山东黄河东平湖供水分局陈垓闸管所
摘要：在水利工程的施工过程中，由于混凝土的裂缝会导致建筑物在其所发挥的使用功能、相应的承载能力、建筑物的观感以及使用年限等方面产生一定程度的影响，因此，施工人员必须在根源上做好混凝土施工期间的预防工作，以避免裂缝现象的出现。本文对水利工程混凝土裂缝产生的原因进行分析，进而对混凝土裂缝的防治技术进行了浅要的分析。
关键词：水利施工；混凝土裂缝；防治技术
引言
在很多水闸、重力坝、涵洞、渡槽等的水利工程建设中，因为混凝土本身的变形、约束等很多因素，都容易产生大量的贯穿性裂缝和表面裂缝。这些裂缝的存在和发展，对水利工程建筑结构整体性会产生极大破坏，同时会对水利工程建筑物的结构稳定和受力状况产生极大影响，也会给水利工程建筑物的结构运行带来很多不确定性的因素。因此，分析出混凝土裂缝产生的原因，并对其防治措施进行探讨，有着重要的意义。
1水利施工中混凝土裂缝的类型
1.1干缩裂缝
在混凝土养护期结束后的两个星期左右容易出现干缩裂缝。由于混凝土易受外部条件的影响，表面水分损失的多，变形则较大；内部湿度变化小，变形则较小。较大混凝土的表面干缩变形受到内部约束，则产生较大拉应力而产生干缩裂缝。干缩裂缝多为表面性的网状或平行线状浅细裂缝，宽度多在 0.05mm～0.2mm 之间，较薄的梁板中多沿其短向分布。干缩裂缝通常会影响混凝土的抗渗性，从而进一步引起钢筋的腐蚀，严重影响混凝土的耐久性和承载力。混凝土干缩程度主要与混凝土的水灰比、水泥的成分和质量、水泥的用量、集料的性质和用量、外加剂的用量等因素有关。
1.2塑性收缩裂缝
在混凝土凝结之前，其表面因失水较快容易产生的塑性收缩裂缝。塑性收缩裂缝经常在干热或风力较大的天气容易出现，该裂缝多呈中间宽、两端细且长短不一或互不连贯的状态。裂缝长度最短的一般为 20cm～30cm，较长的裂缝可达2m～3m，宽度一般为 1mm～5mm。塑性收缩裂缝产生的主要原因有：混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小时，受外界条件的影响，如高温或较大风力的天气情况，导致混凝土表面失水过快，从而造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩，而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩，因此产生龟裂。混凝土塑性收缩开裂的主要因素还有混凝土的水灰比、混凝土的凝结时间、外界环境温度、风速、相对湿度等。
1.3沉陷裂缝
沉陷裂缝主要是由于结构地基土质不匀、松软或回填土不实和浸水而造成不均匀沉降而产生的，模板刚度不够、模板支撑间距过大等因素也可导致沉陷裂缝，尤其是在冬季，模板支撑在冻土层上，由于天气原因冻土层解冻后会产生不均匀沉降，从而导致混凝土结构产生裂缝。此类裂缝多表现为深进或贯穿性裂缝，其裂缝走向多与沉陷情况有关，较小的裂缝一般与地面垂直或沿 30°～45°角方向扩展，而较大的沉陷裂缝则有一定的错位，裂缝宽度往往与沉降量成正比关系。裂缝宽度受温度变化的影响较小。地基变形稳定之后，沉陷裂缝也基本趋于稳定。
1.4温度裂缝
当混凝土的体积较大时，大量的水化热聚积在混凝土内部不易散发，从而导致混凝土内部温度急剧上升，同时混凝土表面散热较快，这样就容易形成混凝土内外较大的温差，导致内部与外部热胀冷缩程度不同，使混凝土表面产生一定的拉应力，当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时，在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中就会产生裂缝，这种裂缝多发生在混凝土施工后期。温度裂缝的走向通常无固定规律，大面积结构裂缝常常表现为纵横交错。
1.5施工裂缝
混凝土构件在制作、脱膜、运输、堆放和吊装过程中，由于多种原因容易产生纵向、横向、斜向、竖向、水平贯穿的各种裂缝。产生施工裂缝的主要原因有：木膜浇筑前未浇水湿透或隔离剂失效、膜板与混凝土粘结、膜板吸水发生膨胀将混凝土拉裂、构件堆放支撑位置与吊装位置不当、构件成型与拆膜时振动过大、运输时受振动冲击等，均能产生裂缝。
2水利施工中的混凝土出现裂缝的原因
2.1材料质量方面的问题
因为材料质量问题而引起混凝土的裂缝的较为常见原因主要是水泥、石、沙等的质量太差。如果水泥强度不够，水泥超期或者受潮，就会使得混凝土的强度不能达到设计值，就会导致混凝土发生开裂。所以，只有把好材料质量关，才能使得水利工程的质量得到根本上的保证。
2.2混凝土的配比问题
混凝土的混合比如果设计不当就会直接影响到混凝土坑拉强度，这是造成其开裂的不可忽视的一个原因。混凝土的混合比不当是指水泥的用量太大，含沙量不适当，水灰比比较大，选用的外加剂不当，骨科的种类不佳等等，这几个因素之间是相互关联的。
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2.3施工中出现的问题
因为施工原因而导致裂缝的因素比较多。水泥结石、水分蒸发、混凝土干缩等常常是造成混凝土裂缝的很重要的原因。模版的构造不当，支撑的刚度不足、漏浆、过拆模、支撑地基下沉等等都可能会造成混凝土的开裂。所以，在混凝土的运输、搅拌、浇灌和振实等各个工序中出现任何疏漏或者缺陷，都可能会使得混凝土产生裂缝。
3水利施工中的混凝土裂缝的防治技术
3.1施工技术准备
在水利工程施工组织设计中应妥善处理构件中“抗”与“放”的关系，避免结构断面突变带来的应力集中。并积极采用补偿收缩混凝土技术。在常见的混凝土裂缝中，大部分是由于混凝土收缩引起的。这对这一问题，可在混凝土中掺用膨胀剂来补偿混凝土的收缩。另外，施工技术人员应加强对对构造钢筋的知识学习的重视，若发现施工图中有不妥之处，及时联系设计人员进行变更处理。
3.2施工选材及其配合比设计
根据水利工程结构要求选择合适的混凝土强度等级及水泥品种、等级，尽量避免采用强度高的水泥。另外，注意选用质量合格的石、砂等原材料，按照规范要求合理进行掺合料以及外加剂的添加。另外，还需要掌握好混凝土补偿收缩技术的正确运用方法。采用膨胀剂时，注意考虑造成不同膨胀效果的不同品种及掺料。并通过试验使配置达到最佳。在水利施工过程中，对混凝土的坍落度设计应合理设计，及时针对现场原材料的情况进行调整，保证现场的养护工作能有效进行。
3.3温控防裂措施
为了防止裂缝，水利施工现场采取以下措施：改善骨料级配，用干硬性混凝土掺混合料，加引气剂或塑化剂等，减少混凝土中的水泥用量；搅拌混凝土时加水或用水将碎石冷却，降低混凝土的浇筑温度；热天浇筑混凝土尤其是大体积混凝土时应尽量减少浇筑厚度，最好控制在 500mm 以内，以便于表面散热；第二层浇筑应在第一段混凝土初凝前浇筑完毕前；根据混凝土浇注面积，在混凝土上中下部设置一定数量测温管，定时测定内外温度，前4天每2h 测一次，5～7 天每 4h 测一次，8～15 天每天一次，并及时记录，确保混凝土内外温差控制在 25℃以内，做到及时观察，出现温度超偏，可通过调整养护方式来降低温差；规定合理的拆模时间，以免混凝土表面发生急剧的温度梯度，加强保温养护措施，现场通常采取措施为混凝土浇注后先覆盖一层塑料薄膜，用麻袋装锯末，厚度80～100mm进行中层覆盖，最后覆盖1～2层100mm厚岩棉被；另外，夏季施工中对于长期暴露在外面的混凝土块进行撒水养护工作，避免因为混凝土内部水分蒸发过快在成裂缝的产生。施工中，应尽量避免浇灌混凝土在大风大雨中进行。
3.4施工监测
在水利施工过程中，加强对混凝土温度以及收缩变形程度的相关数据进行监测，及时对现场情况进行反馈以便工程能顺利进行。此外，尽量做好混凝土性能的改善工作，加强养护提高抗裂能力，施工过程中保证混凝土的优良质量对预防裂缝的产生起着至关重要的作用，特别是贯穿裂缝的产生，发现这种情况后要再做更改，努力恢复结构的整体性不是那么容易，因此，施工过程中预防贯穿性裂缝的产生成为主要工作。发现裂缝时，不要盲目的进行修补工作，应根据调查结果及获取的数据针对各影响条件及水利工程本身存在的实际问题进行分析，然后再确定修补的细节及应采取的措施。
3.5冷却管降温措施
为了避免水利施工中混凝土尤其是大体积混凝土在其硬化过程中的内部温度过大，可以在混凝土结构内部预先铺设冷却管路，在混凝土浇注完成之后即可进行通水循环冷却，管内的水流量通常控制在1.5m3/h 左右（进水温度低于10℃时），若进水温度偏高，则水流量也应加快。冷却管的出水应排放到不影响施工的部位，当大体积混凝土整体初凝之后则可视情况利用该出水进行蓄水保温养护。当然在大体积混凝土养护完成之后，为了不使中空的冷却管对混凝土的强度及其他产生影响，通常采用真空压浆。
3.6混凝土裂缝表面修补
当混凝土表面裂缝较多或分布面较广时，通常采用增加一层水泥砂浆或细石混凝土面层的方法进行处理。首先将裂缝附近的混凝土表面凿毛，然后沿深进裂缝凿成深 15 毫米-20 毫米，宽 150 毫米-200 毫米的凹槽，再用钢丝刷配以高压水清洗并洒水湿润，然后刷一层水泥砂浆，再用 1∶2 水泥砂浆分 2 到 3 层涂抹，总厚度控制在 10 毫米～20 毫米左右，并用铁抹压密抹光。最后用水泥净浆及 1∶2.5 的水泥砂浆交替抹压 4 到 5 遍，即可形成刚性防水层，并进行覆盖，同时洒水养护。
结语
综上所述，裂缝是水利工程的实施过程中较为普遍的一个问题，必须对其深入研究，区别对待，在施工过程中作为施工人员应多角度、多观察并进行比较，出现问题后多分析、多总结，结合相应的预防处理措施，才能保证水利工程建筑物的稳定、安全和经久耐用，以避免混凝土的裂缝所造成的不良影响。
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论文作者:徐立新
论文发表刊物:《基层建设》2015年27期供稿
论文发表时间:2016/3/18
标签：混凝土论文; 裂缝论文; 水利工程论文; 水泥论文; 表面论文; 温度论文; 水利论文; 《基层建设》2015年27期供稿论文;