中国水电建设集团十五工程局有限公司 陕西西安
摘要：与其他工程相比，水利水电工程项目的施工具有一次性、交叉性，该工程对基础的建设需要高度重视，不仅要包含地下施工，而且需要水下施工，因此技术难度较大，一般情况下地基采用混凝土施工，良好的地基建设可以防止漏水问题的出现，此外，水电站在洪水时期需要承担一定的水压，在建设初期一旦出现大面积裂缝就会给后期的防洪工作带来巨大的威胁。文章针对水利水电大体积混凝土浇筑裂缝成因及防裂措施进行了详细的阐述，内容仅供参考。
关键词：水利水电；大体积混凝土；浇筑裂缝成因；防裂措施
1大体积混凝土裂缝产生的原因
1.1温度应力引起的裂缝
一般大体积混凝土浇筑时，根据不同的配合比、不同原材料(尤其水泥和外加剂)和浇筑环境温湿度等条件的区别，一般会在3～7d，在这段期间内，水泥水化热所释放出的热量达到最高值，而大体积混凝土结构层较厚，释放出的热量不易排出而导致混凝土内部温度逐渐升高，最高时可达到60～70℃，使整个混凝土内部温度急剧升高，导致内外部温度差增大，形成一个温度差，使混凝土表面产生拉应力，内部则产生压应力，这时就容易出现裂缝现象。
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混凝土在浇筑成型后，外部的环境及温度则是影响混凝土强度变化因素之一，混凝土的硬化过程中由于水泥的水化作用，使内部温度升高，在炎热的天气浇筑时，外部温度较高，水泥水化速度明显增快，混凝土强度发展也就加快;反之，在寒冷的天气浇筑时，水泥水化速度有所降低，使得混凝土强度形成相应迟缓，当温度降至冰点以下时，混凝土的强度则停止上升，寒冷的天气还会使得空隙内水分子凝固而引起膨胀，这种现象就会破坏混凝土的内部结构。混凝土在初凝过程中强度较低，更易被破坏，只有温度合适时，水泥的水化过程才能顺利进行，强度才能充分发展，达到工程所需的强度。因此，外界温度如果下降过快，会造成较大的温度差而产生温度应力，极其容易引发混凝土的开裂。如果浇筑完混凝土后不进行养护会使得湿度减少，而影响水泥水化作用的正常进行，严重时会降低混凝土的强度，如果水化作用未能完成，会使混凝土结构内部疏松、渗水性增大，形成干缩裂缝，直接影响混凝土的耐久性。因此，混凝土成型后一定时间内必须保持周围环境有一定的温度和湿度，使水泥充分水化，以保证获得较好质量的混凝土。
1.2沉降收缩和塑性收缩引起的塑性裂缝
通常情况下，我们所定义的塑性裂缝包括了沉降收缩裂缝和塑性收缩裂缝两种类型。混凝土在凝结过程中，还没有完全硬化前，其中的粗骨料和比重较大的颗粒会自然下沉，导致横向体积增大而竖向体积则会有所缩小，这时产生的塑性变形裂缝就是沉降收缩裂缝;而在浇筑过程中，由于混凝土还处于塑性状态，外界温度升高或风力较大时，都会导致混凝土表面水分损失加快，会使混凝土体积急剧收缩而形成裂缝，这时产生的裂缝就是塑性收缩裂缝。往往在施工过程中，这两种裂缝经常会同时出现，因此常常统称为塑性裂缝。
混凝土在终凝前由于粗骨料下沉而造成水分上浮，这种现象称为混凝土泌水，在浇筑完混凝土后，如果混凝土表面蒸发速度大于混凝土泌水速度时，混凝土表层的抗拉极限值超过收缩引起的拉应力时，混凝土表面就会出现裂缝，反之，如果表面蒸发速度小于混凝土泌水速度时，则不会出现此现象。但是实际施工时，由于外界环境的不确定因素，如炎热天气、大风天气等都会加速混凝土表层水分蒸发，导致混凝土表层的体积收缩急剧增加，由于终凝前混凝土的抗拉强度较低，低于蒸发收缩造成的拉应力，这时就容易出现大体积混凝土裂缝。
1.3原材料引起的裂缝
水泥在混凝土中起胶结作用，也是混凝土中最重要的成分，直接关系着混凝土的强度、和易性、耐久性和经济效果。
①水泥品种的选择。由于水泥的品种会直接影响到混凝土早期的强度、凝结硬化时间、水化热、抗冻性、耐热性等主要特性，因此，施工前要根据工程所处环境、工程结构特点、设计标准等选择合适的水泥品种，如果选择不合适的水泥品种会导致大体积混凝土裂缝的出现。②水泥强度等级的选择。所选水泥的强度要求一定要满足混凝土设计强度标准，一般情况下，配置高强度等级的混凝土会选用高强度等级的水泥，而配置低强度等级的混凝土就会选用低强度等级的水泥。一般以水泥强度等级为混凝土强度等级的1．5～2．0倍为宜。在施工过程中，有些高强度等级的混凝土用低强度等级的水泥去配制，产生大量的水化热，使混凝土内部的温度应力得不到释放，导致大体积混凝土表面产生拉应力造成裂缝，而且这种裂缝又是不可逆的。
混凝土用骨料按粒径大小分为细骨料和粗骨料。骨料在混凝土中起骨架作用和稳定作用，而且其用量所占比例也最大，通常粗、细骨料的总体积要占混凝土总体积的70%～80%。因此，骨料质量的优劣对混凝土性能影响很大。①砂石粒径太小、级配不良、空隙率大等因素都会导致拌合水和水泥的用量增加，而产生大量的水化热，直接导致混凝土表面裂缝的出现。②骨料中普遍存在有害物质，其中云母、碱骨料、硫化物等有害物质过多，都会对混凝土的强度、耐久性、凝结与硬化时间等都有影响。砂中的硫化物可与水泥中的铝酸三钙发生化学反应，使混凝土体积膨胀，这也会导致混凝土表面出现裂缝。因此，要采用洁净、坚硬符合规定级配和细度模数的中粗砂来作为细骨料。
2混凝土裂缝防范措施的若干建议
2.1优化设计
无论是水利水电工程建设还是房屋建设，图纸设计是最重要的部分，为了强化对裂缝的控制，需要严格控制设计图纸。①在设计阶段就需要综合考虑裂缝出现的因素，选用科学合理的方法来降低裂缝出现的概率；②混凝土体硬化时应严格控制周围内部和外部环境的温度差、湿度差，对不同温度进行等级划分，并根据不同等级制定相应的施工策略。另外，设计时需要考虑到混凝土热胀冷缩，以尽量降低因温度问题产生的应力，从而降低裂缝的产生概率。对于水利水电工程已形成的裂缝可以设置相应的施工缝，后期进行集中处理。混凝土收缩不可避免，因此可以选择恰当的构件和截面，并合理处理相互载荷，避免混凝土收缩时应力过于集中造成严重的事故。钢筋在混凝土体中的作用非常大，它能显著增加混凝土与钢筋间的粘结力，从而抑制混凝土体的形变量，随着粘结力的加大，这种抑制能力越强。
2.2浇筑要求
水利水电工程关系到国家的长治久安，因此建设过程中需要对施工的各个阶段进行严格控制。①严格控制原料质量。施工中原材料的选择十分关键，它往往决定了一个工程是否合格，水泥需要选用正规厂家、细砂和骨料要符合国家的规章规范，施工选用的原料含泥量不得高于1%，这样能够极大的降低混凝土出现裂缝的几率。②浇筑时间的选取必须合理，要尽量避开高温、大风、大雨天气，因为以上天气不利于混凝土凝合。如果一定要在这样的天气下进行施工，那需要做好相应的防湿、防高温、防暴晒措施。③严格控制施工的过程。混凝土体混凝土产生裂缝消除的办法可选用振捣法，但是振捣所需要的时间有严格的要求，过长或过短都将影响混凝土硬度；振捣过程完成后可选用压光方法降低混凝土中多余水量。④优化混凝土配合方案。在粉煤灰中加入减水剂，采用水泥泵进行输送，用这样的方案可极大的降低裂缝的出现，建设阶段为了降低水泥收缩、控制混凝土裂缝，可以适当提高混凝土的和易度。
2.3做好后期养护工作
混凝土体浇筑完成后并不是就结束了，后期的养护工作也很重要，通过良好的养护能够有效降低混凝土水化速度，从而降低混凝土体内部温度升高的速度，根据国家有关规定混凝土保温保湿养护时间最短需要半月时间，只有良好的后期防护和施工技巧才能够尽量降低混凝土发生干裂，防止因干缩而出现裂纹。我们国家在水利水电工程后期防护工作方面规章规范非常欠缺，这也是为什么每年都会出现一系列问题原因所在，事实证明处理问题的成本远远高于维护成本。有关部门应该注重这方面的研究，以便从不同方面确保工程质量安全，使水利水电工程更加经久耐用。
结束语
综上所述，近年来科学技术的飞速发展，大大提高了项目工程的施工质量，为了提高大体积混凝土技术水平，一定要规范施工中的流程，重视大面积混凝浇筑技术养护，不断积累经验提高大体积混凝土施工技术，进而保证工程项目质量。
参考文献：
[1]于广.论大体积混凝土施工技术的控制要点[J].建材与装饰.2017(16).
[2]章辉.浅谈大体积混凝土裂缝的原因及其控制措施[J].陕西建筑.2013(03).
论文作者:陈东毅
论文发表刊物:《防护工程》2017年第16期
论文发表时间:2017/10/18
标签：混凝土论文; 裂缝论文; 水泥论文; 水化论文; 骨料论文; 体积论文; 强度论文; 《防护工程》2017年第16期论文;