水利水电大体积混凝土浇筑裂缝成因分析

王超

贵州博越建筑劳务有限公司 贵州毕节 551700

基础建设工程主要包括水下工程和地下工程，水利水电工程具有一次性交叉施工的特点基础通常是用混凝土建造的。如果大体积混凝土开始出现裂缝，将严重阻碍后期的防洪工作，危及人民的生命和财产安全。只有保证基础施工质量，才能有效防止漏水。实际上，混凝土很容易产生裂缝，裂缝的概率一般会随着混凝土体积的增大而增大，但在混凝土浇筑过程中，可以采取一些防裂措施来防止裂缝的产生[1]。

1 水利水电大体积混凝土浇筑裂缝的破坏

水利水电工程大体积混凝土浇筑过程中，裂缝十分常见，裂缝的危害严重影响水利水电工程的整体质量。（1）裂缝对混凝土结构造成危害，严重降低混凝土的使用寿命和结构强度；（2）裂缝将增加钢筋的腐蚀概率，严重影响钢筋的承载力、渗透率以及使用寿命等；（3）出现小裂缝时，裂缝随着水的压力增大而增大，最终破坏整个工程。在水利工程中，大体积混凝土的裂缝虽然不能消除，但通过科学的防裂措施，可以减少危害[2]。

2 水利水电大体积混凝土浇筑裂缝原因分析

2.1 温度应力引起的裂纹

因温差导致温度裂缝，温差主要有三种：（1）在混凝土浇注的开始会出现大量的水化热，因为混凝土是热的不良导体，而且大体积混凝土结构的部分很厚，表面系数很小，这导致水泥产生的热量不易散发，都集中在内部。若混凝土内部的水化热不能散发，会导致温度越积越高，混凝土表面温度就是环境温度，产生内外温差，如果早期混凝土内外温差凝结形成的拉应力大于混凝土的抗压强度，会导致混凝土开裂问题；（2）模内混凝土的表面温度在模前或模后迅速降低，将产生裂缝；（3）当混凝土内部的温度达到最高点，热量会逐渐散发降到最低温度，此时温差即为内部温差。上述温差都是造成温度裂缝的原因，水化热引起的混凝土内外温差是混凝土浇注裂缝产生的主要原因。

2.2 粘结条件

大体积混凝土在温度的影响下，其胀缩变形十分常见，受粘结力的制约，当混凝土构件的结合力大于极限抗拉强度时产生裂缝[3]。若无约束力就不会产生应力，为了降低混凝土开裂的概率，改善约束条件显得尤为重要。大体积混凝土通常受内部和外部约束的影响。大体积混凝土内部的水化热很难释放，外温急剧下降，导致内外温差较大。在温差的影响下，混凝土表面体积收缩和混凝土体积膨胀会在内部约束作用下产生拉应力，称为内部约束。外部粘结的原理是，如果混凝土浇筑在旧混凝土或基岩上，当温度降低时，混凝土会收缩，而旧混凝土和基岩会抑制其收缩，产生拉应力。如果拉应力超过了新浇混凝土的极限值，会产生裂缝，这就是混凝土渗透裂缝产生的原因。

2.3 建筑材料质量问题

建筑材料的质量也是产生裂缝的主要原因之一。混凝土是由水泥、水和添加剂按比例混合而成，会释放出一定量的热量。当外界环境温度变化时，水泥与水发生反应所产生的热量将直接作用于混凝土内部，在内外温差的影响下，混凝土内外温度变化会受到外压应力和内压应力的影响，在这两种力的影响下，混凝土极易出现裂缝问题。

2.4 维护工作不到位

工程的维护保养工作也具有十分重要的意义，除了延长水利水电工程的使用寿命外，定期维护也可以在一定程度上防止大体积混凝土浇筑的裂缝问题。混凝土浇筑完成后，混凝土硬化并释放大量的水化热，其表面的水会直接蒸发，导致表面变形，如果没有洒水器或覆盖物等措施，在以后的使用中会引起混凝土裂缝。

3 水利水电大体积混凝土浇筑裂缝防治措施

3.1 温度应力的合理控制

在浇筑的设计阶段，应考虑温度应力与设计荷载的联合作用，确定最高温度和最大温差，检查收缩力和温度应力。为了确定合适的结构形式和划分，结构形式直接影响温度应力和裂缝的产生，因此在大体积混凝土设计中必须注意这种影响。此外，应尽量避免或减轻结构形式的温度应力集中。

3.2 提高混凝土的抗张强度

混凝土需要使用沙石和砾石等多种原材料，这可能会降低混凝土的抗拉强度，使其收缩。在振捣混凝土时，必须严格控制原材料的使用比例，以保证不会影响混凝土的抗拉性能；在混凝土浇筑过程中采用第二次补料法，加强混凝土养护管理，从而提高抗拉强度；为了改善混凝土的内应力分布，可以在混凝土表面或内层加筋，有效地减少裂缝的发生。

3.3 提高混凝土浇筑质量

根据工程要求设计混凝土强度，合理选择的原材料，优化混凝土配合比，从而降低混凝土的绝热温升，提高混凝土的抗拉强度，提高极限抗拉变形能力，降低线膨胀系数。浇注混凝土时，可采用分层或推压连续浇筑法。为了减小大体积混凝土内外温差，在混凝土浇筑过程中通常采用砌块浇筑的方法。混凝土搅拌运输时，必须满足连续浇筑施工的要求，尽量降低混凝土出口温度。混凝土浇注后应按温控技术措施的要求进行保温养护。

3.4 加强水利水电工程后期维护

加强对水利水电工程的后期养护是为了预防大体积混凝土浇筑裂缝。在养护管理中，有关养护人员应定期在混凝土表面涂上专用水泥，既能有效防止裂缝的发生，又能对混凝土的裂缝进行填补和修补。此外，混凝土的定期检验也是养护管理的主要工作，为保证混凝土的抗压能力在合理范围内，在检验过程中如发现异常，应及时报告。在养护过程中，有必要考虑混凝土的荷载是否合理。

综上所述，水利水电工程对社会发展、经济发展和人民生产生活中发挥着重要作用。大体积混凝土浇筑施工是水利水电工程最主要的施工工艺，严格控制混凝土浇筑质量、改进混凝土浇筑技术、对提高工程建设质量、延长使用寿命具有重要意义。大体积混凝土浇筑过程中，最主要问题是裂缝问题，关系到水利水电工程的整体质量，只有不断提高大体积混凝土浇筑施工工艺，才能保障水利工程的建设质量，充分发挥水利水电工程的作用。