水利施工中混凝土裂縫產(chǎn)生原因及防治措施

杜永平

（臨夏回族自治州水利科學研究院，甘肅臨夏731100）

隨著我國社會經(jīng)濟不斷發(fā)展，水利工程數(shù)量不斷增多?；炷潦菢?gòu)成水利工程的主體，其裂縫問題是行業(yè)關(guān)注的熱點話題。從本質(zhì)上講，混凝土作為一種不穩(wěn)定物質(zhì)，在凝結(jié)過程中很有可能會生成裂縫，根據(jù)混凝土施工規(guī)范，在不影響工程質(zhì)量的前提下有少許表面裂縫是允許的。由此可見，水利工程混凝土施工裂縫是最常見的工程質(zhì)量問題之一。由于混凝土受到內(nèi)部、外部的應力影響，一旦應力超過了抗拉性能，混凝土表面或內(nèi)部就會生成裂縫，不僅影響工程整體美觀性，還會給工程結(jié)構(gòu)安全帶來隱患。這就需要采取相應的防護措施，盡量避免或減少混凝土施工裂縫的產(chǎn)生，保證水利工程的整體質(zhì)量。

1 水利工程混凝土施工裂縫的種類與原因

1.1 種類

1.1.1 干縮裂縫 由于混凝土內(nèi)外水分蒸發(fā)量不同產(chǎn)生應力差，從而出現(xiàn)混凝土主體變形問題，多數(shù)為網(wǎng)狀表面裂縫。裂縫可能在混凝土主體內(nèi)部持續(xù)開裂，大大降低墻體抗壓性，減少工程使用年限。

1.1.2 塑性收縮縫 在混凝土凝結(jié)過程中，由于表面水分快速蒸發(fā)從而造成裂縫。通常是由于環(huán)境溫度高、外部風力過大造成的。塑性收縮縫的長度通常較短，裂縫之間也沒有相互作用性。一旦塑性裂縫沒有及時處理，會演變?yōu)辇斄眩哟筘撁嬗绊憽?/p>

1.1.3 施工裂縫 施工裂縫主要是多方向不規(guī)則裂縫，如澆筑過程中用水量較小、構(gòu)架支撐板位置安裝不合理等。

1.2 產(chǎn)生原因

1.2.1 溫濕度變化 在混凝土施工中，混凝土會直接受到周邊環(huán)境的影響，特別是溫度和濕度方面。在溫度方面，溫度驟變會產(chǎn)生熱脹冷縮效應，從而影響混凝土表面張力作用，一旦環(huán)境溫度較低，會產(chǎn)生冷縮現(xiàn)象，提高混凝土的應力，造成表面出現(xiàn)裂縫[1]。同時，濕度不足會導致混凝土干縮，同樣會出現(xiàn)很多表面裂縫。所以，在夏季施工過程中必須要定期對混凝土表面灑水養(yǎng)護，避免水分流失過多造成裂縫。因此，控制溫濕度對提高混凝土施工質(zhì)量有著重要意義。

1.2.2 材料問題 在配置混凝土過程中，主要的配置材料是水泥，而水泥本身就是一種不穩(wěn)定物質(zhì)，具有熱穩(wěn)性差、硬度高的特點。一旦遇水會揮發(fā)出大量熱能，讓混凝土內(nèi)部溫度快速升高，而內(nèi)外部溫差變化會生成應力差，從而導致混凝土結(jié)構(gòu)受損產(chǎn)生裂縫問題[2]。所以，選擇好水泥標號十分重要。另外，混凝土配置中如果水泥用量超標會進一步加劇混凝土收縮現(xiàn)象，情況嚴重會導致混凝土結(jié)構(gòu)坍塌；混凝土配置中一旦含沙量過高會降低混凝土的硬度，也容易產(chǎn)生裂縫問題。

1.2.3 養(yǎng)護問題 混凝土在凝結(jié)過程中會產(chǎn)生大量水化熱，提高了表面水分蒸發(fā)量，因此容易出現(xiàn)變形情況。水利工程主要是露天施工，再加上湖水影響提高了風量，進一步加速了表面蒸發(fā)速度，所以有很大幾率會產(chǎn)生變形問題。一旦在混凝土養(yǎng)護中灑水量不足、覆蓋保溫不當，會導致表面快速蒸發(fā)、凝結(jié)，提高了混凝土裂縫的產(chǎn)生幾率。

1.2.4 其他原因 對于水利工程來說，除了上述影響因素外，還有很多的影響因素，如地質(zhì)變動也會導致混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)應力變化。混凝土需要有一定時間養(yǎng)護，此期間容易產(chǎn)生塑性收縮，再加上太陽光長時間暴曬，會加劇混凝土表面蒸發(fā)量，從而提高裂縫生成幾率。水利工程多數(shù)是建設(shè)在偏僻地區(qū)，具有地質(zhì)復雜、環(huán)境惡劣等特點，隨著季節(jié)變化混凝土所處環(huán)境也發(fā)生了變化，如夏季地下水運動頻繁，在一定程度上會改變混凝土的內(nèi)部應力，從而產(chǎn)生裂縫。

2 水利工程施工中混凝土裂縫的防治措施

2.1 裂縫處理方法

2.1.1 表面覆蓋法 表面覆蓋法作為一種常見的裂縫處理方案，主要是借助土工膜修復裂縫。在實際應用中，先用鋼絲刷將混凝土裂縫表面和周圍打磨干凈，待到裂縫表面足夠干凈之后，使用環(huán)氧樹脂對表面進行吸附，將裂縫填充滿，之后用土工膜覆蓋到填充表面。為了確保表面美觀性，還可以采用帶有顏色的土工膜覆蓋。

2.1.2 填充法 該方法就是沿著裂縫鑿成一個“U”形槽，之后采用密封性較強的材料將坑槽填充，如環(huán)氧樹脂、同規(guī)格混凝土等。該方法主要適用于寬度在0.5 mm以上的裂縫[3]。

2.1.3 注入法 注入法是一種高壓填充方法，也就是通過高壓設(shè)備將材料填充到裂縫內(nèi)部。特別是對于寬度小、深度大的裂縫，可以采用灌漿法施工。除了環(huán)氧樹脂、混凝土等，還可以使用甲基丙烯酸甲醋液材料。灌漿法主要是為了加固裂縫，讓混凝土結(jié)構(gòu)成為一個整體。

2.2 裂縫預防方法

2.2.1 溫度控制 減少混凝土的水化熱，采用低熱硅酸鹽水泥或低熱微膨脹水泥等，可以減少溫度漲縮應力。適當?shù)販p少水泥用量，增加添加劑比例，從而減少水化熱，可以摻入一定比例的粉煤灰、減水劑等，提升混凝土強度和極限拉伸值。降低出料口溫度也是不錯的選擇，合理安排混凝土澆筑時間段，混凝土攪拌中可以加入涼水降溫或進行骨料預冷處理[4]。施工中在混凝土內(nèi)部預埋冷水管，利用水利工程水資源豐富的優(yōu)勢，通過冷水管循環(huán)過水的方法降低內(nèi)部溫度，從而減少內(nèi)外溫差與應力，降低貫穿裂縫生成量。

2.2.2 材料控制 做好材料控制是減少混凝土裂縫的主要預防措施。對原材料質(zhì)量進行檢查，保證砂料精細度滿足質(zhì)量標準，含泥量控制在2%以內(nèi)，碎石含量在12%以內(nèi)。在材料配比混合當中，采用熱量較低的水泥。另外，混凝土配比也是非常重要的環(huán)節(jié)。在配置混凝土過程中，加入適當?shù)姆勖夯液蜏p水劑，控制混凝土水分?？刂票盟退俣群蛣恿?，做好原材料的攪拌工作，盡可能減少水泥用量，可有效減少混凝土裂縫的生成幾率。

2.2.3 做好混凝土后期養(yǎng)護工作 施工完畢后全面加強混凝土定期養(yǎng)護工作十分重要，大部分混凝土裂縫產(chǎn)生都與養(yǎng)護有關(guān)系。做好養(yǎng)護工作可以提高混凝土強度、減少裂縫。在后期養(yǎng)護當中，可以在混凝土表面涂刷一層低膨脹水泥，提高表面抗拉性，還可以填充一些微小裂縫。建議安排專人負責混凝土表面勘察，及時記錄混凝土的內(nèi)外溫度和導水溫度，保證混凝土抗壓性能。后期養(yǎng)護中，由于水利工程施工環(huán)境惡劣，基礎(chǔ)工程可能會產(chǎn)生不均勻沉降，因此應減少混凝土結(jié)構(gòu)上的承載物，降低內(nèi)外部形變應力，從而改善沉降狀況。

2.2.4 施工工藝規(guī)范 在施工工藝控制中，要確保施工人員具備專業(yè)的技術(shù)水平，提高領(lǐng)導的決策能力，組織措施一定要到位。提高施工人員的前期培訓工作，保證施工水平，關(guān)鍵的施工環(huán)節(jié)要進行現(xiàn)場監(jiān)督、全程跟進。由于水利工程建設(shè)的特殊性，在正式施工前要做好現(xiàn)場勘查，對施工方案可行性進行論證分析，進一步完善施工工藝體系，確保最終的施工質(zhì)量。

3 結(jié)束語

綜上所述，水利工程建設(shè)中需要重點關(guān)注混凝土裂縫問題，由于混凝體裂縫的種類、產(chǎn)生原因有很多，所以必須要從多方面進行嚴格管控。施工前做好準備工作，全面加強混凝土裂縫預防，從養(yǎng)護、施工、溫控等方面出發(fā)，針對已經(jīng)出現(xiàn)的裂縫及時修復，避免裂縫持續(xù)發(fā)展，保證水利工程整體質(zhì)量。