水利施工工程中混凝土裂缝的防治技术

刘冬华

(江西省水利水电开发有限公司，江西 南昌 330001)

水利施工工程中混凝土裂缝的防治技术

刘冬华

(江西省水利水电开发有限公司，江西 南昌 330001)

混凝土在现代建筑类工业中发挥着重要的作用，由于其刚度大、稳定性强、来源广泛和成本低的优点，在各类的建筑工程中都占有很大的比例。而在混凝土工程的施工中，由于种种原因，混凝土裂缝的问题在许多工程中出现，导致工程质量受到影响。水利工程有着巨大的社会影响力，由于水利工程中出现混凝土裂缝而导致的事故会造成严重的损失，文章主要针对了混凝土裂缝出现的原因和防治措施展开了全面的探讨。

水利工程；混凝土裂缝；防治措施；结构稳定性

水利工程中，混凝土结构除了作为支撑的主体部分外，还承担着保护钢筋的作用。一旦混凝土出现裂缝，混凝土中的钢筋就会被暴露在湿润的环境中，时间长了就会逐渐被腐蚀，导致钢筋混凝土结构的性能和寿命降低，水利工程出现安全隐患。在水利工程中施工中，混凝土出现裂缝是一个比较常见的问题，也是影响工程质量的一个重要因素。为了更好的提高工程的质量，一定要对混凝土裂缝问题引起足够的重视，并及时采取防治措施，从而保证整个工程的顺利进行。

1 混凝土材料结构组织的缺陷

混凝土本身是由水泥浆、骨料和其他一些材料组成的，其内部结构在不同的层次上以不同的结构形式组合起来：①宏观级，在这一层次中，可以观测到混凝土材料是连续且由同一种物质构成的，不同体积单位中的物质性质是相同的。②亚微观级，这一层次中，可以观测到混凝土材料虽然是连续的，但构成物质并不只有一种且分布不均匀，不同体积单位中，可以观测到不同性质的物质，且分布没有规律。③微观级，在这一层次中，混凝土材料之间是有空隙且各种物质不均匀分布的，它由原子和分子的不连续质点所组成。

在当前的混凝土裂缝防治研究中，人们重点关注的是亚微观层级，这一层级中可以观测到混凝土的内部是由粗细骨料、水泥水化产物、未水化的水泥颗粒、孔隙等组成的多相复合材料。

由于不同物质结合时需要进行各种反应，反应过程中非常容易出现各种各样的裂缝，而这些裂缝有的是混凝土在形成过程中自然形成的，有的是由于人工操作不当而导致的。总的来说，无论混凝土的浇筑质量如何，其中必然会存在大量的微裂缝。

2 混凝土施工管理工作在水利工程施工中的重要性

混凝土工程的管理工作与其他管理工作相比，有很强的技术性，只有接受过专业训练的人员才能胜任管理工作。施工过程中，无论是对混凝土温度的控制、浇筑时间的安排，还是不同部位的接缝处理，都需要进行管理控制。水利工程的混凝土施工必须要对全部环节进行全过程的控制，才能保证施工质量。在水利工程建设中，混凝土承担着非常重要的责任，在施工中，不同环节、不同部位的混凝土在性质和施工处理上有一定的差异。管理时要针对不同混凝土的特性和施工工艺进行有针对性的处理，这样才能够保证工程的顺利进行。

3 水利施工中混凝土裂缝产生的原因

3.1 塑性收缩裂缝

混凝土在凝固时，由于水化反应会产生热量，进而引发混凝土出现体积的收缩和变形，体积越大的混凝土，受到水化热影响的反应越大。当混凝土受热出现收缩时，会受到周边模板等条件的约束，周边环境对混凝土产生约束力导致混凝土出现反向的收缩应力，一旦收缩应力超过混凝土能够承受的抗拉强度，就会出现收缩裂缝。大多数裂缝在施工时就出现，也有一部分在建筑投入使用后5-10a中逐渐出现，但这些大多还是因为施工阶段遗留的问题导致的。裂缝出现会导致混凝土的抗拉性能降低，同时出现空隙，成为有害物质进入混凝土的通道，增加钢筋锈蚀的几率，甚至混凝土结构破坏。而在水利工程中，无论是水库蓄水还是农田灌溉，一旦出现裂缝，水流就会循着裂缝渗入，少量、长期的渗漏会加速混凝土内部的锈蚀程度，而当渗入量达到一定程度，就会对工程的安全水平产生一定影响。在混凝土重力坝上的裂缝如果不及时控制，延伸到一定的深度或宽度，就会导致坝体场压力的激增，产生对整个坝抗震、抗滑能力的不利因素，危及坝体的安全稳定。

3.2 温差裂缝

温差裂缝是最常见的混凝土裂缝之一，主要的成因是混凝土内部和表层之间出现较大的温差。在混凝土的水化过程中，会在混凝土内部形成大量的水化热，热量堆积在混凝土内部无法散出，导致混凝土内部的温度不断升高。另外，在一些温度变化较大的环境中，混凝土微孔内的水温急剧降低，甚至出现结冰的现象。3种情况下易出现温差裂缝：①混凝土浇筑后初凝时，混凝土内部反应产生大量水化热并堆积在内部，造成混凝土内外出现大温差，形成裂缝；②模板拆除后，混凝土表面暴露在空气中，散温效率提升，表层温度加快降低，导致内外出现较大温差，出现裂缝；③在混凝土的正常凝固过程中，内外散温效率不平衡，造成裂缝。大体积混凝土出现温差裂缝的几率远大于其他混凝土，诸如水工大坝、分洪闸、拦河坝等体积水工混凝土更易发生此类裂缝。

3.3 安定性裂缝

龟裂是安定性裂缝主要的一个方面，一般来说是由于混凝土质量不达标而造成的。除此之外，引起混凝土裂缝产生的原因也包括钢筋受到外界的腐蚀。

4 水工混凝土裂缝的防治措施

在当今的社会形势下，水利工程带来的经济效应和社会效应是巨大的。在水利工程的施工中，混凝土是用得最多、作用最大、最不可缺少的材料之一，由于其较高的性价比，在水利工程中使用能够有效的提升水利工程的强度和使用年限，但由于混凝土裂缝的问题，水利工程的施工质量多多少少会受到影响。目前来说,混凝土依然是水利工程中最为主要的施工原材料之一,因为混凝土具有一定的强度、硬度,可以在很大程度上提高水利工程的稳固性和延长其使用寿命。但在实际工程中，由于混凝土裂缝的病害，给水利工程埋下了一定的安全隐患，威胁周边群众的生命财产安全。在当今的各种建筑中，都会检测到大大小小的裂缝，由于裂缝造成的混凝土变化是物理性变，所以裂缝属于物理性病害，在水利工程中会对混凝土的耐久性产生巨大的破坏。常见的防治措施有：

4.1 优化混凝土的设计配合比

在正式动工前，先用原材料进行水泥功能试拌。在混凝土中尽量降低水泥的比例，利用I级粉煤灰来控制混凝土的水胶比，并用二级配粗骨料。在一些容易出现裂缝的部位，如孔洞周围，转角处等，设置一定的斜筋，来分担混凝土需要承担的拉应力，减少裂缝。在进行混凝土结构设计时，要充分发挥中低强度的水泥的强度和较低的结构约束力，以防止混凝土自身刚度过强增加塑性裂缝发生几率。

4.2 加强混凝土养护措施

混凝土浇筑结束、拆模后要在混凝土表层覆盖一层薄膜或草帘，以免水分过度流失。刚浇筑的混凝土非常脆弱，容易受到外界影响，因此进行养护是非常有必要的。做好养护工作能够有效避免出现初期裂缝，并保证初凝的混凝土能够保持稳定，逐渐完善其承压能力。现代建筑工程对于混凝土养护的重要性的认识已经有了很大进步。钢筋的锈蚀是氧化反应造成的，那么，控制钢筋接触到的空气，就能够减少锈蚀，为此必须要在增加混凝土表面的保护层厚度。在选择钢筋和混凝土的材料是可以选择抗腐性能强的材料，并在辅料中减少碱骨料的使用。碱骨料在进行化学反应时会产生较大的腐蚀性，降低结构的耐久性。

4.3 避免混凝土基础不均匀沉降

在施工中，混凝土基础出现不均匀沉降是一个常见的问题，为了减少这一问题的发生，可以采取改善混凝土结构的重量、结构、科学安排工程工序等等，

可以减少混凝土基础发生不均匀沉降。但处理时要注意采用综合性的方法，如果只是减少结构重量，会造成自身重量增加而稳定性却无法保证，反而加重沉降不均的情况。

4.4 塑性收缩裂缝的预防措施

塑性收缩裂缝主要起因是混凝土本身材料性质问题，因此首先要选择性能合适的材料，一般来说，干缩值较小或强度高的硅酸盐水泥是塑性收缩裂缝较少。浇筑前要先用水湿润基层和模板，浇筑后要在混凝土表层及时附上薄膜，以免水分蒸发；或在混凝土表面喷上养护剂，形成隔绝层。施工时要注意周边的气候的环境，如果遇到极端天气，比如大风或者降温，一定要做好防护措施。

4.5 沉陷裂缝的预防措施

沉陷裂缝多出现在混凝土地基位置，影响地基的稳定。施工前要先对施工位置的土层进行勘测，确定土层的地质结构，对松软土层进行夯实和加固。地基处的混凝土模板强度和刚度一定要达到标准，能够稳定的为地基提供支撑力，并保证受力均匀。在冻土地区搭设模板要注意采取一定措施预防土层突然松动。

4.6 施工管理措施

水利工程混凝土施工的管理工作有很强的技术性，因此要做好管理，首先要加强管理的技术含量，重视技术管理。施工过程中，施工工艺、流程对工程的质量有着重要的影响，尤其是在浇筑过程中，如果出现工序错误，会对整个工程的质量和安全产生巨大的影响。施工管理要监理施工技术交底责任制，要求设计人员必须与施工人员加强沟通，确保操作人员充分了解施工意图和技术要点，并建立施工质量监督和检验机制，确保施工质量。其次，宣传和推广全方面、全过程、全员的质量管理，让所有参与施工的人员承担起质量监督的工作。用预防代替过去事后检验为主的机制，改变过去分散管理的形式，以系统性的观点，对施工的全局进行关注和管理，管理围绕着质量和安全两个中心，从而提高工程质量。

5 结 语

总的来看，在水利工程的施工中，许多因素都会导致混凝土出现裂缝，如过大的荷载会引发结构应力裂缝，基础不稳定导致沉降裂缝，温差过大引发温度裂缝，养护不到位导致收缩裂缝等。造成裂缝的因素很多，产生裂缝的原因不同，要减少裂缝出现，必须对不同裂缝针对性的采取措施，通过适当的材料配比、科学的养护和控制，来提高结构稳定性，从而消除裂缝。

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1007-7596(2016)12-0077-03

2016-12-22

刘冬华(1983-)，男，江西上饶人，助理工程师，从事水利工程施工工作。

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