水利工程中混凝土裂縫的成因與施工控制

■彭國偉，郭春麗

■1.汝南縣國土資源局羅店國土資源管理所，河南 駐馬店 463300;2.汝南縣三門閘街道村鎮(zhèn)建設(shè)發(fā)展中心，河南 駐馬店 463300

水利工程中澆硂裂縫現(xiàn)象是一種較為普遍的問題，而其中存在著有害和無害兩種裂縫，兩者的存在對(duì)水利工程的整體價(jià)值造成不同程度的影響。澆硂有害裂縫指的是對(duì)澆硂工程結(jié)構(gòu)和外觀造成嚴(yán)重?fù)p害的裂縫現(xiàn)象，必須在施工中盡可能消除或進(jìn)行嚴(yán)密后期修補(bǔ)的裂縫現(xiàn)象，無害裂縫指的是在澆硂工程施工工藝允許范圍內(nèi)的裂縫，該類型的裂縫對(duì)澆硂質(zhì)量不造成影響，卻會(huì)影響澆硂工程的美觀度，可不做后期修補(bǔ)美化處理或需要進(jìn)行一定的后期美化處理。

1 水利工程中澆硂裂縫的危害解析

1.1 裂縫容易導(dǎo)致澆硂滲漏

澆硂滲漏引起混凝土碳化加速，大幅度降低混凝土的抗腐蝕性能，容易導(dǎo)致澆硂結(jié)構(gòu)物整體穩(wěn)定性降低，造成其在使用期內(nèi)抗壓強(qiáng)度小于工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，長(zhǎng)期使用中會(huì)出現(xiàn)耐久性不足等問題。澆硂裂縫出現(xiàn)在澆硂構(gòu)件中時(shí)，容易造成澆硂內(nèi)鋼筋快速銹蝕，使混凝土構(gòu)件體積增大，構(gòu)件本身負(fù)荷應(yīng)力能力降低，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響整體工程質(zhì)量，甚至引發(fā)安全風(fēng)險(xiǎn)。

1.2 澆硂裂縫滲漏問題將對(duì)水工結(jié)構(gòu)造成直接威脅

例如大壩、堤防等水利工程出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，汛期水利工程結(jié)構(gòu)承受較大應(yīng)力負(fù)荷時(shí)水利工程澆硂結(jié)構(gòu)將可能出現(xiàn)崩裂危險(xiǎn)，故而澆硂裂縫滲漏問題將可能威脅下游群眾的生命安全。

1.3 澆硂裂縫的出現(xiàn)，將導(dǎo)致水利工程壽命縮短

澆硂裂縫的出現(xiàn)，會(huì)導(dǎo)致澆硂內(nèi)部結(jié)構(gòu)中混凝土碳化速度加快，從而導(dǎo)致混凝土抗腐蝕能力降低，其不僅對(duì)水利工程的安全性造成嚴(yán)重影響，同時(shí)會(huì)導(dǎo)致水利工程的使用壽命大大縮短。

2 水利工程澆硂裂縫成因解析

2.1 低質(zhì)量建材導(dǎo)致澆硂裂縫

建材質(zhì)量是確保澆硂工程質(zhì)量的基本前提。水利工程中澆硂裂縫的出現(xiàn)究其原因很大程度上和建筑材料的質(zhì)量有關(guān)。水泥質(zhì)量低下，水泥性能和強(qiáng)度指標(biāo)不符合工程設(shè)計(jì)要求，入場(chǎng)時(shí)沒有經(jīng)過嚴(yán)格的質(zhì)量把關(guān)，水泥存儲(chǔ)沒有按照嚴(yán)格的技術(shù)要求執(zhí)行，導(dǎo)致水泥受潮和水泥質(zhì)保時(shí)間超限等;不合理的砂石骨料級(jí)配和沙石性能指標(biāo)不合格等會(huì)導(dǎo)致澆硂結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不均勻，從而導(dǎo)致澆硂構(gòu)件在長(zhǎng)期承受應(yīng)力過程中發(fā)生澆硂裂縫問題，

2.2 澆硂配合比不合理造成澆硂裂縫

澆硂質(zhì)量的關(guān)鍵影響因素是澆硂配合比，配合時(shí)間和配合比不合理都會(huì)造成澆硂施工控制問題，從而造成澆硂裂縫。究其原因是配合比問題會(huì)對(duì)澆硂強(qiáng)度造成直接影響，從而造成澆硂開裂問題，而含沙率和水灰比控制不合理以及骨料中泥沙量過大問題也同樣會(huì)引起澆硂裂縫問題的出現(xiàn)。

2.3 不合理的施工質(zhì)量控制引起澆硂裂縫

水利工程澆硂施工中經(jīng)常出現(xiàn)施工策略不合理的問題，其中施工質(zhì)量的不合理控制容易造成施工中出現(xiàn)澆硂施工工序混亂錯(cuò)亂以及不合理的機(jī)械操作問題，造成澆硂施工質(zhì)量得不到保障，從而導(dǎo)致澆硂裂縫出現(xiàn)。保溫措施不到位容易導(dǎo)致澆硂裂縫產(chǎn)生，澆硂具有顯著的熱脹冷縮特性，在冬季和夏季晝夜溫差較大的季節(jié)要特別注意澆硂表面的降溫和保溫工作，盡可能保證澆硂內(nèi)外溫度差值在安全范圍內(nèi)，避免因?yàn)闈渤o內(nèi)部和外部不同預(yù)應(yīng)力造成溫度裂縫;澆硂養(yǎng)護(hù)不合理也會(huì)造成澆硂裂縫產(chǎn)生，不合理的澆硂養(yǎng)護(hù)，導(dǎo)致澆硂表面水分過快蒸發(fā)而得不到合理的補(bǔ)水，因?yàn)闈渤o內(nèi)部結(jié)構(gòu)水分蒸發(fā)緩慢容易導(dǎo)致澆硂內(nèi)外在水化過程中出現(xiàn)不同的拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力過大時(shí)將會(huì)產(chǎn)生收縮裂縫;不合理的澆硂原料制備和施工過程也會(huì)導(dǎo)致澆硂裂縫的產(chǎn)生，具體如硂制備過程中攪拌不均勻、施工中澆硂震蕩不均勻以及裝模拆膜操作不合理等都會(huì)造成澆硂裂縫問題。

3 澆硂裂縫防控措施解析

3.1 做好施工設(shè)計(jì)從根源上控制澆硂裂縫

澆硂工程設(shè)計(jì)要保證具有合理性和科學(xué)性。在充分了解到到混凝土裂縫允許的寬度值后，應(yīng)該結(jié)合其要求做好設(shè)計(jì)，以防止裂縫的產(chǎn)生;嚴(yán)控硂配合比。施工時(shí)硂制備要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行配比和攪拌;重點(diǎn)控制硂的水灰比，要盡可能消減水泥含量，降低發(fā)生水泥水熱化現(xiàn)象;合理控制骨料含泥量，確保骨料清潔程度符合工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，將骨料中的泥土和雜質(zhì)顆粒物做最大程度的清除，切實(shí)做到骨料級(jí)配匹配;優(yōu)化澆硂配筋設(shè)計(jì)方案，基于技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性兩點(diǎn)，優(yōu)化澆硂配筋設(shè)計(jì)方案，合理選擇鋼筋的直徑和設(shè)置鋼筋間距，確保澆硂構(gòu)件的抗裂性能。

3.2 強(qiáng)化控制原材料質(zhì)量降低裂縫發(fā)生率

(1)嚴(yán)格把控原材料入場(chǎng)的質(zhì)量檢驗(yàn)。在澆硂施工中對(duì)入場(chǎng)的鋼筋和水泥等原材料進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量核查;檢驗(yàn)水泥的等級(jí)強(qiáng)度、保質(zhì)期和出廠日期，并抽檢部分水泥樣品進(jìn)行性能測(cè)試，驗(yàn)收入場(chǎng)后要做好水泥的現(xiàn)場(chǎng)庫管工作，謹(jǐn)防水泥存儲(chǔ)過程中出現(xiàn)受潮問題;嚴(yán)格檢查砂石骨料，對(duì)骨料級(jí)配、雜質(zhì)和含泥量等指標(biāo)進(jìn)行重點(diǎn)核查，工程施工中禁止使用不符合設(shè)計(jì)指標(biāo)的沙石骨料。

(2)優(yōu)選施工材料。澆硂施工中要優(yōu)先選用中低標(biāo)準(zhǔn)水泥，同時(shí)要選擇性能良好的粗骨料作為施工原料。粗骨料性質(zhì)對(duì)澆硂性能有著較大的影響，而選用熱學(xué)性良好的粗骨料有利于防止?jié)渤o裂縫的出現(xiàn)。

(3)最大限度的消減水泥使用量，施工中把粉煤灰等混合料混入水泥中使用，并依據(jù)水利工程具體情況，加入需要的外加劑，例如加入加氣劑、減水劑等;適當(dāng)調(diào)整骨料級(jí)配，保證在水灰比不變的情況下，優(yōu)先使用低流態(tài)混凝土進(jìn)行施工從而盡可能消減水泥的使用量。

4 強(qiáng)化混凝土施工過程管理，確保水利工程質(zhì)量

4.1 把握好澆筑時(shí)間

在施工時(shí)間上最好是春秋兩季，當(dāng)必須在夏季做澆硂施工時(shí)，應(yīng)該盡量避開夏季白天的高溫施工，施工時(shí)要合理設(shè)計(jì)和控制澆硂施工厚度，澆硂層不能太厚。不要在冬季大風(fēng)雪天氣進(jìn)行澆硂施工，氣溫溫度太低會(huì)讓澆硂水化熱反應(yīng)變慢，硂受凍收縮后容易出現(xiàn)硂裂縫。

4.2 采用適當(dāng)施工工藝和方法

盡可能減少澆硂外部的約束力;澆硂施工的理論溫度場(chǎng)與伸縮度分布以及收縮系數(shù)通常和實(shí)際施工有著一定差異，因此在施工中設(shè)置合理的后澆帶，把水工結(jié)構(gòu)自上而下分成若干區(qū)段。區(qū)段劃分要經(jīng)過專業(yè)的技術(shù)論證，區(qū)段長(zhǎng)度確定不能過于盲目。澆筑中各個(gè)區(qū)段都要留出合理的不澆灌寬度，保留預(yù)定時(shí)長(zhǎng)后方對(duì)該部分進(jìn)行混凝土澆筑，對(duì)后澆帶施工中要確保外界水進(jìn)入其中，另外雜物掉落后澆帶后再進(jìn)行清理難度極大，因此必須做好防護(hù)準(zhǔn)備。

4.3 確保養(yǎng)護(hù)質(zhì)量

水利工程中澆硂裂縫的防治是一項(xiàng)至關(guān)重要的工作，其中澆硂的早期養(yǎng)護(hù)是防治澆硂裂縫出現(xiàn)的關(guān)鍵?；炷猎缙陴B(yǎng)護(hù)工作能夠最大限度的降低混凝土產(chǎn)生的收縮力。早期養(yǎng)護(hù)工作主要是對(duì)澆硂構(gòu)建進(jìn)行濕潤(rùn)和保溫，在條件允許的情況下，大體積澆硂構(gòu)件要采用流水養(yǎng)護(hù)或者蓄水養(yǎng)護(hù)的方法。澆硂養(yǎng)護(hù)時(shí)間長(zhǎng)度是2-4 周，另外還需要在施工時(shí)考慮澆硂的水化熱現(xiàn)象。

5 結(jié)束語

水利工程施工中澆硂裂縫問題是一個(gè)較為常見且長(zhǎng)期存在的問題，要解決這一問題，必須堅(jiān)持早期養(yǎng)護(hù)控制為主，后期維護(hù)不久為輔的原則，嚴(yán)格把控施工設(shè)計(jì)、原材料、施工過程和后期養(yǎng)護(hù)幾個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，才能將澆硂裂縫問題造成的損害減小到最低。

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