水工建筑混凝土裂縫的成因與預(yù)防策略

曾志堅(jiān)

隨著人們對(duì)于自然開發(fā)的程度不斷加大，各種巨型的水利工程建筑出現(xiàn)在世人眼前，為人們的生產(chǎn)生活帶來(lái)了越來(lái)越多的便利。但是在很多水工建筑的主體混凝土部分，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)由于各種原因出現(xiàn)裂縫而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)損壞的現(xiàn)象。經(jīng)過研究分析，造成混凝土裂縫的兩個(gè)最主要的因素就是對(duì)于施工溫度和濕度的控制，但是水泥選擇、人工養(yǎng)護(hù)等因素也不可忽視，接下來(lái)我們分析研究水工建筑混凝土裂縫形成的原因，并探討針對(duì)性的解決措施。

1 水工建筑混凝土裂縫成因

（1）由于溫度變化原因?qū)е禄炷脸霈F(xiàn)裂縫，混凝土出現(xiàn)裂縫最多的時(shí)期一般是混凝土澆筑的初期，這個(gè)時(shí)候由于內(nèi)部混凝土還沒有完全凝固，其結(jié)構(gòu)也沒有達(dá)到一個(gè)相對(duì)的穩(wěn)定，一旦在這個(gè)時(shí)候混凝土表面出現(xiàn)巨大的溫差，就很容易造成混凝土表面裂縫的產(chǎn)生。所以在溫差較大的環(huán)境下施工時(shí)，要對(duì)混凝土進(jìn)行全面有效的保護(hù)措施，比如在混凝土表面覆蓋一層保溫材料，采用人工物理改變溫度的方法控制混凝土表面溫度等等。

（2）關(guān)于水泥選擇方面的原因。我們都知道水泥在凝固的過程中會(huì)釋放出大量的熱量，其內(nèi)部的溫度和外部的溫度有很大的差異，如果施工過程正好在寒冬階段，那混凝土就會(huì)出現(xiàn)內(nèi)部“火熱”，外表冰寒的巨大溫差，這樣的溫度梯度很容易造成混凝土表面的大量裂縫產(chǎn)生。要想有效的避免這種情況的發(fā)生，首先要從水泥的本身著手，即要讓水泥的內(nèi)部和外部的溫度差最小。

（3）濕度控制方面。濕度的不同也會(huì)使混凝土內(nèi)部出現(xiàn)干縮的現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生，如果干縮現(xiàn)象與前面的溫差現(xiàn)場(chǎng)的效果進(jìn)行疊加，則會(huì)使混凝土產(chǎn)生大縱深方向的裂縫，加速混凝土的破壞，所以對(duì)于濕度的控制同樣不可忽視。

2 水工建筑混凝土裂縫預(yù)防措施

針對(duì)混凝土在凝固過程中內(nèi)部放熱之后與外部的溫度差，目前普遍采用的是中期通水的施工方法，通水的時(shí)機(jī)應(yīng)該根據(jù)混凝土凝結(jié)過程的實(shí)際情況來(lái)判定，在接縫灌漿的過程中，一般會(huì)埋設(shè)一定密度的通水管道，這些管道就負(fù)責(zé)在混凝土凝固的過程中進(jìn)行冷卻。最近水工建筑施工人員又發(fā)明了一種對(duì)抗溫差變化的新方法，即在施工過程中對(duì)混凝土內(nèi)部摻入一定量的冰水混合物，這樣可以將混凝土內(nèi)部的溫度較長(zhǎng)時(shí)間的保持在零度左右，冰水混合物可以在吸收混凝土放出的熱量之后溫度不上升，有效的減少混凝土內(nèi)外的溫度差。

水泥選擇方面預(yù)防混凝土裂縫的措施為在混凝土的內(nèi)部采用熱量釋放比較低的礦渣水泥、新型煤粉灰水泥等等，相對(duì)于混凝土的內(nèi)部，外部的混凝土水泥的選擇則要以內(nèi)部的混凝土為基準(zhǔn)，在合理的評(píng)估施工環(huán)境的溫差情況下，采用釋放熱量與內(nèi)部混凝土溫差不大的水泥。除此之外，外部水泥的選擇還要注意其凝固之后的耐磨性、抗腐蝕性、高強(qiáng)度等因素，以保證混凝土表面不會(huì)因?yàn)樗そㄖh(huán)境的水流沖刷造成過大的影響。

最后是關(guān)于混凝土裂縫的濕度原因解決方法，要想解決干縮所產(chǎn)生的問題，首先要了解濕度變化與干縮變形之間的相對(duì)關(guān)系。這種相對(duì)關(guān)系主要指的是混凝土內(nèi)部的濕度梯度對(duì)于混凝土內(nèi)部的結(jié)構(gòu)受力產(chǎn)生的影響、混凝土內(nèi)部的水分?jǐn)U散特點(diǎn)以及混凝土內(nèi)部的微小空隙對(duì)于濕度的影響等等。相關(guān)的建筑行業(yè)人員通過多次試驗(yàn)總結(jié)出了如下的公式：

Dh（H，D）=Dh（H）/1-D 其中 Dh（H）代表沒有將損傷問題考慮在內(nèi)的濕度擴(kuò)散系數(shù)，Dh（H，D）是考慮到損傷過后的濕度擴(kuò)散系數(shù)，D為損傷參數(shù)。

混凝土濕度擴(kuò)散不均勻會(huì)導(dǎo)致其表面的拉應(yīng)力變化最終產(chǎn)生裂縫。由于施工的前期混凝土彈模相對(duì)較小，隨著拆模工作的進(jìn)行，表面的濕度變化也開始隨著加快，所以后期的拉應(yīng)力會(huì)比前期的大很多。所以需要將解決問題的重點(diǎn)放在混凝土澆筑的早期以及混凝土拆模工作進(jìn)行完成之后?；炷翝穸瓤刂频姆椒ㄏ鄬?duì)較多，最常用的是定期給混凝土表面進(jìn)行灑水潤(rùn)澤，這樣可以有效的保持混凝土表面以及淺層的濕潤(rùn)，以減少因?yàn)闈穸纫蛩禺a(chǎn)生的裂縫。除此之外，保持混凝土濕度的方法還有利用一些密封的材料對(duì)混凝土表面進(jìn)行覆蓋，這樣可以減少混凝土內(nèi)部水分的蒸發(fā)損失；在炎熱地區(qū)采用遮陽(yáng)的方式降低混凝土表面的溫度，以減少蒸發(fā)的水分損失；混凝土攪拌過程中充分?jǐn)嚢枰约胺磸?fù)均勻攪拌則可以使混凝土內(nèi)部的濕度條件保持均勻合理。

3 對(duì)于水工建筑混凝土裂縫的其他預(yù)防措施

前面介紹到的幾種情況是水工建筑中混凝土裂縫產(chǎn)生的最主要原因以及其相對(duì)應(yīng)的預(yù)防措施，但是在水工建筑的實(shí)際使用過程中，這些措施是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。

首先需要做的是對(duì)于水工建筑的定期巡查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)一些對(duì)混凝土產(chǎn)生威脅的因素，比如某地區(qū)水質(zhì)情況變化導(dǎo)致水中化學(xué)元素增多進(jìn)而腐蝕混凝土。另外與水工建筑連接的一些鋼筋等建筑材料也需要納入混凝土的養(yǎng)護(hù)范疇中，因?yàn)殇摻钌P體積會(huì)先膨脹，之后銹渣脫落使得其體積變小，這個(gè)過程中如果鋼筋與混凝土是緊密相連的，就會(huì)對(duì)混凝土表面產(chǎn)生一定的損壞，這種損壞逐漸積累，最終也會(huì)產(chǎn)生“千里之提，潰于蟻穴”的效果。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，水工建筑混凝土裂縫預(yù)防策略研究是非常重要的，它改善了建筑工程質(zhì)量，提高了人們生活水平，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)均衡發(fā)展，作為水工建筑混凝土裂縫預(yù)防人員，一定要提高自身工作素質(zhì)，要及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并處理，并向上級(jí)部門提出解決措施，確保我國(guó)水工建筑混凝土裂縫預(yù)防安全運(yùn)行，從而提高經(jīng)濟(jì)效益。