關(guān)于水利工程混凝土裂縫相關(guān)問題之剖析

【摘要】裂縫是水利建筑物混凝土結(jié)構(gòu)中普遍存在的一種現(xiàn)象。它的出現(xiàn)不僅會降低水利建筑物的抗?jié)B能力，影響水利建物的使用功能，而且會引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，低材料的耐久性，影響水利建筑物的承載能力。對此，本文就以此問題展開探討，以供借鑒！

【關(guān)鍵詞】水利工程；混凝土裂縫；控制

前言

水利工程質(zhì)量問題中，混凝土裂縫現(xiàn)象則更為突出，因此必須十分重視混凝土裂縫成因的分析及預(yù)防。應(yīng)該指出的是混凝土中有些裂縫是很難避免的，例如普通鋼筋混凝土受彎構(gòu)件，在30%～40% 設(shè)計荷載作用下就可能開裂；而受拉構(gòu)件開裂時的鋼筋應(yīng)力僅為鋼筋設(shè)計應(yīng)力的7%～10%。工程實際中除了荷載作用造成的的裂縫外，更多的是混凝土收縮、溫度變形和不均勻沉降等導(dǎo)致開裂。雖然有些裂縫對使用無多大危害，但在實際施工中仍有必要對其進行有效控制，特別是避免有害裂縫的產(chǎn)生。

一、混凝土裂縫的種類分析

按裂縫寬度劃分：宏觀裂縫和微觀裂縫。

按裂縫方向劃分：水平裂縫、垂直裂縫、橫向裂縫、縱向裂縫、斜向裂縫以及放射狀裂縫等。

按裂縫深度劃分：貫穿裂縫、深層裂縫、表面裂縫。

按裂縫產(chǎn)生原因劃分：由外荷載引起的裂縫、由變形引起的裂縫、由施工操作引起的裂縫。

二、混凝土裂縫的危害分析

1、影響結(jié)構(gòu)整體性

水利工程混凝土裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)的嚴重病害，貫穿裂縫和深層裂縫會破壞結(jié)構(gòu)的整體性，改變混凝土的受力條件，從而使局部甚至整體結(jié)構(gòu)有發(fā)生破壞的可能，嚴重影響建筑物的質(zhì)量。剪切裂縫多發(fā)生在支座或者較大集中荷載附近，早期溫度裂縫直接影響鋼筋混凝土構(gòu)件的完整性。當結(jié)構(gòu)出現(xiàn)貫穿性裂縫時，要恢復(fù)結(jié)構(gòu)的整體性就非常困難。

2、縮短結(jié)構(gòu)耐久性

混凝土耐久性主要指抗?jié)B性、抗凍性、抗侵蝕性及碳化性能。當結(jié)構(gòu)處于冰點以下環(huán)境時，混凝土發(fā)生凍融破壞的最顯著的特征是表面剝落，嚴重時可露出石子?；炷恋膲A—集料反應(yīng)可引起混凝土的膨脹、開裂，甚至破壞。當混凝土結(jié)構(gòu)處在有侵蝕性介質(zhì)作用的環(huán)境時，會引起水泥石發(fā)生一系列化學(xué)、物理與物化變化，而逐步受到侵蝕，嚴重的使水泥石強度降低，以至破壞。鋼筋的銹蝕表現(xiàn)為鋼筋在外部介質(zhì)作用下發(fā)生電化反應(yīng)，逐步生成氫氧化鐵，即鐵銹，造成混凝土順筋裂縫，從而成為腐蝕介質(zhì)滲入鋼筋的通道，加快結(jié)構(gòu)的損壞。

3、致使結(jié)構(gòu)使用功能失常

對堆石壩混凝土面板，由于外部環(huán)境產(chǎn)生的早期溫度裂縫通常貫穿于整個截面厚度，從而造成滲漏。對擋水建筑物而言說，裂縫滲漏水會嚴重影響建筑物的使用功能，雖然水量的損失本身并不嚴重，但裂縫的存在往往會限制蓄水位。

三、水利工程混凝土裂縫問題分析

1、砼的配合比的選擇

施工所用的配合比是經(jīng)過室內(nèi)試驗后取得的，水泥摻量為280-330 kg/m3之間，符合泵送砼要求，施工中使用的大同普硅525#水泥從多年的使用和檢測結(jié)果看，該廠家水泥的強度、安定性等方面是穩(wěn)定和良好的。已澆完砼共取樣312組，檢測結(jié)果為全部合格，平均強度為 31Mpa，在現(xiàn)場及有關(guān)單位進行的回彈儀無損檢測結(jié)果也是理想的，強度為32-33MPa。另外，分析砼裂縫形狀、規(guī)律和水泥摻量大的所產(chǎn)生的裂縫形狀、尺寸、規(guī)律也不相符，可以判斷：裂縫的產(chǎn)生與配合比無直接關(guān)系。

2、砼的澆筑方式

在施工中，4#洞的全斷面砼襯砌是由2#拌合站供料的，砼攪拌車運料，運距0.5km，到現(xiàn)場后，由砼泵輸送進倉號，（每塊間隔3天左右），施工中每個澆筑段施工縫均設(shè)橡膠止水和鋪設(shè)復(fù)合型泡沬板，從澆筑方式和間隔時間對照裂縫進行分析認為：砼的澆筑方式于裂縫沒有直接影響的關(guān)系。

3、地下洞室的基本恒溫對施工有利

洞內(nèi)溫度除受季節(jié)產(chǎn)生的緩慢變化影響外，一定時段內(nèi)基本處于恒溫狀態(tài)，從澆筑時溫測結(jié)果看，5-9月份洞內(nèi)溫度基本在12-18℃之間，到了10月份也多穩(wěn)定在8-10 ℃之間，洞內(nèi)溫度無驟降變化，8月份洞內(nèi)日溫溫差也較小，洞內(nèi)基本穩(wěn)定的溫度對砼的施工是有利的。

4、骨料成分不會導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生

人工骨料是采用二級站開挖巖石經(jīng)破碎生產(chǎn)的，因二級站巖石基本上為巖，含有的能與水泥活性物質(zhì)引起堿性反應(yīng)的成分較少，砂采用天然河砂，內(nèi)含少量石英、長石等也不會與水泥發(fā)生較嚴重的堿反應(yīng)以致形成裂縫。

5、澆筑溫度

水工建筑結(jié)構(gòu)件隨著溫度的變化而產(chǎn)生變形，即通常所說的熱脹冷縮。當變形受到約束時，便產(chǎn)生了裂縫，約束的程度越大，裂縫就越寬。出現(xiàn)裂縫多的季節(jié)是在夏季6-7月份。骨料經(jīng)過水噴淋降溫，溫度一般在17℃-22℃之間，最高溫度 24℃，水泥儲存在庫內(nèi)，溫度一般18℃-35℃之間，砼出機溫度在21℃-29℃之間，倉面砼溫度一般為21℃-29℃，根據(jù)當時的施工情況和有關(guān)規(guī)范，對澆筑塊溫度應(yīng)力進行過計算，計算結(jié)果表明砼塊體所受的溫度應(yīng)力處于臨界狀態(tài)，應(yīng)是導(dǎo)致砼裂縫產(chǎn)生的主要原因之一。

四、水利工程混凝土裂縫的防治措施和手段分析

1、混凝土配合比的優(yōu)化設(shè)計

摻入粉煤灰，選擇減水劑，保證泵送流動度。采集原材料進行試拌，盡可能地減少水泥用量，添加Ⅰ級粉煤灰，將水膠比控制在規(guī)范允許的范圍內(nèi)，粗骨料采用二級配。摻入適量的粉煤灰對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。

2、原材料的選擇

砂料細度模數(shù)控制在2.4以上，含泥量控制在1%內(nèi)。碎石針片狀控制在10%以內(nèi)，含泥量控制在1%內(nèi)，盡可能使用低水熱化水泥，控制原材料的質(zhì)量不使混凝土產(chǎn)生收縮。

3、施工安排

混凝土的澆筑盡可能避開高溫、曝曬、多風(fēng)、降溫的天氣，若需要上述條件下施工時必須有相應(yīng)遮擋、保溫措施。

4、混凝土內(nèi)部的溫度控制

大體積混凝土內(nèi)部埋設(shè)熱電耦測溫，掌握混凝土內(nèi)部的溫升變化及內(nèi)部最高溫度的發(fā)生時間，通過蓄熱保溫使混凝土內(nèi)外溫差控制在25℃以內(nèi)。常采用兩層農(nóng)膜加干鋪兩層草袋的做法。

5、混凝土的養(yǎng)護和表面保護

良好的養(yǎng)護可使混凝土保持或接近飽和狀態(tài)，水化作用速度最大，也是控制混凝土裂縫發(fā)生的措施之一，一般保溫、保濕養(yǎng)護不得少于14d。

五、結(jié)語

綜上所述，在水利工程建設(shè)施工過程中，混凝土裂縫是一種經(jīng)常出現(xiàn)的工程問題，嚴重影響了水利工程的建設(shè)施工質(zhì)量。對混凝土裂縫問題的產(chǎn)生原因及其防治措施進行詳細的分析與研究，可以有效的增加混凝土的承載力，延長其使用時間，提高水利工程的整體質(zhì)量。

參考文獻：

[1] 混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范[S].GB50204-2002.