水利工程施工中混凝土裂縫種類與防治措施

孫亞?wèn)|　王　敏（邯鄲市水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，河北 邯鄲 056001）

水利工程施工中混凝土裂縫種類與防治措施

孫亞?wèn)|王敏
（邯鄲市水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，河北 邯鄲 056001）

混凝土裂縫是水利工程施工中常見(jiàn)病害之一，嚴(yán)重影響水利工程結(jié)構(gòu)外觀和使用壽命，必須引起建設(shè)者的高度重視。本文列舉了混凝土裂縫的種類，分析產(chǎn)生這些裂縫的原因，進(jìn)而提出可靠的預(yù)防措施，對(duì)水利工程混凝土施工提供一些參考。

水利工程；混凝土裂縫；防治；措施

混凝土裂縫是混凝土材料發(fā)生的不連續(xù)現(xiàn)象，屬于物理病害的一種，混凝土裂縫不但會(huì)影響外觀，還會(huì)導(dǎo)致混凝土抗拉性能的降低，導(dǎo)致有害物質(zhì)侵入混凝土內(nèi)部，引發(fā)鋼筋銹蝕，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞，嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)的使用功能和耐久性，從而使人民生命財(cái)產(chǎn)和安全受到威脅。對(duì)于水利工程而言，混凝土裂縫會(huì)導(dǎo)致?lián)跛畨Φ臐B漏，如果滲漏嚴(yán)重就會(huì)危及工程使用和蓄水能力，造成不利影響；壩體混凝土裂縫如果達(dá)到一定深度和寬度會(huì)減弱壩體抗滑能力，影響整個(gè)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和安全?；炷亮芽p有的在施工期就存在，有的是在施工期以后運(yùn)行初期幾年內(nèi)出現(xiàn)，都屬于早期問(wèn)題，因此必須及早防治。下面就裂縫產(chǎn)生的原因?qū)⒒炷亮芽p進(jìn)行分類，并針對(duì)這些原因提出有效的預(yù)防和治理措施，防止裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展，保證水工建筑的質(zhì)量和安全。

1 水利工程中裂縫的種類和成因

1.1收縮裂縫?；炷聊痰倪^(guò)程就是水泥水化的過(guò)程，水泥水化會(huì)放出大量的熱，導(dǎo)致混凝土表面水分蒸發(fā)，進(jìn)而引起混凝土體積發(fā)生收縮，這種收縮在大體積混凝土中尤為明顯。如果混凝土在收縮過(guò)程中受到外界環(huán)境約束，就會(huì)形成收縮應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力值大于混凝土極限抗拉強(qiáng)度值時(shí)，混凝土就會(huì)產(chǎn)生收縮裂縫。經(jīng)分析，混凝土產(chǎn)生收縮裂縫的主要影響因素有：

1.1.1水泥品種﹑標(biāo)號(hào)和水泥用量。不同品種的水泥收縮性大小也不一樣；標(biāo)號(hào)低的水泥單位體積用量大，收縮性也大；有時(shí)為了提高混凝土強(qiáng)度，會(huì)增加水泥用量，也會(huì)使收縮性變大。

1.1.2骨料品種。骨料品種不同，吸水率不同，收縮性也不一樣。且骨料粒徑越小，收縮性越大；含水量大，收縮性也越大。

1.1.3水灰比。水灰比越高，用水量越大，混凝土收縮性越大。

1.1.4摻合料。摻合料保水性能越好，則混凝土收縮性越小。

1.1.5養(yǎng)護(hù)條件。養(yǎng)護(hù)時(shí)，濕度越高，氣溫適宜，養(yǎng)護(hù)時(shí)間越長(zhǎng)，混凝土越不易發(fā)生收縮。

1.1.6氣候條件?？諝鉂穸仍叫?，溫度越高，風(fēng)速越大，混凝土收縮越快。

1.1.7振搗方式和振搗時(shí)間。機(jī)械振搗方式比人工振搗方式混凝土收縮性要小。振搗時(shí)間過(guò)短，容易振搗不實(shí)，強(qiáng)度不均勻；振搗時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，容易造成粗骨料下沉，上層細(xì)骨料偏多，強(qiáng)度不均且混凝土表層容易發(fā)生收縮裂縫。

1.2溫度裂縫。溫度裂縫產(chǎn)生的原因是混凝土內(nèi)外存在溫差。溫差產(chǎn)生的原因是水泥水化放熱使得混凝土內(nèi)部溫度較高，而混凝土表面溫度相對(duì)較低。尤其是在環(huán)境溫度較低時(shí)，混凝土孔隙中的水結(jié)成冰，體積發(fā)生膨脹產(chǎn)生壓力，或者過(guò)冷的水滲透遷移產(chǎn)生壓力，二者共同作用力超過(guò)混凝土本身抗拉強(qiáng)度時(shí)，混凝土就會(huì)發(fā)生破壞，溫度裂縫就會(huì)出現(xiàn)。

溫差裂縫主要有以下三種情況：

1.2.1混凝土澆筑完成初期水泥水化反應(yīng)產(chǎn)生大量的熱造成內(nèi)外溫差，產(chǎn)生裂縫。

1.2.2混凝土拆模后，由于氣溫較低，未及時(shí)保溫覆蓋，混凝土表面的溫度迅速下降導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生。

1.2.3混凝土內(nèi)部溫度過(guò)高，不能及時(shí)散熱，產(chǎn)生溫差裂縫。

1.3安定性裂縫。安定性裂縫的表現(xiàn)主要是龜裂，一般是由于混凝土體積安定性不良造成的?；炷馏w積安定性是指水泥在硬化過(guò)程中，體積變化是否均勻的性能。因此水泥的安定性是影響混凝土體積安定性的主要原因。水泥熟料中游離氧化鈣和氧化鎂含量過(guò)多或石膏摻量過(guò)多都會(huì)造成水泥安定性不良，因此混凝土配料時(shí)一定要嚴(yán)格檢驗(yàn)水泥的安定性指標(biāo)，嚴(yán)禁不合格水泥的使用。

另外，由于鋼筋腐蝕也會(huì)引起混凝土裂縫的產(chǎn)生，一定要注意鋼筋的保護(hù)。鋼筋使用前其表面必須潔凈﹑無(wú)污物，對(duì)已經(jīng)發(fā)生銹蝕的鋼筋，必須用鋼絲刷和砂布清除干凈，以保證鋼筋與混凝土的有效粘結(jié)。

2 水工混凝土裂縫的防治措施

2.1優(yōu)化混凝土配合比。首先在選擇材料上下功夫，要選擇收縮性小的水泥品種和骨料，水泥要選擇低堿含量水泥，骨料一定要采用連續(xù)級(jí)配，不得使用堿性骨料，以免發(fā)生堿骨料反應(yīng)，同時(shí)要特別控制骨料的含泥量指標(biāo)和有害物質(zhì)含量。其次可通過(guò)摻加外摻料和外加劑等方式改善混凝土性能，既能保證混凝土強(qiáng)度又能有效減少水泥用量，減少單位體積用水量，使水灰比在合適的范圍內(nèi)。還要注意拌合用水的選擇，最好選擇中性可飲用水。

2.2做好結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)處理，避免混凝土發(fā)生不均勻沉降，產(chǎn)生沉降裂縫。施工時(shí)一定要保證地基基礎(chǔ)的穩(wěn)定，對(duì)松軟的地質(zhì)結(jié)構(gòu)要采取夯實(shí)，加固或換填等措施。使用的模板要有足夠的剛度和強(qiáng)度，不能發(fā)生變形，支撐要求穩(wěn)固牢靠。混凝土澆筑過(guò)程中不得被雨水浸泡，拆模時(shí)間要根據(jù)混凝土強(qiáng)度決定，注意拆除的先后順序。

2.3加強(qiáng)混凝土澆筑過(guò)程管理。混凝土施工時(shí)要合理安排澆筑時(shí)間，盡量避免高溫大風(fēng)天氣施工。夏季如果骨料溫度較高，可采取加冷水降溫措施，或在混凝土中埋設(shè)冷凝水管；冬季可提前給骨料加熱，或采用加熱拌合用水等方式盡量減少溫差形成；雨季要隨時(shí)監(jiān)測(cè)集料含水量變化，避免水灰比發(fā)生變化；振搗時(shí)要控制好振搗時(shí)間，最好采用機(jī)械振搗方式，觀察混凝土中無(wú)氣泡冒出，有均勻浮漿出現(xiàn)即可停止振搗。

2.4加強(qiáng)混凝土早期養(yǎng)護(hù)。在混凝土拆模后要及時(shí)進(jìn)行覆蓋，并定期灑水養(yǎng)護(hù)，保持混凝土表面濕潤(rùn)。養(yǎng)護(hù)時(shí)間要視情況而定，夏季不少于7天，冬季不少于14天。冬季要采取保溫措施，可搭設(shè)防風(fēng)暖棚等。

對(duì)于溫度和收縮引起的裂縫，也可通過(guò)增加配筋數(shù)量來(lái)改變。選擇直徑小，間距密的鋼筋布置可大大提高混凝土抗裂性能，預(yù)防裂縫發(fā)生。對(duì)于混凝土中鋼筋保護(hù)層的厚度應(yīng)當(dāng)盡量取較小值，因?yàn)楸Ｗo(hù)層的厚度愈大愈容易發(fā)生裂縫。

結(jié)語(yǔ)

混凝土裂縫產(chǎn)生的原因還有很多，我們必須認(rèn)真總結(jié)分析可能造成裂縫的各種原因，制定有效的預(yù)防措施，在施工和管理等各個(gè)方面加強(qiáng)控制，才能有效避免裂縫的產(chǎn)生。

[1]寧紅軍，李芳．淺議水工混凝土裂縫的預(yù)防與處理[J]．丹東海工，2008（06）．

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