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摘要：近年来，我国对水利水电等基础工程建设越发关注，投入力度也不断加大，而混凝土作为该工程中最常用的一种混合材料，能采取有效措施尽可能减少甚至避免混凝土裂缝的产生，对施工过程顺利高效展开以及整个工程的安全性等都有重要影响。基于此，本文着重分析了在水利水电工程施工中，混凝土裂缝的成因，并相应探讨了有效的治理方法，以提高水利水电工程施工整体质量。
关键词：水利水电工程；混凝土裂缝；成因；治理方法
引言
在水利水电工程的建筑物中，混凝土是运用面积最大、频率最高的一种材料。在实际工程中，受到环境干扰、施工技术限制等因素影响，造成混凝土均匀程度差、离散程度大而导致混凝土裂缝。混凝土裂缝在水利水电工程中比较常见，对工程的顺利进行以及质量能都有不良影响，甚至容易造成水利水电工程建筑物的安全隐患，威胁人们生命财产安全。要想对混凝土裂缝的问题有一定的改善，就必须找出问题的源头，合理分析原因，并据此针对性提出治理措施。
一、混凝土裂缝形成的原因分析
混凝土的裂缝种类很多，包括收缩裂缝、温度裂缝、沉降裂缝等，每一种产生的原因各异，所以针对性的治理措施也会有一定变化。
1.1 受温度影响
在混凝土制作过程中，混凝土内部水分蒸发会产生水化热量，这部分热量在混凝土内部极难排出，相应地也就造成了混凝土内外部温度差异，从而在混凝土表面形成一定的拉应力。在混凝土逐渐冷却过程中，内部也会形成拉应力。对于混凝土来说，其抗压能力很强，但抗拉能力却弱很多，如果混凝土所承受的拉应力过大，而其抗拉强度不足就会造成混凝土裂缝。
特别是在高温环境下，温差变化大时其出现的概率极高，温度引起的裂缝较多出现在混凝土体积较大的结构中。其特点是走向毫无规则，裂缝纵横交错。形成的裂缝也可能直接造成钢筋的侵蚀生锈，并且极大降低混凝土本身的防渗、保暖等功能。
混凝土内外温度差也会引起混凝土裂缝。在浇筑初期，混凝土 内部会产生大量的水化热，这些热量被包含在内部很难散发掉，混凝土内部温度会明显升高，而混凝土外部温度较低，内外的温差使 得混凝土受到的拉应力不同，产生裂缝。
1.2 混凝土材料配比问题
混凝土制作过程中运用了多种材料，各种材料的配比也可能造成混凝土裂缝。比如混凝土骨料个体越小，混凝土的制作就需要更多的石灰以及水分填充，在后期成型中加大其收缩程度，与此同时，泥沙使用量过大，或者外加剂等使用比例不当，都会在一定程度上造成混凝土收缩，引起裂缝。除配比之外，混凝土制作材料的质量也有直接的影响，比如近几年水利水电工程大多数采用普通硅盐酸水泥，相比之前广泛使用的矿渣硅盐酸水泥，其性能更稳定，并且造成混凝土收缩的程度小。
混凝土组成材料的配比、种类、质量等看似互不相关，实则有一定的内在联系，可能一个指标的波动就连锁引发其他参数指标的变化。所以在水利水电工程中，应该严格按照相关原则规范，控制混凝土外用剂、水、骨料、泥沙等用量以及各种材料的种类，根本上减少由混凝土材料配比引起的裂缝问题。
1.3 收缩产生混凝土裂缝
在水利水电工程中，混凝土硬化成型时，由于干缩水泥和石料之间可能会出现一些细微的，不易被发现的裂纹，这些裂纹随机分布，并且毫无规则和关联，这些一定的荷载作用范围内危害是比较微小的。但因为环境温度刺激或是其他原因，开始慢慢发生变化，不断进行扩大，小裂纹之间相互连接，最后形成工程中所说的混凝土裂缝。这些裂缝多发生于面积较大的混凝土结构上，危害很大，特别是对于无任何防护措施直接暴露在大气中的建筑物影响更甚。
1.4 沉陷产生混凝土裂缝
该种混凝土裂缝主要是因为地基所填土质松软、地基沉降不均、支撑的刚度不够、底部松动或者构件的结合不佳等，主要出现在基础或者墙体部分。这种裂缝的危害很大，一般与地面垂直，缝隙大小宽度与沉陷量成比例，并且其治理难度极高。在对该种缝隙进行治理时，需要提前勘察，确定破坏程度，再针对性加以防护，在施工过程中都要注意不断观测和巡查。
1.5 超出荷载产生混凝土裂缝
产生超载裂缝往往是因为混凝土构件上受到了超出规定的荷载作用，或者是该构件上建筑物提早进行工程建设施工造成。混凝土构件在超出其本能承受的均匀或者集中荷载作用下，产生内力弯矩，产生于结构纵线相垂直的裂缝。也就是说，混凝土结构承受较大荷载作用时，裂缝一般发生在受力作用最强烈的部位，形状不像收缩裂缝那样均匀，但依然呈现条状，扩大方向则与之相反。
1.6养护作用影响
水利水电工程施工的后期养护也可能对混凝土裂缝的产生造成一定的作用。混凝土施工时如果没有及时两次抹面，就可能在表面造成收缩裂缝；混凝土浇筑完成后，振捣过振、漏振或是不均匀，都可能对混凝土的密实程度以及均匀程度造成影响；而混凝土制作好后模板过早拆除，也会造成混凝土脱水并产生裂缝；在外部温度变化比较大的情况下进行混凝土的制作时，如果没有及时做好保温或者降低温度的操作，也可能因为内外温差过大引起裂缝。以上工作都是因为施工养护工作不到位可能对混凝土裂缝产生造成的作用，所以在混凝土制作中，应该重视施工养护的工作，把好最后一关，保证混凝土能正常硬化，减少裂缝的产生。
二、混凝土裂缝的预防途径
2.1 设计方面
在设计过程中就应该提前预想到可能造成混凝土裂缝的环节，着重关注容易裂开的部分，比如有高低跨度处等，充分顾及到地基不均匀沉降或是构件一些问题可能造成的隐患，并相应体现在设计方案中。
2.2 施工方面。
在高温环境进行混凝土施工时，就应该注意对混凝土采取一定的降温措施来平衡混凝土内外温度差异；而对于制作混凝土时所需浇筑量、位置、时间或是振捣等都应该进行详细确定。一次浇筑的长度应该由垂直施工缝来确定，比较好的选择是将其定在变截面处或者需要承受拉应力、剪应力比较小的部分。当然除了一次浇筑厚度之外，水平上施工缝的位置也是需要特别注意的。
2.3制作质量方面
混凝土裂缝产生的原因绝大部分来自施工制作过程，所以严格控制了制作阶段的质量，也就在很大程度上减少了混凝土裂缝产生的可能性。需要主要的问题就有以下几个方面：
1）钢筋和模板。对于钢筋来说，应该在使用前清楚污垢和锈蚀部分，避免影响与其他材料的粘合力。对于钢筋的成型以及混凝土模板位置都应该准确确定，并牢固安装；
2）控制好混凝土材料配比。在混凝土制作中，还要提前确定好制作所用材料的比例，选择合适用量，从防止裂缝的角度出发，严格控制好水和石灰的比例，保证混凝土强度。
3）振捣操作。振捣操作往往是最容易被忽视的，但是振捣的好坏将会直接对混凝土密实程度以及均匀性造成影响，振捣不够或者过度都对混凝土的状态有不良影响，所以应该合理控制。
2.4养护方面
施工养护是为了混凝土能够正常硬化，保持良好的状态，尽量控制外界对其不利的影响。最常用的养护方法就是喷水，对于减少混凝土收缩产生细纹现象有良好的作用。对于体积比较大的混凝土由于内外温度不一致，就可能在强度增加比较慢的区域发生开裂，养护就不能局限于常规操作。对于拆模来说，一般尽可能晚拆，拆除后也要马上覆盖或者回填。
三、混凝土裂缝的处理方法
3.1 表面修补法
表面修补法主要是顺着裂缝表面铺放薄膜材料，该种方法主要用于裂缝比较细小的情况，用于提高混凝土的耐用性和美观程度。
3.2 填充法
对于裂缝比较宽的情况，可以顺着混凝土裂缝开成V或者U的形状，
再填充沥青或者树脂砂浆等材料。
3.3 注入法
注入法主要针对裂缝细小但比较深的情况。在裂缝大部分部位用表面修补法修补好，留一小块位置设置一注入用管，借用电动泵等工具将低粘度环氧树脂材料注入进行修补。这种方法属于对结构进行巩固，因此应提前经过验算同意才可实施。
3.4 围套加固法
为增加钢筋截面加强其承受能力，而在周围尺寸许可情形下，于结构一侧或者多侧外部加上钢筋混凝土围套。对于结构裂开比较严重的情况，应该将裂缝的部分钢筋保护部分强调，再外加一层钢丝网。示意图如下：
（a）立面图；（b）剖面图
3.5粘贴加固法
将钢板提前去处污垢和锈渍，然后和混凝土裂缝部位表面用改性环氧树脂和粘结剂进行粘合，使之与砼能够形成一个整体共同工作。示意图如下：
四、结论
水利水电工程建筑物不可避免地要承受各种环境变化、骤变的温差等，而在该类建筑中，大部分采用的都是大面积混凝土，加之施工中一些限制因素，混凝土裂缝现象几乎是避之不及也十分常见。鉴于混凝土裂缝诸多不利于危害，相关部门应该在施工技术上加以提高，并严格控制混凝土材料的质量、配比等，强化施工的监控，采取有效预防和处理措施，尽可能避免混凝土裂缝的产生，保证工程质量。
参考文献：
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[2]杨华雄.水利工程混凝土裂缝的成因及防治处理措施[J].中国水运（下半月），2015，08：293-294.
[3]潘葵敏.水利工程施工中混凝土裂缝的种类与防治措施分析[J].企业技术开发，2015，21：162-163.
论文作者:万运阳
论文发表刊物:《基层建设》2016年30期
论文发表时间:2017/1/16
标签：混凝土论文; 裂缝论文; 材料论文; 温度论文; 应力论文; 荷载论文; 程度论文; 《基层建设》2016年30期论文;