水利工程中大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生與預(yù)防

摘要：在水利工程中，有很多大型工程項目建設(shè)多采用混凝土澆筑的形式進行施工，混凝土澆筑具有強度高，施工相對容易的特點，可以做到一次成形，在工程建設(shè)應(yīng)用較多，但混凝土施工過程中也會出現(xiàn)裂縫的問題，嚴(yán)重的會影響工程質(zhì)量，本文針對混凝土裂縫產(chǎn)生的原因進行了分析研究，并提出了相應(yīng)的預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：大體積混凝土；裂縫；預(yù)防措施

中圖分類號： TV544 文獻標(biāo)識碼： A DOI編號： 10.14025/j.cnki.jlny.2014.21.0050

1大體積混凝土裂縫產(chǎn)生原因

裂縫的產(chǎn)生主要有兩種情況，一種是結(jié)構(gòu)型裂縫，另一種是材料型裂縫。結(jié)構(gòu)型裂縫主要是因為載荷或外力過載而使混凝土變形產(chǎn)生，而材料型裂縫是由溫度應(yīng)力和混凝土的收縮引起。

1.1 溫度裂縫

混凝土澆筑后，因混凝土內(nèi)外的溫度差所造成，澆筑初期，由于大體積混凝土內(nèi)部產(chǎn)生大量的水化熱，這些熱量在內(nèi)部很難散發(fā)，使得內(nèi)部溫度升高而體積外脹，而混凝土外部溫度較低，內(nèi)外的溫差使得拉應(yīng)力不同，而導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生。另外，混凝土凝固后，拆模時，表面溫度會下降很快，而內(nèi)部溫度降得較慢，會產(chǎn)生內(nèi)外溫差也能導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生。

1.2 收縮裂縫

由于水泥在硬化成形的過程中，一部分水分和水泥發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而消耗掉，一部分會散發(fā)到混凝土體外，水分的失去會導(dǎo)致混凝土收縮，另外由于其他原因也會導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生收縮。在水泥活性大、混凝土溫度較高，或在水灰比較低的條件下會加劇引起開裂。當(dāng)混凝土尚處于塑性狀態(tài)，稍微受到一點拉力，混凝土的表面就會出現(xiàn)分布不均勻的裂縫，隨著混凝土體內(nèi)的水分蒸發(fā)進一步加大，裂縫會進一步擴展。

2預(yù)防裂縫的有效措施

2.1要把好材料關(guān)

混凝土是由水泥、水、砂石、摻和料、外加劑等多種材料共同混合而成，組成材料的質(zhì)量好壞，直接決定混凝土質(zhì)量的好壞，各種材料的質(zhì)量也是裂縫產(chǎn)生的主要原因。

水泥：水泥與水混合后發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，同時伴有大量的水化熱產(chǎn)生，使混凝土內(nèi)外產(chǎn)生溫差而形成裂縫，所以在施工時要盡可能降低水化熱的產(chǎn)生，在水泥使用上要盡可能使用水化熱低的水泥，要嚴(yán)格按照實驗的數(shù)據(jù)控制水泥的用量，在保證強度的情況下，盡可能少用水泥，不可隨意增加水泥用量。

摻加粉煤灰：在實際施工中，有時為了減少水泥水化熱的產(chǎn)生，可以適當(dāng)摻加粉煤灰來代替水泥，這樣能減少水泥用量，同時也能提高和易性，由于粉煤灰中含有大量的硅、鋁氧化物，這些物質(zhì)會同水泥的水化物進行二次反應(yīng)，減少水化熱，降低混凝土的熱脹度。避免裂縫的產(chǎn)生，但粉煤灰的用量不宜過多。

粗骨料：對于粗骨料，要盡量使用較大粒徑的，粒徑越大，級配越好，孔隙率也就越小，這樣能減少砂漿量和水泥用量，進而不會產(chǎn)生大量的水化熱，有效防止裂縫的產(chǎn)生。

細(xì)骨料：細(xì)骨料最好的選擇是用中粗砂，因為中粗砂孔隙率小，制成的混凝土無論是用水，還是水泥，都可以減少和降低水化熱，從而降低裂縫的產(chǎn)生。另外在使用中粗砂的時候，一定要經(jīng)過清洗，去除砂中的泥土，因為含泥量大會導(dǎo)致混凝土收縮變形增大，易產(chǎn)生裂縫。

2.2 外加劑的加入

在現(xiàn)在的水利工程施工過程中，對于大體積混凝土的澆筑，為了防止裂縫的產(chǎn)生，除了嚴(yán)控材料的質(zhì)量外，常常加入外加劑，主要有減水劑、緩凝劑、引氣劑等，減水劑的作用主要是降低水灰比，能夠減少水泥用量，改善混凝土的和易性，防止開裂，緩凝劑所起的作用是延緩混凝土的放熱峰值時間，待混凝土達到放熱峰值時，混凝土已經(jīng)是凝固達到最大強度，不至于開裂。引氣劑的作用也是改善混凝土的和易性、可泵性，同時提高其耐外性能，這三種外加劑都能不同程度的提高混凝土的強度，但在使用上，切不要過多，一定要按照實驗的數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)，切不要隨意亂加。

2.3 采用科學(xué)合理的施工工藝

大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生，除了因材料問題等原因外，施工工藝也是導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生的主要原因之一，在施工過程中要嚴(yán)控工藝水平，確保施工質(zhì)量，降低裂縫的產(chǎn)生。

2.3.1混凝土的拌制 拌制混凝土，原材料用量要準(zhǔn)確，進行嚴(yán)格計量，混凝土出機時，要控制好塌落度。在出機時，也要控制好溫度，可以用吹冷風(fēng)的方法進行降溫，也可以用加冰的方法進行拌合，盡量使新拌混凝土的溫度在6℃左右，不能過高。

2.3.2混凝土澆注、拆模 澆筑時要注意保證振搗質(zhì)量，要均要勻，保證振搗一致，澆筑完畢，對表面要進行壓實、抹平處理，防止裂縫產(chǎn)生，由于水利工程施工常常要求混凝土體積較大，這時要進行分層澆筑，振搗時要進行流水振搗，保證兩層能結(jié)合緊密。澆筑時間要避高溫和暴曬的情況，在夏季施工盡量要在夜間進行?；炷聊毯煤螅瑥姸冗_到設(shè)計強度的75%以上，就可以進行拆模了，拆模后表面溫度下降不要超過9℃以上。如果拆模時間遇上低溫季節(jié)，模板拆掉后表面降溫過大會產(chǎn)生收縮，如果表面收縮但在內(nèi)部約束的情況下，會產(chǎn)生拉應(yīng)力，引起裂縫產(chǎn)生，所以應(yīng)立即采取表面的保護措施，避免裂縫產(chǎn)生。

2.3.3養(yǎng)護 澆筑完的混凝土要及時進行合理的養(yǎng)護，應(yīng)在表面進行灑水保濕，一方面避免混凝土中的水分快速散失，促進表面的水化，另一方面也能保持溫度，避免高溫季節(jié)高溫倒灌，引起強烈干縮，避免裂縫的產(chǎn)生，為混凝土凝固提供一個良好的溫度環(huán)境，養(yǎng)護的開始時間一般是澆筑完12～18小時內(nèi)立即開始，周期控制在不小于28天，或者根據(jù)設(shè)計齡期進行養(yǎng)護。若是在高溫季節(jié)施工，則要在初期采用通制冷水來降低混凝土最高溫度峰值，但通水時間不能過長。

參考文獻

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作者簡介：劉紹華，大專學(xué)歷，輝南縣小椅山水庫灌區(qū)管理處，工程師，研究方向：水利工程。