水利工程中大体积混凝土裂缝的产生与预防

摘要：在水利工程中，有很多大型工程项目建设多采用混凝土浇筑的形式进行施工，混凝土浇筑具有强度高，施工相对容易的特点，可以做到一次成形，在工程建设应用较多，但混凝土施工过程中也会出现裂缝的问题，严重的会影响工程质量，本文针对混凝土裂缝产生的原因进行了分析研究，并提出了相应的预防措施。

关键词：大体积混凝土；裂缝；预防措施

中图分类号： TV544 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/j.cnki.jlny.2014.21.0050

1大体积混凝土裂缝产生原因

裂缝的产生主要有两种情况，一种是结构型裂缝，另一种是材料型裂缝。结构型裂缝主要是因为载荷或外力过载而使混凝土变形产生，而材料型裂缝是由温度应力和混凝土的收缩引起。

1.1 温度裂缝

混凝土浇筑后，因混凝土内外的温度差所造成，浇筑初期，由于大体积混凝土内部产生大量的水化热，这些热量在内部很难散发，使得内部温度升高而体积外胀，而混凝土外部温度较低，内外的温差使得拉应力不同，而导致裂缝产生。另外，混凝土凝固后，拆模时，表面温度会下降很快，而内部温度降得较慢，会产生内外温差也能导致裂缝产生。

1.2 收缩裂缝

由于水泥在硬化成形的过程中，一部分水分和水泥发生化学反应而消耗掉，一部分会散发到混凝土体外，水分的失去会导致混凝土收缩，另外由于其他原因也会导致混凝土产生收缩。在水泥活性大、混凝土温度较高，或在水灰比较低的条件下会加剧引起开裂。当混凝土尚处于塑性状态，稍微受到一点拉力，混凝土的表面就会出现分布不均匀的裂缝，随着混凝土体内的水分蒸发进一步加大，裂缝会进一步扩展。

2预防裂缝的有效措施

2.1要把好材料关

混凝土是由水泥、水、砂石、掺和料、外加剂等多种材料共同混合而成，组成材料的质量好坏，直接决定混凝土质量的好坏，各种材料的质量也是裂缝产生的主要原因。

水泥：水泥与水混合后发生化学反应，同时伴有大量的水化热产生，使混凝土内外产生温差而形成裂缝，所以在施工时要尽可能降低水化热的产生，在水泥使用上要尽可能使用水化热低的水泥，要严格按照实验的数据控制水泥的用量，在保证强度的情况下，尽可能少用水泥，不可随意增加水泥用量。

掺加粉煤灰：在实际施工中，有时为了减少水泥水化热的产生，可以适当掺加粉煤灰来代替水泥，这样能减少水泥用量，同时也能提高和易性，由于粉煤灰中含有大量的硅、铝氧化物，这些物质会同水泥的水化物进行二次反应，减少水化热，降低混凝土的热胀度。避免裂缝的产生，但粉煤灰的用量不宜过多。

粗骨料：对于粗骨料，要尽量使用较大粒径的，粒径越大，级配越好，孔隙率也就越小，这样能减少砂浆量和水泥用量，进而不会产生大量的水化热，有效防止裂缝的产生。

细骨料：细骨料最好的选择是用中粗砂，因为中粗砂孔隙率小，制成的混凝土无论是用水，还是水泥，都可以减少和降低水化热，从而降低裂缝的产生。另外在使用中粗砂的时候，一定要经过清洗，去除砂中的泥土，因为含泥量大会导致混凝土收缩变形增大，易产生裂缝。

2.2 外加剂的加入

在现在的水利工程施工过程中，对于大体积混凝土的浇筑，为了防止裂缝的产生，除了严控材料的质量外，常常加入外加剂，主要有减水剂、缓凝剂、引气剂等，减水剂的作用主要是降低水灰比，能够减少水泥用量，改善混凝土的和易性，防止开裂，缓凝剂所起的作用是延缓混凝土的放热峰值时间，待混凝土达到放热峰值时，混凝土已经是凝固达到最大强度，不至于开裂。引气剂的作用也是改善混凝土的和易性、可泵性，同时提高其耐外性能，这三种外加剂都能不同程度的提高混凝土的强度，但在使用上，切不要过多，一定要按照实验的数据为基准，切不要随意乱加。

2.3 采用科学合理的施工工艺

大体积混凝土裂缝的产生，除了因材料问题等原因外，施工工艺也是导致裂缝产生的主要原因之一，在施工过程中要严控工艺水平，确保施工质量，降低裂缝的产生。

2.3.1混凝土的拌制 拌制混凝土，原材料用量要准确，进行严格计量，混凝土出机时，要控制好塌落度。在出机时，也要控制好温度，可以用吹冷风的方法进行降温，也可以用加冰的方法进行拌合，尽量使新拌混凝土的温度在6℃左右，不能过高。

2.3.2混凝土浇注、拆模 浇筑时要注意保证振捣质量，要均要匀，保证振捣一致，浇筑完毕，对表面要进行压实、抹平处理，防止裂缝产生，由于水利工程施工常常要求混凝土体积较大，这时要进行分层浇筑，振捣时要进行流水振捣，保证两层能结合紧密。浇筑时间要避高温和暴晒的情况，在夏季施工尽量要在夜间进行。混凝土凝固好后，强度达到设计强度的75%以上，就可以进行拆模了，拆模后表面温度下降不要超过9℃以上。如果拆模时间遇上低温季节，模板拆掉后表面降温过大会产生收缩，如果表面收缩但在内部约束的情况下，会产生拉应力，引起裂缝产生，所以应立即采取表面的保护措施，避免裂缝产生。

2.3.3养护 浇筑完的混凝土要及时进行合理的养护，应在表面进行洒水保湿，一方面避免混凝土中的水分快速散失，促进表面的水化，另一方面也能保持温度，避免高温季节高温倒灌，引起强烈干缩，避免裂缝的产生，为混凝土凝固提供一个良好的温度环境，养护的开始时间一般是浇筑完12～18小时内立即开始，周期控制在不小于28天，或者根据设计龄期进行养护。若是在高温季节施工，则要在初期采用通制冷水来降低混凝土最高温度峰值，但通水时间不能过长。

参考文献

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作者简介：刘绍华，大专学历，辉南县小椅山水库灌区管理处，工程师，研究方向：水利工程。