河南省滑县黄河河务局 456400
摘要：水利施工中造成混凝土出现裂缝的原因是多方面的，由于其内部强度相对较高，表面积小，体积大等原因，其释放水化热的过程比较集中，内外温差短时间内变化巨大，造成相应的拉伸应力，超出了正常的承受范围外，就会造成裂缝问题，进一步影响整个结构的稳定性和使用效果。会对整体的工程质量产生深远影响，因此必须进行科学合理的规划分析，严格的监控施工过程，为后期工作奠定良好的基础。
关键词：水利工程建筑物；混凝土裂缝；防治措施
前言
在许多水利工程建筑物中，混凝土的裂缝问题是一个普遍存在而又难以解决的工程实际问题，对水利工程中常见的混凝土裂缝的成因进行了探讨分析，并有针对性地提出了一些防治措施。
1水利工程混凝土裂缝类型
水利工程中普遍存在的混凝土裂缝类型从结构上看通常有两种，一种是结构性裂缝，这种裂缝是由混凝土外部的外在荷载造成的裂缝，又被称为荷载裂缝，它包括由于外部的力量直接造成的直接应力引起的裂缝或者是受到的次要力量产生的力量；另一种是非结构性裂缝，这类裂缝是指由包括温差、干缩湿胀、不均匀沉降等因素的变化而引起的，是在结构的变形受到限制时引起的内应力造成的[1]。大量研究资料表明，非结构性裂缝在所有裂缝中所占的比重高达80%，其中又以收缩裂缝为最多。
从裂缝产生的时间上来划分，有施工期间出现的裂缝和使用期间出现的裂缝两种。其中施工期间出现的裂缝主要包括施工操作不当或养护不到位而出现的裂缝、早期冻胀作用引起的裂缝、沉降收缩裂缝、自身收缩裂缝、温度裂缝，及其他形式的不规则裂缝。使用期间出现的裂缝包括盐碱类介质及酸性侵蚀气液引起的裂缝、钢筋锈蚀膨胀产生的裂缝、循环动荷载作用下损伤累积引起的疲劳裂缝、碱骨料反应引起的裂缝等。
从裂缝的形状来划分，有纵向裂缝、横向裂缝、剪切裂缝、斜向裂缝四种。纵向裂缝主要是由钢筋锈蚀作用引起的，一般平行于构件的底面，呈顺筋分布；横向裂缝主要是由荷载作用、温差作用引起的，垂直于构件底面；剪切裂缝主要是由竖向荷载或震动位移引起的；斜向裂缝主要是因地基的不均匀沉降以及温差作用或抗剪承载力不足引起，常见于墙体与混凝土梁。从而裂缝自愈，渗漏停止，这类裂缝常见于一些新建防水工程中；另一种情况是在稳定运动中的裂缝，比如在周期性荷载作用下产生的周期性扩展和闭合的裂缝，这类裂缝基本不影响持久应用。不稳定裂缝将擦声不稳定性的扩展，从而影响结构物的持久使用。
2水利工程中的混凝土裂缝形成的原因
2.1混凝土受温、湿度变化影响
水利工程中混凝土的裂缝是一种常见病和多发病，且大多数发生于施工阶段，其原因较复杂，造成裂缝主要原因是温度和湿度的变化。混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力。后期在降温过程中，受到结构基础或周边约束影响，使混凝土内部出现拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，即会出现裂缝。在施工完成后，后期的养护不周、时干时湿，表面干缩形变受到内部混凝土的约束，也易导致裂缝的产生。混凝土自身是一种脆性材料，抗拉强度是抗压强度的1/10左右，短期荷载的极限拉伸变形只有(0。6～1。0)×104，长期荷载的极限位伸变形也只有(1。2～2。0)×104。由于原材料不均匀，水灰比不稳定，加上运输和浇筑过程中的离析现象，使得在同一块混凝土中其抗拉强度产生不均匀，存在许多抗拉能力很低，易于出现裂缝的部位。因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。
2.2混凝土材料及配合比影响
配合比设计不当直接影响混凝土的抗拉强度，是造成混凝土开裂的原因。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆配合比不当指水泥用量过大，水灰比大，含砂率不适当，骨料种类不佳，选用外加剂不当等，这几个因素是互相关联的[2]。有关试验资料表明：用水量不变时，水泥用量每增加10%，混凝土收缩增加5%；水泥用量不变时，用水量每增加10%，混凝土强度降低20%，混凝土与钢筋的粘结力降低10%。在水利工程施工中常遇到梁板存在裂缝，总结原因如下：第一，粗细集料含泥量过大，造成混凝土收缩增大。集料颗粒级配不良或采取不恰当的间断级配，容易造成混凝土收缩的增大，诱导裂缝的产生。第二，骨料粒径越细，混凝土单方用灰量、用水量增多，收缩量增大。混凝土外加剂、掺和料选择不当、掺量不当，增加混凝土收缩。第三，水泥品种原因，矿渣硅酸盐水泥收缩比普通硅酸盐水泥收缩大，近几年水利工程中普通硅酸盐水泥一般不再使用。矿渣硅酸盐水泥增加混凝土收缩。
2.3施工过程及现场养护影响
首先，现场浇捣混凝土时，振捣或插入不当，漏振、过振，均会影响混凝土的密实性和均匀性，诱导裂缝的产生。其次，高空浇注混凝土，风速过大、烈日暴晒等因素都会造成混凝土收缩值大。再次，混凝土浇注时，现场混凝土降温及保温工作不到位，引起混凝土内部温度过高或内外温差过大，造成混凝土产生温度裂缝。最后，现场养护措施不到位，混凝土早期脱水，引起收缩裂缝。
3防止裂缝的措施
3.1施工方案的确定
良好的施工方案与预防、控制裂缝有很大的关系。施工方案主要应确定一定浇筑量、施工缝间距、位置及构造、浇筑时间、运输及振捣等。确定浇筑时间的原则应尽量避开炎热天气或昼夜温差大的日子。
3.3施工质量控制
据相关资料统计显示，由施工质量原因而产生的裂缝发生率在95%以上。如果在施工阶段控制住了裂缝，则在使用阶段开裂的可能性就很小了。因此，施工阶段是裂缝预防的主要阶段，在施工阶段要注意以下问题：首先，混凝土要有合适的配合比，要满足强度要求、施工要求，还要从防止产生裂缝的根本原因出发。其次，钢筋的成型和模板安装位置要准确、牢固，以免施工中变形。钢筋上的污物要清除干净，以免影响钢筋与混凝土粘结力。最后，浇筑、振捣操作合理，特别是振捣操作技术。过分地振捣对混凝土均匀性有害，振捣不足也不能保证混凝土的密实度。
3.4后期养护
第一，养护的目的是使混凝土正常硬化，强度增长，少受外界影响，缩小降温过程中的温差。以便减小温度应力，阻止裂缝的产生[3]。第二，常规养护方法是喷水，对一般混凝土结构，减小表面收缩，防止龟裂是可行的。养护期应以混凝土强度增长最快的阶段为准，即7～28天，时间越长效果越佳。第三，当拆除模板在混凝土浇筑初期时，由于水化热的散发，表面引起相当大的拉应力，此时表面温度亦较气温为高，此时拆除模板，表面温度骤降，必然引起温度梯度，从而在混凝土表面附加拉应力，再加上混凝土干缩，有导致裂缝的危险，但如果在拆除模板后及时在表面覆盖一层轻型保温材料，对于防止混凝土表面产生过大的拉应力，具有显著的效果。因此混凝土浇筑后的最初几天是养护的关键时期，在施工中应切实重视起来。
总结
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。所以，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，以保证水利工程建筑物的构件的安全、稳定、经久、耐用。
参考文献
[1]王慧敏.水利工程中混凝土裂缝渗透成因及预防措施[J].水利科技与经济,2016,22(03):117-118.
[2]彭哲海.水利工程中混凝土裂缝的成因及预防[J].吉林农业,2014(01): 57.
[3]王立库.浅谈水利工程混凝土裂缝的成因及预防措施[J].水利天地, 2013(02):25-26.
论文作者:万振威,王宁
论文发表刊物:《防护工程》2018年第4期
论文发表时间:2018/6/29
标签：裂缝论文; 混凝土论文; 水利工程论文; 应力论文; 荷载论文; 温差论文; 钢筋论文; 《防护工程》2018年第4期论文;