談水利工程混凝土施工裂縫的危害與防治措施

【摘要】作為水利工程建設(shè)中的重要材料--混凝土，其施工過程是水利工程建設(shè)的核心環(huán)節(jié)。但在當(dāng)前實際施工中普遍存在著的一個難題，就是混凝土在施工過程中發(fā)生裂縫，而它的存在會嚴重危及整個工程建筑的質(zhì)量與安全。因此如何加強對混凝土施工過程的控制，減少、避免裂縫的發(fā)生，確保整個水利工程的堅固性和穩(wěn)定性，對于實踐中的工程施工，具有十分重要的現(xiàn)實意義。為此，文本淺析了混凝土裂縫在施工過程中的形成原因，并提出了一些有效的防治性手段，僅供大家參考、指正。

【關(guān)鍵詞】水利工程建筑物 ；混凝土工程； 混凝土裂縫； 防治措施

在水利工程的實際施工過程中，引發(fā)混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的原因多種多樣。比如原材料質(zhì)量的不達標，各項材料的配比不合理以及非載荷作用等等，而裂縫的發(fā)生和延伸，不僅分隔、破壞了水利工程的整體結(jié)構(gòu)，影響了整個工程的受力布局，同時使其內(nèi)部鋼筋裸露，與空氣或水體發(fā)生接觸，受到氧化、腐蝕，甚至引發(fā)滲透變形，嚴重危害水利工程的安全性與使用周期。因此，分析、探討裂縫的形成原因，并提出行之有效的、具有針對性的防治措施，對于水利工程施工建設(shè)具有十分重要的意義。

一、水利工程混凝土的危害

對水利工程而言混凝土裂縫，產(chǎn)生最大的危害，莫過于滲漏。因為滲漏一旦發(fā)生，一方面水體會產(chǎn)生水壓，使裂縫不斷擴大和延伸，另一方面，滲漏的水流在混凝土內(nèi)部發(fā)生水解作用，進而引發(fā)混凝土局部結(jié)構(gòu)的失衡，因此，混凝土裂縫的存在，會大幅度降低水利工程的結(jié)構(gòu)強度和整體穩(wěn)定性，某些嚴重的貫穿性裂縫，甚至?xí)耆茐恼麄€建筑結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致整個水利工程的返修重建。

二、水利工程建筑物混凝土產(chǎn)生裂縫的成因。

混凝土裂縫的形成原因雖然有很多，但大致歸納起來，可根據(jù)其是否與荷載作用有關(guān)，而分成二大類。

1.荷載作用引起的裂縫

當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)在承受荷載時，位于截面上的混凝土拉應(yīng)力有可能大于或超過混凝土設(shè)計極限值，從而使混凝土構(gòu)件在實際使用時，帶縫工作。這類裂縫的出現(xiàn)很有規(guī)律，總是發(fā)生在主拉應(yīng)力垂直方向，不是出現(xiàn)在荷載作用最大處，就是出現(xiàn)在混凝土抗應(yīng)力最薄弱處。而在混凝土澆注硬化過程中，由于水分蒸發(fā)、體積干縮變形而造成的裂縫，往往寬度較大，甚至對整個構(gòu)件形成貫穿性裂縫，需要謹慎預(yù)防。當(dāng)構(gòu)件較厚時，也存在因混凝土發(fā)生塑性坍塌而引發(fā)的塑性裂縫，以及混凝土構(gòu)件不均衡荷載或荷載過于集中而產(chǎn)生內(nèi)彎力，致使構(gòu)件出現(xiàn)垂直于縱軸的裂縫，并會發(fā)生向上、下延伸的趨勢。

2.非荷載作用引起的裂縫

2.1溫度變化引起的裂縫

大面積混凝土凝結(jié)時，會產(chǎn)生大量水化熱，熱量在內(nèi)部大量積累，無法得到快速散發(fā)，致使混凝土內(nèi)部與外部溫差明顯，同時因混凝土結(jié)構(gòu)受到應(yīng)力較大，而在混凝土硬化初期，抗拉力強度很低，從而產(chǎn)生典型的溫度裂縫。

因熱脹冷縮導(dǎo)致混凝土體積的改變，受制于約束力的作用，加上水化熱在內(nèi)部產(chǎn)生的高溫，從而產(chǎn)生較大的應(yīng)力，拉裂混凝土。此外，由于太陽的高溫暴曬，造成混凝土表面失水過快，內(nèi)部水化作用失去飽和狀態(tài)，從而產(chǎn)生裂縫，也是常見的現(xiàn)象之一。

在較大、較厚的混凝土構(gòu)件中，硬化成型后，如遇到高溫炎熱天氣，會在構(gòu)件內(nèi)部形成落差較大的階梯溫差，從而引起成型構(gòu)件開裂。

2.2變形、施工操作及其他因素引起的裂縫

混凝土在硬化過程中，體積縮小變形，若恰遇設(shè)計鋼筋較多的混凝土構(gòu)件時，其收縮過程受到鋼筋限制，從而產(chǎn)生拉應(yīng)力，引起構(gòu)件發(fā)生塑性收縮裂縫。

建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)受力不均，地基出現(xiàn)不均勻沉降，使上層建筑結(jié)構(gòu)受到壓迫，從而產(chǎn)生沉降裂縫。不過這種裂縫受溫度影響較小，以后會隨著地基變形穩(wěn)定后， 逐步發(fā)展成靜態(tài)裂縫。

在實際施工中，混凝土硬化初期，其尚處于塑性狀態(tài)時，因配比不當(dāng)，水灰比過大，或減水劑摻量過高等原因，造成混凝土泌水現(xiàn)象，使大量自由水與泥漿分離，泌出混凝土表面，從而引起混凝土坍落，與上層鋼筋框架和模板發(fā)生分離，產(chǎn)生縱向裂縫。

當(dāng)混凝土處于惡劣環(huán)境下，例如：酸性、腐蝕水體中，由于混凝土保護層厚度不足，密實性不佳，水中游離的氯、氧離子與混凝土中鋼筋發(fā)生氧化反應(yīng)，生成氧化鐵，使混凝土內(nèi)鋼筋體積增大，擠壓混凝土，產(chǎn)生膨脹裂縫。

3.混凝土裂縫的防治措施

從原材料入手，嚴把質(zhì)量關(guān)，從源頭上控制材料質(zhì)量。在取材上，盡量選用泥礦渣水泥、粉煤灰水泥等低熱、中熱水泥，并減少水泥使用量，調(diào)整混凝土配合比，添加粉煤灰、磨細礦渣料等摻和料，降低水化熱的生成。同時降低水灰比，提高水泥漿比重，減少自由水的生成，避免出現(xiàn)混凝土泌水現(xiàn)象。除此之外，還應(yīng)添加一定的減水劑、增塑劑、緩凝劑等外加劑。外加劑的增添，能有效改善混凝土的穩(wěn)定性、保水性，并推遲水化熱的熱值出現(xiàn)時間，減輕、消除水化熱造成的影響。

4.合理的施工安排及施工過程的控制

實施混凝土分層、分塊澆筑，合理安排施工工序，加強混凝土硬化過程中的溫度監(jiān)控，及時采取灑水、降溫等冷卻措施，使混凝土始終保持飽和狀態(tài)，并加強澆注后的養(yǎng)護，做好保溫、保濕工作，確保水化反應(yīng)以最快速度進行，避免裂縫產(chǎn)生。

5.水利工程混凝土產(chǎn)生裂縫的修補方法

根據(jù)現(xiàn)行學(xué)術(shù)觀點，對裂縫的填補，主要有三種方法。對于靜態(tài)裂縫的處理，可采用灌漿法，根據(jù)裂縫位置、大小，填入丙烯酰胺聚合物或柔性瀝青等材料；對于活動裂縫的修補，則通常采用環(huán)氧樹脂灌注法；對于正處于發(fā)展期的增長型裂縫，則必須查清原因，預(yù)測未來發(fā)展變化，消除引發(fā)裂縫的因素。

結(jié)語

混凝土作為水利工程建筑的主體結(jié)構(gòu)，承擔(dān)著建筑結(jié)構(gòu)堅固和防滲的主要工作，因此混凝土質(zhì)量的優(yōu)劣，關(guān)系到整個水利工程的質(zhì)量和生命周期。而裂縫的出現(xiàn)，則會引起水利工程建筑結(jié)構(gòu)的變形，導(dǎo)致水體對工程建筑的滲透，銹蝕鋼筋，碳化混凝土，使工程建筑遭到毀損。因此，對混凝土裂縫不能抱有僥幸心理，必須按其成因，進行分類探究，以分別對待的態(tài)度，實施裂縫修補工作。同時在施工進程中，需多方借鑒，采取、引進各種有效措施預(yù)防裂縫的生成，提高混凝土質(zhì)量，扎實水利工程建筑的質(zhì)量與安全基礎(chǔ)。

參考文獻：

[1]黃國興.陳改新《水利工程混凝土建筑物修補技術(shù)及應(yīng)用》[M].北京：中國水利水電出版社，1986.

[2]劉軍《試論常見水工混凝土裂縫的種類及預(yù)防措施》[J].甘肅科技縱橫.2008（1）.