关键词：水工建筑物；混凝土；裂缝；
引言：混凝土主要由砂石骨料、水泥、水及其它外加材料混合而成的非均质脆性材料被广泛的应用于水利工程建设中，但由于混凝土均匀性比较差、离散性大的特点在使用时特别容易出现裂缝。在水利工程建设中混凝土裂缝是一种比较常见的病害之一，对建筑物的危害比较大。因此,在对裂缝进行分类、研究的基础上,我们要科学地对待裂缝问题，采取有效的措施,将裂缝的有害程度控制在允许的范围内。
一、水工建筑物混凝土出现裂缝的原因
1、材料自身的原因
为了保证操作需要的稠度，在混凝土中加入的水分往往比水泥水化作用需要的水分多4～5倍。这些多余的水蒸发后会产生体积收缩，称为温度收缩。另外，水泥水化作用也会引起体积收缩，称为自收缩。自收缩是温度收缩的1／5～1/10。这两部分组成混凝土的总收缩。温度收缩是主要部分，且收缩值的大小与水泥的品种、用量、拌和水量、骨料规格、振捣密实性以及养护好坏等有关。因此，施工中常见的混凝土收缩裂缝又分为干燥收缩裂缝、沉降收缩裂缝和塑性裂缝：
（1）干燥收缩裂缝，多在混凝土养护完毕后一段时间内出现。裂缝为表面性的，较浅且较细，多沿短方面分布。裂缝随湿度和气温变化而变化，由表及里，由小到大逐渐发展。裂缝产生的原因主要是混凝土养护不周，遭受风吹日晒，表面水分散失过快，而内部温度变化小，表面干缩变形受到内部混凝土的约束，从而产生较大的拉应力，造成裂缝。此外，构件时干时湿，表面湿度发生剧裂缝变化也会导致裂缝产生。
（2）沉降收缩裂缝，多沿主筋通长方向上在混凝土表面断续出现，或在相邻断面显著变化部位出现。裂缝较浅且较宽，呈菱形，并常在混凝土浇灌后发生，硬化后停止。该裂缝产生的原因是混凝土浇捣后，骨料颗粒沉落，水分上升，受到钢筋、埋设件或大的粗骨料阻挡，而使混凝土互相分离；混凝土本身组成材料沉落不均造成开裂；斜坡上的混凝土由于向下流动而开裂。
（3）塑性收缩裂缝，一般在干热或刮风天气出现，其形状类似于干燥泥浆面。裂缝多为中间宽，两端渐细，且长短不一，互不连贯。裂缝产生是混凝土在塑性形状时，表面水分蒸发过快，产生急剧的体积收缩而形成的。而蒸发速度的快慢与风速、相对湿度、混凝土表面空气湿度以及自身温度有关。风速大、温度高水分蒸发速度就快。
2、温度上的原因
水工建筑物混凝土会受到温差以及收缩的双重作用影响，这很容易引起混凝土出现裂缝。例如，混凝土面临温度变化时，会在配筋薄弱的地方发生开裂，形成45度斜角的混凝土表面裂缝。此外，在水工建筑项目的空置期间，如果混凝土和外界温度相似时，水工混凝土内外的温度差值很小甚至没有，就不会产生明显混凝土裂缝问题；夏季外界的温度高于混凝土内部的温度时，混凝土会抵偿干缩作用，不缩也不胀；冬季外界的温度低于混凝土内部的温度时，混凝土会面临干缩以及收缩的双重作用，导致混凝土出现裂缝问题。
3、设计及施工上的原因
目前水工建筑项目进行混凝土结构设计时，大都将下面正弯矩的钢筋与板面上角负弯矩的钢筋伸入到外角框架柱内或者构造柱内。这种增强节点构造的施工设计方法，使混凝土板面以及板角会受到很强的嵌固作用，所以混凝土表面裂缝会被局限在一定的范围内，在角柱牵制下没有自由伸缩的空间。在板角配筋加强区到一般配筋区间有斜向的过渡带，这里混凝土会不可避免地受到干缩加冷缩双重收缩的作用，这样一来，混凝土板面抗裂性就会大打折扣；混泥土没有在上部配置四角钢筋来抗板面带来的双重收缩作用，也会引起混凝土表面的裂缝。
在水工建筑物混凝土施工的一些细节部分出现纰漏，也会导致混凝土的裂缝问题。比如在混凝土上不合理的负载；过早的负载；增加了太多的水泥剂量；混凝土的上层钢筋未得到有效的保护；折摸过早会使水工建筑物混凝土发生挤压变形，形成裂缝。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
二、防治水工建筑物混凝土裂缝的控制措施
工程实践经验表明，水工建筑物混凝土裂缝通常都是综合因素造成的，所以防止裂缝必须采取综合措施，必须从结构设计、原材料选择、配合比设计、施工安排、施工质量、混凝土温度控制、养护和表面保护等方面加强控制，努力提高结构物自身的抗裂能力；另一方面要尽可能减小混凝土结构应力，使之与混凝土的抗裂能力相适应，达到即安全又经济的目的。
1、在混凝土材料上控制
从源头控制好水工建筑物混凝土施工，在混凝土原材料角度上看，混凝土材料要保持各种作用产生的拉应力小于混凝土的实际抗拉强度。对此，可以选择比热容大、能微膨胀、热膨胀系数小、导电性能好、干缩率小的水泥，避免干缩以及收缩作用加剧使混凝土出现裂缝。还需要注意混凝土施工材料的含泥量以及结构密集度。通过掺入合适减水剂，可以减少混凝土的单位用水量。可以采用低流态的混凝土改善骨料分配。
2、制定科学的施工方案
水工建筑物混凝土施工要通过系统的观点来纵观全局，统筹各环节；规划混凝土施工设计时由专业工程师进行实地鉴定、评估，坚持标本兼治、综合治理的基本方针，牢牢把握水工建筑物混凝土施工的基本框架、基本结构以及基本设计理念；坚持谨小慎微、统筹兼顾的原则，这是也是防治水工建筑物混凝土裂缝的根本原则，贯彻这项原则才能在水工建筑物设计和建造中不留任何可能出现混凝土裂缝的隐患。
3、在现场施工上控制
进行水工建筑物混凝土现场施工时，需要注意以下方面：
（1）降低拌合水以及骨料的温度，安排在低温时间或者早晚时间进行混凝土浇筑，尽量避免高温环境进行混凝土施工，减少混凝土的浇筑时间，避免干缩率以及收缩率过大的影响；
（2）在高温环境进行混凝土运输作业时，为了防止混凝土温度过高而产生裂缝，需要缩短混凝土运输时间，对混凝土进行覆盖、遮阳隔风，最大化降低混凝土温度；合理安排混凝土施工工序，避免施工荷载过大导致混凝土发生裂缝的可能性；加强混凝土模板以及支撑的刚度，模板需要用水均匀湿润；
（3）进行混凝土的浇筑工作后，要及时覆盖、洒水。在水工建筑物混凝土施工中还要特别注意处理好混凝土振动后期的模板移位现象。还要明确各自的职责，检查部门以及监督部门要加大混凝土施工质量检查力度，使水工建筑物混凝土施工做到违规必究、有规可依。按照水工建筑项目计划进度协调好混凝土施工人员、施工材料以及施工设备，水工建筑项目分段控制可细分为天计划，保证混凝土质量的前提下，争取提前完成施工计划。
4、在混凝土保养上控制
水工建筑物混凝土在保养上，要考虑到水泥干缩性的特性，在硬化初期水份不足时混凝土就会产生裂缝。
（1）加强混凝土养护，定时浇水；
（2）从温差方面考虑，混凝土内外温差变化大，会加剧干缩以及收缩作用，解决的办法是在混凝土适当部位预留若干伸缩缝；
（3）由应力太过集中引起的混凝土裂缝，可以在混凝土板面增设若干的钢筋网或者缩小钢筋间距；
（4）水工建筑物混凝土强度未达到设计的要求，并且提前加荷，使混凝土构件发生过载情况而在混凝土板底产生裂缝，解决的方法策略是掌握好混凝土的拆模时间，避免提前加载，没有拆模时也不要在混凝土的板面上放载过多的物件。
4、大体积混凝土浇筑的温控措施
水工建筑物一般混凝土体积比较大，尤其是大坝部分，混凝土内部后期水化热作用，内外温差较大致使混凝土产生裂缝。对此从设计时就应考虑冷却措施，埋设冷却水管等，在混凝土浇筑后及时通水冷却，减小混凝土内外温差以达到减少混凝土裂缝的目的。
结束语：
裂缝是水利建筑物混凝土结构中普遍存在的一种现象，它的出现不仅会降低水利建筑物的抗渗能力，影响水利建筑物的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影响水利建筑物的承载能力。因此，必须对混凝土裂缝进行深入细致的调查研究，区别对待，在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展。
参考文献：
[1]高文平.水工建筑物混凝土裂缝控制措施 2016.9
[2]方虎玉. 水利工程中混凝土温度裂缝的成因和防治 2017.4
[3]金影,佟树军. 水利工程混凝土施工裂缝问题的研究 2016.12
论文作者:王祚雄
论文发表刊物:《防护工程》2019年第1期
论文发表时间:2019/5/10
标签：混凝土论文; 裂缝论文; 水工论文; 建筑物论文; 温度论文; 骨料论文; 作用论文; 《防护工程》2019年第1期论文;