膠比在規(guī)范允許的范圍內(nèi)，都是優(yōu)化混凝土配比較好的措施。

2.2 原材料的選擇。

按照混凝土施工的要求，砂料細(xì)度模數(shù)控制在2.4以上，含泥量控制在1%以?xún)?nèi)，碎石針片狀控制在10%以?xún)?nèi)，含泥量控制在1%以?xún)?nèi)，盡量使用低水化熱水泥，控制原材料的質(zhì)量的主要目的是讓混凝土不產(chǎn)生收縮。

2.3施工條件選擇。

混凝土的澆筑條件相對(duì)苛刻，施工時(shí)盡量避開(kāi)高溫、曝曬、降溫、多風(fēng)的天氣，若施工條件有限，則要按照規(guī)程要求在施工時(shí)進(jìn)行相應(yīng)遮擋和保溫措施。

2.4 施工過(guò)程控制。

第一，二次壓光消除混凝土塑性收縮裂縫。塑性收縮裂縫是由于表面水分散失導(dǎo)致，發(fā)生在初凝至終凝期間，消除此類(lèi)裂縫可以通過(guò)機(jī)械抹光機(jī)進(jìn)行大面積、高強(qiáng)度的提漿抹光，可以提高混凝土的平整度和表面強(qiáng)度，在混凝土終凝前再進(jìn)行二次人工抹壓收光，可以較大幅度降低此類(lèi)裂縫的產(chǎn)生概率。第二，約束裂縫控制措施。約束裂縫的產(chǎn)生是混凝土內(nèi)外溫差過(guò)大或收縮引起的約束拉力超過(guò)了混凝土的抗拉強(qiáng)度，在內(nèi)外溫差過(guò)大、氣溫快速降低時(shí)，應(yīng)適時(shí)采取保溫、保濕措施，做好氣溫預(yù)報(bào)，從而做到防護(hù)及時(shí)到位。第三，二次振搗法消除混凝土沉縮裂縫。對(duì)澆筑后坍落度已經(jīng)消失并開(kāi)始初凝的混凝土進(jìn)行二次振搗，混凝土?xí)霈F(xiàn)重新液化，可以更好地消除粗骨料、鋼筋下面的水膜，從而消除混凝土沉縮裂縫。

2.5混凝土干縮裂縫的控制措施。

混凝土存在空隙產(chǎn)生濕脹干縮，加強(qiáng)振搗使之密實(shí)，清除混凝土中的泌水，加強(qiáng)表面的抹壓收光，摻加優(yōu)質(zhì)粉煤灰，降低水灰比，可有效地控制混凝土濕脹干縮裂縫產(chǎn)生。

2.6混凝土內(nèi)部的溫度控制。

大體積混凝土內(nèi)部預(yù)先埋設(shè)熱電耦測(cè)溫，及時(shí)掌握混凝土內(nèi)部的溫升變化及內(nèi)部最高溫度的發(fā)生時(shí)間，通過(guò)蓄熱保溫措施讓混凝土內(nèi)外溫差控制在25℃以?xún)?nèi)，可以通過(guò)兩層農(nóng)膜加干鋪兩層草袋的做法進(jìn)行控溫。

2.7混凝土的養(yǎng)護(hù)與保護(hù)。

混凝土良好的養(yǎng)護(hù)可使混凝土保持或接近飽和狀態(tài)，水化作用速度最大，可以更好的減少混凝土裂縫發(fā)生概率，按照養(yǎng)護(hù)規(guī)范進(jìn)行管理，一般保溫、保濕養(yǎng)護(hù)的時(shí)間不少于14天。

3 混凝土裂縫處理方法

3.1 壓力注漿法修補(bǔ)裂縫

壓力注漿法可分為機(jī)械動(dòng)力法和低壓注漿法。機(jī)械動(dòng)力法是通過(guò)壓送設(shè)備將補(bǔ)縫漿液注入混凝土裂縫，以達(dá)到閉塞的目的，該方法屬傳統(tǒng)方法，修補(bǔ)效果較好。低壓注漿法是通過(guò)彈性補(bǔ)縫器將注縫膠注入，不借用其他動(dòng)力，操作簡(jiǎn)單，修補(bǔ)效果較好。

3.2 涂抹封閉法修補(bǔ)裂縫

涂抹封閉法是指在混凝土表面涂刷防水涂膜以封閉細(xì)微裂縫的修補(bǔ)方法，該方法適用于修補(bǔ)寬度小于0.20mm的細(xì)微裂縫。

3.3 開(kāi)槽填補(bǔ)法修補(bǔ)裂縫

此方法要沿混凝土裂縫開(kāi)鑿成槽，用聚合物水泥砂漿將其填補(bǔ)封閉，適用于結(jié)構(gòu)允許開(kāi)槽而寬度較大但數(shù)量不多的裂縫。

混凝土裂縫，尤其是水利工程中的混凝土裂縫，它的質(zhì)量好壞直接影響著水利工程運(yùn)行的效果，更重要的是嚴(yán)重危及建筑物的使用壽命，進(jìn)而影響社會(huì)和人民，所以施工技術(shù)人員必須要認(rèn)真學(xué)習(xí)技術(shù)規(guī)范，在實(shí)踐中要不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，提高發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，對(duì)水工混凝土裂縫要采取以預(yù)防為主的方針，盡量杜絕出現(xiàn)問(wèn)題后的修補(bǔ)。