浅谈水工混凝土结构裂缝成因及预防措施

崔 彩

（南京市水利建筑工程有限公司，江苏南京 210001）

0 引言

水工混凝土是由多种脆性材料组成的非均匀材料，具有较高的抗压性和良好的耐久性，同时也存在抗拉强度低、抗变形能力差、易开裂等显著特征。由于混凝土施工和本身变形、外力约束等一系列原因，硬化成型的混凝土中存在着众多的微空隙、气穴和微裂缝。笔者针对实际水利工程施工中裂缝产生的原因及预防措施等方面进行阐述，旨在为水工混凝土施工管理提供借鉴。

1 表面干缩裂缝及预防措施

1.1 表面干缩裂缝产生原因

干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分的蒸发程度不同而导致的结果，混凝土受外部条件的影响，表面水分损失过快，变形较大，内部湿度变化较小，变形较小，较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束，形成较大拉应力而产生裂缝。

1.2 主要预防措施

（1）选用干缩较小的水泥，如用中低热水泥和粉煤灰水泥，在保证混凝土强度等级的前提下，降低水泥的用量。

（2）混凝土的干缩受水灰比的影响较大，水灰比越大干缩越大，因此在混凝土配合比设计中应尽量控制好水灰比大小，同时掺加合适的减水剂。

（3）严格控制混凝土搅拌时间和施工中的配合比，混凝土的用水量绝对不能大于配合比设计所给定的用水量，将用水量误差控制在规范允许的范围之内。

（4）混凝土平面收光要恰到好处，最后一道收光要用力反复揉搓，使混凝土表面既达到最密实的程度，又能收好光。

（5）加强混凝土的早期养护，并适当延长混凝土的养护时间，保持混凝土表面经常湿润，做到既保湿又保温。

（6）在混凝土结构中设置合适的收缩缝。

2 温度裂缝及预防措施

2.1 温度裂缝产生原因

温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大的中间位置。浇筑后的混凝土在硬化过程中，水泥水化作用会产生大量的水化热，由于混凝土体积较大，大量的水化热积聚在混凝土内部不易散发，导致内部温度急剧上升，而混凝土表面散热较快，于是产生较大温差，较大的温差造成混凝土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极限抗拉强度时，混凝土表面就会产生裂缝。

2.2 主要预防措施

（1）尽量选用低热或中热水泥，如：矿渣水泥、粉煤灰水泥等。

（2）减少水泥用量，在混凝土中掺加适量粉煤灰或减水剂。

（3）改善混凝土的浇筑温度，寒冷天气要尽快入仓，尽量提高入仓的温度，保证入仓温度在45℃以上；炎热季节要降低入仓温度，砂石骨料要堆高遮阳，取用地下水为拌合用水，混凝土尽快入仓，入仓温度控制在30℃以下。

（4）在混凝土中掺加减水缓凝剂，改善混凝土拌合物的流动性和保水性，降低水化热，延缓热峰出现的时间。

（5）大体积混凝土的温度应力与结构尺寸相关，混凝土结构尺寸越大，温度应力越大，因此要合理安排施工工序，分层、分块浇筑，以利于散热，减小温度应力约束。

（6）在大体积混凝土内部设置冷却管道，通冷水或者冷气冷却，减小混凝土内外的温差。

（7）加强混凝土养护，混凝土浇筑后及时用湿润的草帘、麻布等覆盖，并注意洒水养护，适当延长养护时间，使混凝土表面缓慢冷却。在寒冷季节混凝土表面应设置保温措施，以防寒潮袭击。

（8）在混凝土中配置表层毛细钢筋或者掺入纤维材料，将混凝土的温度裂缝控制在一定的范围之内。

3 沉陷裂缝及预防措施

3.1 沉陷裂缝产生原因

沉陷裂缝的产生原因是由于结构地基土质不均、松软，回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致，也可能是因为模板刚度不足、模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致，特别是在冬季，模板支撑在冻土上，冻土化冻后产生不均匀沉降会致使混凝土结构产生裂缝，其走向与沉陷情况有关。

3.2 主要预防措施

（1）对松软土地基填土，并在上部结构施工前应进行必要的夯实和加固。

（2）保证模板有足够的强度和刚度，且支撑牢固，并使地基受力均匀。

（3）防止混凝土浇筑过程中地基被水浸泡。

（4）模板拆除时间不能太早，且要注意拆换的先后顺序。

（5）在冻土上搭设模板时要注意采取一定的预防沉降措施。

4 结语

水工混凝土裂缝产生的原因是错综复杂的，以上是对混凝土裂缝产生原因及预防措施方面进行的初步探讨，具体工程实际中还需多分析、多总结，以求采取有效措施控制混凝土裂缝的产生，确保工程质量。