水利工程混凝土裂缝成因及防治措施

顾鑫 刘彦伶

摘 要： 混凝土在水利工程施工中应用的非常广泛，在社会不断发展的过程中，对混凝土的性能提出了更高的要求，需要引起相关人员的高度重视。在实际施工的过程中，由于各种因素的影响，混凝土会出现各种不同程度的裂缝现象，严重影响了水利工程的质量，具有一定的负面影响。本文对水利施工中混凝土裂缝的原因进行了详细分析，在此基础上，提出了具有针对性的措施，具有一定的借鉴和参考意义，旨在促进水利工程事业的进一步发展。

关键词： 水利工程;混凝土裂缝;收缩裂缝;预防

在经济快速发展的过程中，水利工程事业取得了非常明显的进步，水利工程的数量不断增多，规模不断增大，在工业生产、人们日常生活和社会进程中发挥着至关重要的作用。混凝土是水利工程建设中的关键性材料，具有来源广泛、价格低廉、性能显著等特点，能够提高工程结构的稳定性和坚固性。在实际的施工过程中，由于各种因素的影响，会出现各种类型的裂缝现象，需要在结合实际情况的基础上，采取合适的方法和措施，对裂缝进行有效控制，提高混凝土的整体质量。

一、水利施工中混凝土裂缝的原因分析

1、干缩裂缝

混凝土浇筑完成后的两周内容易出现干缩裂缝。主要原因如下：混凝土材料的配比不恰當，影响了最终的性能;施工人员由于疏忽，操作出现失误，在养护过程中出现脱水现象，最终形成干缩裂缝。在进行养护的时候，混凝土材料的脱水比例严重，干缩应力超过抗拉应力，裂缝现象最终出现。干缩裂缝常常以网状的形式出现，呈现出小而分散的特点。干缩裂缝在短期内不会干扰水利工程的正常运转，但从长期来看，严重影响了水利工程的质量，不利于水利工程性能的发挥。

2、塑性收缩裂缝

塑性收缩裂缝是由于混凝土材料中的水分流失过快而造成的，主要形成在混凝土材料凝结过程中。在对混凝土材料进行浇筑的时候，由于周围环境的影响，或者在大风、高温条件下浇筑，在水分流失过快的情况下，因缺乏必要的养护管理，混凝土内外的温差较大，造成压力的失衡，最终形成塑性收缩裂缝。这种裂缝的主要特点是两边窄中间宽，如果不及时进行处理和解决，在长期的日积月累中，裂缝会逐渐扩大和深化，最终影响水利工程的正常运转。

3、沉陷裂缝

沉陷裂缝是水利工程中的另一种裂缝形式。主要原因是水利工程中存在着很多的软土地基，由于没有及时进行夯实处理，地基会在外力和自身作用下出现沉降现象。另外，在施工的过程中，由于会产生各种形式的压力，对地基造成不同程度的影响，最终出现不规则的沉降，即沉降裂缝。这种沉降裂缝的形状与地基沉降的走向具有一致性，呈现出相互贯穿的特征。另外，沉降裂缝的出现时间并不规律，最大的影响因素是地基的夯实情况，在施工过程中和投入使用后都有可能出现。与其他裂缝不同的是，沉陷裂缝会在短时间内对水利工程造成比较严重的影响，正常运转将无法有效进行。

4、温差裂缝

温差裂缝在水利工程中比较常见。顾名思义，这种裂缝出现的原因是由于温度的影响，在混凝土材料内外温度差异下，应力的大小发生改变，最终导致温差裂缝的出现。在实际的水利工程中，混凝土浇筑初期常常出现温差裂缝，在养护管理的过程中，水泥在一定的水化反应下，混凝土材料的表面温度会出现较大的流失，外部的温度明显高于内部的温度，在内外温差过大的影响下，最终出现温差裂缝。在大体积混凝土施工中，比如大坝施工、分洪闸施工等，温差裂缝出现的频率较高。

二、水工混凝土裂缝的预防措施

1、提高混凝土的抗裂能力

要提高混凝土的抗裂能力，需要对各个组成部分进行严格的控制，具体来说，包括以下几个方面：低水化热类型水泥符合抗裂性能;对骨料级配进行改善，在增大骨料粒径的同时，使最大粒径的比例得到明显提高;对骨料杂质含量进行控制，40% 为通常情况下的含砂率，花岗岩、石灰岩等受温度影响较小，作为理想的材料;为减小水泥的含量，可以将矿渣、粉煤灰、火山灰质等作为理想的掺合料进行掺加，在控制水灰比的同时，使混凝土的和易性得到有效改善，防止混凝土自身出现的收缩变形;需要注意的是，在选用速凝剂的时候，应避免采用CaCl2，防止混凝土早期收缩量的增加;高效减水剂可以适当采用，同时添加一定的膨胀剂，在保证后期强度的同时，控制因减水剂造成的收缩现象。通过切实有效的方式，对配合比试验进行优化，将水灰比和用水量控制在规定范围内。

2、优化施工工艺及施工顺序

预防裂缝产生的一个关键方法是采取分封分块的方式，主要包括横缝形式、竖缝分块、斜缝分块等。以混凝土的制备和浇筑能力为基础，对块体的体积进行控制;在浇筑的过程中，应该将时间间隔控制在合理的范围内，同时保证下层混凝土能够及时进行散热;采用斜层浇筑法，对浇筑层的厚度进行控制。如果河道较长，可以采用分块间隔浇筑的方式，使伸缩缝能够发挥良好的作用。当先浇块经过一段时间的凝固之后，对后浇带浇筑时，常用的是微膨胀特性的混凝土。同时需要根据地基的软硬采取合适的方法，当地基较软时，必须进行加固或者夯实，当地基较硬时，应对浇筑时间进行控制，增强地基的坚固性和稳定性。

3、温控措施

在依据大体积构筑物如力学的基础上可以知道，高等级混凝土适用于高应力区，低等级混凝土适用于低应力区。中低热水泥使用的较为广泛，能够对混凝土的和易性进行有效改善，引气剂、减水剂，高效减水剂等的应用可以使水灰比明显减小，同时通过减少发热量，增强混净土的整体性能。在了解气温变化状态的基础上，合理调整浇筑时间，按照高浇低不浇的原则，对重要浇筑部位的气温进行严格控制;入仓温度不宜过高;在高温季节，应在遮阴的地方堆放骨料;为降低温度，可加入冰或冷水进行搅拌;在拌制完成到浇筑的过程中，需要尽可能缩短时间间隔;薄层浇筑可以使用喷雾，使浇筑面周围的温度得到有效降低。在高温控要求下，需要将水管进行掩埋，冷却通水的温度。在施工组织设计中，需要将不同温度时期混凝土浇筑的温度进行明确。

4、养护和表面保护

浇筑工作完成之后，需要采取一定的养护措施，增强混凝土的强度，同时避免裂缝的产生。需要表面的强度值和相关要求为依据，确定养护时间，一般应大于28天。如果是低塑性混凝土，应在洒水之后，采取必要的保湿措施，通常情况下，洒水养护在浇筑2h之后进行。当温度较高或者出现大风现象时，可以设置一定的遮阴设施，降低因蒸发而造成的各种裂缝现象。粒状（如锯末）或片状材料可用在构筑物顶部和长期停浇部位，在覆盖养护方式下，增强其隔热、保温和保湿性能。依据混凝土的强度和内外温差，确定出拆模时间，当拆模后温度明显降低，需要采取一定的的保温措施。

三、结语

综上所述，混凝土在水利工程施工中具有非常重要的应用，需要对混凝土的性能进行严格控制，保证混凝土能够与施工现场的实际情况相匹配，在相互融合的过程中，发挥出良好的效果，增强水利工程整体的坚固性和稳定性，提高水利工程的质量。在实际施工中，可以优化施工工艺及施工顺序，提高混凝土的抗裂能力，采取一定的温控措施，进行养护和表面保护等，将理论与实践相互结合，有效解决混凝土的裂缝问题，为水利工程事业的发展做出积极有益的贡献。

参考文献

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