摘要：作为水利工程建设中必不可少的原材料，混凝土有着极其广泛地应用。然而由于受到混凝土自身性能以及外界环境等诸多因素所影响，水利工程施工中会出现裂缝问题，这就给其整体质量以及安全性带来不小的影响。有鉴于此，下文基于笔者对相关文献研究以及多年建设经验情况下，首先分析了水利工程施工中混凝土裂缝的危害，然后探讨一些较为有效的控制技术。
关键词：水利施工；混凝土裂缝；防治
引言
在国家经济社会全面深入发展的大背景下，水利建设等基础性的工程也得到了深入的发展。在水利建设中，混凝土技术因为其抗压强度高、取材广泛、外形易于塑造、耐火性好、养护费用低、抵抗风化能力强等各种优点，被广泛地应用于水利工程中。由于各种各样的原因，以及混凝土本身易于变形的特性，在硬化成型的混凝土之中往往会出现一些微小的裂缝、微小的孔隙以及微小的气穴等情况。这些微小缝隙的存在往往会造成钢筋材料的腐蚀，让钢筋混凝土本身的抗渗能力、承载能力以及耐久性等各项优点大大地降低。本文对水利设施建设中的混凝土结构出现缝隙的原因展开分析，并且提出一定的防治措施。
一、水利施工混凝土裂缝的危害
1.1破坏建筑物结构，导致开裂或坍塌
混凝土裂缝的出现，会对水利建筑结构产生影响，从力学角度分析，受力的不均匀会导致工程结构发生变形，情况严重的还会发生坍塌。水利工程结构受到一定程度的破坏，势必会影响到工程整体的稳定性，给水利设施运行带来安全隐患。
1.2降低水工建筑结构的使用寿命
水利施工中，混凝土裂缝一旦形成，会随着受力不均匀和时间的推移，小裂缝会慢慢扩展成大裂缝。当水渗入到混凝土裂缝中会引起水解破坏，降低混凝土碱度，锈蚀内部钢筋使混凝土强度受到削弱，长此以往水利工程的使用寿命将会大大降低；一旦钢筋散架就可能造成水利工程坍塌的严重后果。
1.3混凝土碳化影响
建筑结构所谓混凝土碳化，是混凝土裂缝产生后，空气中的二氧化碳深入混凝土内部，在潮湿环境中与水泥水化物产生一定化学变化，相互作用下形成碳酸钙的一种现象。混凝土碳化问题是水利工程建筑的难点，混凝土碳化是由混凝土内部结构破坏开始，不仅会加剧混凝土收缩开裂，更会对整个水利工程施工质量造成严重威胁。
二、水利施工中混凝土裂缝的表现形式分析
2.1 塑性收缩裂缝
以现有的工作来看，水利工程在施工的过程中，需要积极的开展大面积混凝土施工，由此来在施工的质量上、性能上，均获得较好的提升。可是，混凝土在施工的过程中，存在凝固的情况，本身又是通过多种原材料所组成的，因此在化学反应方面表现的较为强烈。一般而言，混凝土在凝固的过程中，自身的散热情况、蒸发情况，都必须进行高度的关注，任何一种状况没有得到良好的控制，都会产生强烈的混凝土收缩现象，最终造成混凝土裂缝的问题。另一方面，混凝土在水利工程中应用的时候，不同的体积应用当中，最终产生的收缩比例，存在较大的差异情况，这就导致混凝土裂缝的发生，有时候表现的特别小，有时候表现的特别大。水利工程在建设的时候，混凝土方面的操作不能有任何的马虎情况，否则造成的混凝土裂缝问题，会演变为其他的质量隐患。分析认为，混凝土在进入到收缩时期以后，倘若工作人员在控制的手段上表现不佳，或者是控制的力度不够，那么混凝土受到外界因素的作用，也会不断的提升，自然收缩形成的收缩力，会直接超过混凝土本身承受的极限，最终造成的局部裂缝，大裂缝都是非常严重的。
2.2 温差裂缝
混凝土裂缝作为水利工程常见的问题，在近几年的爆发情况非常的严重，大部分的水利工程，都会产生混凝土裂缝的问题，虽然有很多工程的问题较小，但绝对不能有任何的忽视。在混凝土裂缝的类型当中，温差裂缝是非常重要的组成部分，产生的作用非常突出。简单而言，温差裂缝的出现，主要是因为混凝土的内部温度、外部温度出现了不同的情况，温差超过了混凝土本身的承受极限，最终产生了混凝土裂缝的问题。从微观的角度来分析，混凝土施工在操作的过程中，内部的温度影响、外部的湿度影响，是一直都存在的，当水泥内部的水化热指标，引起了与外部湿度的较大差异后，就会在混凝土的本身，直接造成较为强烈的温差正负交错现象。正负交错的现象逐步扩大以后，会造成混凝土出现微孔结冰的情况，或者是因为温度过低，形成了较为严重的水汽现象。在这些现象发生以后，混凝土本身的体积，会逐步的展现为扩大的状态，在膨胀的效果上日趋显著，最终造成了冻胀压力的出现，此时，再加上一些偏冷的水流动渗透现象，二者的附加作用力，会直接超出混凝土本身的抗拉强度，导致混凝土裂缝的出现，甚至是导致大面积的混凝土严重损坏。
2.3 安定性裂缝
在水利工程当中，混凝土裂缝的重要组成类型还包括安定性裂缝。从宏观的角度来分析，安定性裂缝的出现，并不是特别容易被察觉，其主要是体现为细微裂缝的情况。在大部分情况下，混凝土所出现的龟裂现象，就是安定性裂缝的代表状态。从技术的角度来分析，安定性裂缝出现的主要原因，是在水泥的把控质量上不佳，在施工的过程中，未按照高度的施工标准来完成。混凝土在搅拌的过程中，水泥是非常重要的原材料，同时对混凝土性能造成的影响也非常的突出，即便是出现了很小的问题，或者是在参数上出现了微量的降低，都有可能给混凝土的质量造成强烈的威胁。在调查过程中，发现有些水利工程的建设上，为了片面的控制成本，对水泥的选购，出现了一定的偏差情况，虽然在初期没有特别明显的表现，可是在后期的工作中，特别容易造成混凝土裂缝的问题，并且在裂缝的范围上特别大，还容易给钢筋的腐蚀造成较大影响，是日后需要重点解决的对象。
三、水利施工中导致混凝土裂缝的原因
3.1由于温差而产生的混凝土裂缝
由于温差因素而形成的混凝土裂缝也可以称之为温度裂缝。温度裂缝多发生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。混凝土在浇筑硬化的过程中会产生大量的水和热，由于混凝土体积较大，导致混凝土内部结构和外部结构的热量分布不均匀，较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同，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，混凝土表面就会产生裂缝，这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。在温度的作用下，混凝土微孔中存在的少量水分会产生这两种变化：
（1）处在微孔中的水分凝结为冰，其体积出现增大，给予混凝土一定的冻胀应力。
（2）由于过低的温度，混凝土会受到由处在混凝土微孔中的水分所带来的渗透压力。如果混凝土同时受到冻胀应力和渗透压力的共同，且混凝土本身承压能力无法同时承受这两种作用力时，裂缝就会出现，且该情况无法避免。由于混凝土内外温差而产生的的混凝土裂缝有很多类型，主要包括表面裂缝、深度裂缝、和贯穿裂缝。
3.2由于混凝土体积收缩而产生的裂缝
在水利工程的施工过程中，混凝土凝固过程中产生的蒸发和散热现象是造成混凝土体积收缩的主要原因，尤其是体积较大的混凝土，受到这种因素的影响从而产生的变化更为明显。当混凝土出现收缩情况时，一旦还有一些外部作用也参与进来，就会导致收缩应力的形成，并且收缩应力会对混凝土的表面和内部结构造成直接影响。如果这些在各种作用下产生的应力对混凝土造成的破坏程度远大于混凝土自身的承压能力，就必然会产生混凝土裂缝，这种裂缝也可以称之为干缩裂缝。干缩裂缝的出现既会对混凝土的各项性能产生负面作用，还会使混凝土的使用寿命在很大程度上大大降低。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆结合现实工作情况来看，混凝土干缩裂缝对水利工程造成的不利影响主要表现在以下几个方面：
（1）混凝土裂缝会降低混凝土本身的抗拉强度，从而造成混凝土的使用寿命减少；
（2）一旦出现混凝土裂缝，混凝土内部就会被一些通过混凝土裂缝进入的有害物质腐蚀，造成内部结构的损坏；
（3）如果水电站、水库、灌溉坝的混凝土出现裂缝，就会造成水的渗漏，如果渗漏情况超过了一定标准，就会对水利工程的质量安全产生不利影响，甚至发生安全事故；
（4）一旦一些水坝、护堤等大型工程中的结构产生了混凝土裂缝，并且随着裂缝的深度和数量的不断增加，整个工程项目的安全性将会降低，这样就很有可能出现不可预知的事故，造成的损失也是无法估量的，必然会对人民的生命财产安全和国家的发展产生不利影响；
3.3由于水泥安定性不良而产生的裂缝
水泥的安定性即体积安定性，是指水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀性。如果水泥硬化后产生不均匀的体积变化，即为体积安定性不良，安定性不良会使水泥制品或混凝土构件产生膨胀性裂缝，降低建筑物质量，甚至引起严重事故。引起水泥安定性不良的原因有很多，主要有以下三种：
（1）熟料中所含的游离氧化钙过多、熟料中所含的游离氧化镁过多或掺入的石膏过多。
（2）熟料中所含的游离氧化钙或氧化镁都是过烧的，熟化很慢，在水泥硬化后才进行熟化，这是一个体积膨胀的化学反应，会引起不均匀的体积变化，使水泥石开裂。
（3）当石膏掺量过多时，在水泥硬化后，它还会继续与固态的水化铝酸钙反应生成高硫型水化硫铝酸钙，体积约增大1.5倍，也会引起水泥石开裂。
四、水利工程施工中混凝土裂缝防治的措施
通过对以上混凝土裂缝出现的原因进行分析，可以明确地认识到混凝土裂缝的危害性，因此，在水利工程施工中，一定要运用合理有效的方法来减少混凝土裂缝出现的情况。经过一段时间的查阅相关文献和收集相关资料，笔者针对这种情况归纳出了一些有用的措施：
4.1针对温差造成的混凝土裂缝的防治措施：
想要防治由于温差而引起的混凝土裂缝，关键就在于对温度的控制，通过这种手段来将温度的差异降到最低，详细的方法有以下几个方面：
（1）将混凝土本身能够散发出的热量降到最低，对混凝土的热量最主要的影响因素就是混凝土结构中的水泥散发出的热量。因此，在选用水泥材料来进行混凝土制作时，要选择散热量较低的水泥材料，同时还要降低水泥在混凝土结构中所占的比例，当然，实际工作时要严格按照相关标准和整体工程的要求来进行结构调整，这样才能科学合理地减少或避免混凝土发热的情况。
（2）使混凝土在入仓时其本身的温度尽量降到最低。对浇筑的时间进行严格把控，同时还要保证浇筑过程的合理性和精确性，尽量把浇筑工程安排在春秋两季进行，且不能在正午进行浇筑。浇筑过程中，可以在混凝土中添加适量的冰或水，这样也可以有效地避免混凝土集料的温度过高。
（3）尽量保证混凝土能够更快的散热。采用薄层浇筑的方法来使混凝土表面的散热面积增加，尽量使浇筑间歇时间更长。在高温天气的情况下浇筑时，要运用预冷却技术，同时将水管放置到混凝土中来势散热速度更快。
4.2对因体积收缩而产生的裂缝的防治措施
对因混凝土体积收缩而产生的裂缝的防治，可以采取以下措施：
（1）确保选用的施工材料的质量和性能都达到了相关标准的要求，选择水泥材料时，要保证使用的水泥具备强度高、干缩值小的特性，如硅酸盐水泥。
（2）配比水和灰时，要对水和灰的比例进行严格控制。为了实现混凝土强度的增大，目前较为常见的方法就是在混凝土中添加高效减水剂，从而直接有效地提高水泥和水分的比重。
（3）在混凝土浇筑过程中，一定要使混凝土保持足够的湿度，具体方法就是将水灌入混凝土的表面上和模板中，而且要保证水能够均匀的分布。要想使混凝土的湿度达到相关标准的规定，就必须将一层薄膜覆盖在混凝土的表层上，一般情况下，也可以采用喷洒养护剂的方法来达到这一目的。
（4）在高温或强风的恶劣天气状况的环境下施工时，一定要保证遮阳和挡风的设施准备齐全且能够使用，从而避免外部因素破坏混凝土的结构。
（5）严格按照先后顺序来拆除混凝土模版。
4.3针对安定性裂缝的一些防治措施
（1）浇筑过程中振捣密实。
（2）浇筑完成后，直接用振捣泛出的浆液收面，抹面平整。
（3）进行良好的养护，铺塑料布、草帘保水，或者流水养护。
4.4针对其他情况的防治措施
以上是针对造成混凝土裂缝出现的主要原因的防治措施，在实际工作中，可以采取以下防治办法：
（1）做好水利施工技术准备工作。在施工前需要做好施工技术准备工作：①在施工方案设计过程中，应该准确的把握混凝土性质，处理好混凝土结构压应力与拉应力之间的关系，避免结构断面突变而导致裂缝形成。②混凝土施工复杂，施工人员需要对钢筋混凝土结构相关知识进行不断的学习，加强对施工方案设计人员的沟通，针对工程实际情况，及时的做出调整；③施工技术人员需要做好技术交底工作，确保工程施工方案的科学合理性。
（2）制造和加工混凝土时，务必要遵守相关规定来对组成混凝土的材料所占比重进行把控，对水泥的调配应该最先进行，尽量将混凝土中水泥的比重降到最小。采用二级配制的方法，在粗集料中添加一级粉煤灰，也可以将粉煤灰直接添加到混凝土中，从而使混凝土强度增加，实现混凝土各项性能和质量大大增强的目的。
（3）如果发现混凝土产生了裂缝，可以采用将钢筋安置在裂缝中的方式来缓解这一问题，这些钢筋的存在可以有效地使混凝土的承压能力更强，从而提高混凝土的抗拉能力，有效地减少混凝土裂缝由于拉力过大不断加深和数量增加的情况出现。
（4）混凝土振捣工作要密实，加大养护力度。在混凝土施工后要及时的开展振捣工作，促使混凝土各个配比材料之间的密度较为均匀，而且还要保证混凝土的湿润度，及时的进行草帘的挂设或者浇水蒲草来进行养护保湿。所以在混凝土的施工中要进一步的分析混凝土新施工工程中的容易受损程度，并且及时的加强对于混凝土施工工程的管理，防止裂缝情况的产生和蔓延。养护工作主要是指避免混凝土裂缝问题表面产生深进的裂缝，并且导致水泥砂浆或者混凝土土层的裂缝逐渐的扩张，形成对于整个水利工程的质量威胁。养护工作要针对混凝土工程中的小缝隙及时地进行混凝土涂抹，将混凝土的裂缝表面进行抚平，按照已成的裂缝走向开凿深度为10～20mm左右的凹槽，然后用钢丝进行凹槽的湿润，及时地涂抹水泥砂浆，确保养护工作及时有效。
五、结束语
通过对水利施工中混凝土出现裂缝的原因分析，以及针对性的混凝土施工，混凝土裂缝的主要类型，做出了研究分析，而且针对塑性收缩裂缝、沉陷裂缝、温度裂缝以及干缩裂缝等主要裂缝类型的成因和解决方法，都做了详细具体的分析。根据实际的施工要求开展对于水利工程中混凝土施工的质量管控、配合施工比例管控、温度管控等形式，并及时的提高施工人员的施工技能和专业水平，全面的维护水利工程中混凝土的整体性和坚固性，为以后的水利施工人员的施工技术和重点管控提供有效的参考。
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论文作者:郑伟
论文发表刊物:《基层建设》2019年第30期
论文发表时间:2020/3/13
标签：混凝土论文; 裂缝论文; 水利论文; 水利工程论文; 水泥论文; 体积论文; 情况论文; 《基层建设》2019年第30期论文;