水工结构大体积混凝土裂缝成因及控制处理

赵姗姗

河南灵捷水利勘测设计研究有限公司

水工结构大体积混凝土裂缝成因及控制处理

赵姗姗

河南灵捷水利勘测设计研究有限公司

近年来随着国民生活水平的普遍提高，普通群众的用电需求量越来越大，这一显著变化带来了水电工程的飞速发展，但是由于水利水电工程等构筑物体积非常巨大，容易产生各种类型的裂缝。这种裂缝有些是自身原因造成的，有些是因为外部环境因素造成的，一旦水工结构物产生裂缝，将对其功能和使用产生较大的影响，因此我们必须在裂缝产生前对其进行控制，同时分析产生裂缝的原因，并采取必要的控制措施来避免裂缝的产生。本文对于水工结构大体积混凝土裂缝成因及控制处理进行了分析，希望为以后的具体工作起到实际的参考。

水工结构；大体积；混凝土；裂缝成因；控制处理

1、水工结构大体积混凝土的特点

就水工结构中大体积混凝土而言，它具有比较复杂的结构和材料组成，且从其自身性质来看，大体积混凝土可以承受很大的压力，相比之下，由于混凝土本身是脆性材料，所以它的受压能力不足其受压能力的百分之十，因此当受到自身收缩力或外界力的作用时变形能力差，很容易产生一些裂缝。除此之外，在对水工结构中大体积混凝土浇筑时，需要大量的混凝土材料。混凝土具有水化热的特点，浇筑后在混凝土内部一般会产生很高的温度，这时弹性模量减小，只有很小的变形，但随着热量逐渐散去，混凝土温度慢慢降低，弹性模量也在逐渐增大，这时会有很大的变形量。混凝土的这种特点，会使内部产生较大的拉应力，而混凝土本身的受拉能力很差，因此在内部就会慢慢产生一定的裂缝。

2、水工结构大体积混凝土裂缝的原因

①混凝土水化热产生裂缝。众所周知，混凝土遇水会释放出热量，这样会导致混凝土产生裂缝，出现这种现象的原因是温度不断发生改变。大量的混凝土浇筑放出了足够多的热量，如果在较小的混凝土中，这些热量可能会很快地散去，但对于水工结构中大体积混凝土来说，由于其自身体积较大，材料本身也是热的不良导体，所以水化热产生的大量热能会集聚在内部很难快速散去，这就导致其内部温度升高由混凝土的自身特性可知，在高温下它的弹性变量较小，从而仅仅产生很小的形变，且内部变形应力也较小，不会达到应力极限，因此也不会造成破坏然而随着散热过程的逐渐进行，温度不断降低，弹性变量渐渐增大，混凝土也会产生较大的变形，此时的内部应力达到了超出应力极限的状态，从而导致裂缝。

②外界气温改变产生裂缝。经验表明，外界气温的突然改变会让大体积混凝土产生一定地裂缝。具体而言，当温度升高时，这时浇筑的混凝土也处于较高的温度上，而温度忽然降低的时候，大体积混凝土的表面温度会随之而降低，但这时混凝土的内部，温度却可能会保持不变或降温较慢，这样在大体积混凝土的内外表面就形成了一定地温差，从而导致裂缝产生。

③混凝土浇筑施工过程不当导致裂缝。在混凝土浇筑施工过程中施工不当导致产生裂缝的原因很多。例如，在浇筑之前，一些相关人员不了解混凝土的原料配比、水灰比造成后面的浇筑打下不好的基础；另外，在浇筑施工时，如果外界温度很高，则可能会使浇筑的温度超出相关规定；在进行浇筑后，没有及时安排专门人员进行相应地养护，使得大体积混凝土直接暴露在空气中，且外表的水分也很快蒸发两项不符。

3、水工大体积混凝土温控防裂措施

①严格控制施工原材料。根据多年的经验，要想将水工结构大体积混凝土裂缝控制在一定范围，首先必须要做到对材料控制管理，即谨慎的选择原材料。一般地，原材料主要由水泥、泥沙以及沙粒碎屑组成，所以我们在选择时，尽量不要选择沙石中含泥成分高的材料，这种材料性能很差且强度较弱；相反，我们应该选择收缩系数小的材料，以减少混凝土的内部应力；尽量放弃沙粒度小的材料，因为这种要求的混凝土浇筑量很大，浇筑时会产生很大热量。除此之外，我们也要仔细选择各种添加剂，总而言之，我们必须谨慎选择原材料，以将裂缝控制在合理范围之内

②控制混凝土的配比设计。配比设计对混凝土有着非常重要的作用，因此我们必须加强控制大体积混凝土的调配比例，并且应将混凝土水化热现象作为重中之重，即我们应该尽可能选择水泥含量少的混凝土作为原料，这样可以很好的减少很多水化热。随着科技的发展，我国目前也在采用混掺矿渣及煤灰的方法，以最大程度的减少水化热的产生。一般地，在对混凝土进行调配时，我们可以根据过程的需要增加相应地添加剂，从而达到增强混凝土强度的目的

③合理控制温度。对于大体积混凝土来说，产生裂缝的根本原因中温度因素占据很大比例，但是由于温度是变化莫测的，想要随时控制温度相对而言非常困难。所以，我们控制温度时，必须在有关的温度标准进行，即对混凝土进行浇筑之前，可以按照体积等相关数据算出浇筑时可能达到的温度，从而合理地对掌控混凝土的温度变化。

④加强混凝土养护。混凝土的养护包括自然养护和蒸汽养护。一般情况下都是采用的是自然养护方法，有条件的情况下可以采用蒸汽养护。混凝土的自然养护大致可以分为除去表面覆盖物养护和带模养护两大类，在带模养护期间，应采取带模包裹、浇水等基本的措施进行养护，保证不干燥。在混凝土浇筑后48小时左右可以稍微松开点模板，这种方法可以保证拆模较为顺利，最后再继续洒水养护至规定龄期。

4、结语

在水利工程以及其他的水工结构中大体积混凝土的裂缝一直是安全隐患，并且大体积混凝土裂缝由于自身因素或外界环境影响会继续扩张，最后导致严重的破坏。研究水工结构中大体积混凝土的裂缝成因具有重要的工程意义，通过本文对大体积混凝土特点的分析研究，得出大体积混凝土裂缝的成因以及相应的控制措施，对工程实践具有很大的指导意义。

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