水利施工中混凝土裂缝产生原因及防治措施

杜永平

（临夏回族自治州水利科学研究院，甘肃临夏731100）

随着我国社会经济不断发展，水利工程数量不断增多。混凝土是构成水利工程的主体，其裂缝问题是行业关注的热点话题。从本质上讲，混凝土作为一种不稳定物质，在凝结过程中很有可能会生成裂缝，根据混凝土施工规范，在不影响工程质量的前提下有少许表面裂缝是允许的。由此可见，水利工程混凝土施工裂缝是最常见的工程质量问题之一。由于混凝土受到内部、外部的应力影响，一旦应力超过了抗拉性能，混凝土表面或内部就会生成裂缝，不仅影响工程整体美观性，还会给工程结构安全带来隐患。这就需要采取相应的防护措施，尽量避免或减少混凝土施工裂缝的产生，保证水利工程的整体质量。

1 水利工程混凝土施工裂缝的种类与原因

1.1 种类

1.1.1 干缩裂缝 由于混凝土内外水分蒸发量不同产生应力差，从而出现混凝土主体变形问题，多数为网状表面裂缝。裂缝可能在混凝土主体内部持续开裂，大大降低墙体抗压性，减少工程使用年限。

1.1.2 塑性收缩缝 在混凝土凝结过程中，由于表面水分快速蒸发从而造成裂缝。通常是由于环境温度高、外部风力过大造成的。塑性收缩缝的长度通常较短，裂缝之间也没有相互作用性。一旦塑性裂缝没有及时处理，会演变为龟裂，加大负面影响。

1.1.3 施工裂缝 施工裂缝主要是多方向不规则裂缝，如浇筑过程中用水量较小、构架支撑板位置安装不合理等。

1.2 产生原因

1.2.1 温湿度变化 在混凝土施工中，混凝土会直接受到周边环境的影响，特别是温度和湿度方面。在温度方面，温度骤变会产生热胀冷缩效应，从而影响混凝土表面张力作用，一旦环境温度较低，会产生冷缩现象，提高混凝土的应力，造成表面出现裂缝[1]。同时，湿度不足会导致混凝土干缩，同样会出现很多表面裂缝。所以，在夏季施工过程中必须要定期对混凝土表面洒水养护，避免水分流失过多造成裂缝。因此，控制温湿度对提高混凝土施工质量有着重要意义。

1.2.2 材料问题 在配置混凝土过程中，主要的配置材料是水泥，而水泥本身就是一种不稳定物质，具有热稳性差、硬度高的特点。一旦遇水会挥发出大量热能，让混凝土内部温度快速升高，而内外部温差变化会生成应力差，从而导致混凝土结构受损产生裂缝问题[2]。所以，选择好水泥标号十分重要。另外，混凝土配置中如果水泥用量超标会进一步加剧混凝土收缩现象，情况严重会导致混凝土结构坍塌；混凝土配置中一旦含沙量过高会降低混凝土的硬度，也容易产生裂缝问题。

1.2.3 养护问题 混凝土在凝结过程中会产生大量水化热，提高了表面水分蒸发量，因此容易出现变形情况。水利工程主要是露天施工，再加上湖水影响提高了风量，进一步加速了表面蒸发速度，所以有很大几率会产生变形问题。一旦在混凝土养护中洒水量不足、覆盖保温不当，会导致表面快速蒸发、凝结，提高了混凝土裂缝的产生几率。

1.2.4 其他原因 对于水利工程来说，除了上述影响因素外，还有很多的影响因素，如地质变动也会导致混凝土内部结构应力变化。混凝土需要有一定时间养护，此期间容易产生塑性收缩，再加上太阳光长时间暴晒，会加剧混凝土表面蒸发量，从而提高裂缝生成几率。水利工程多数是建设在偏僻地区，具有地质复杂、环境恶劣等特点，随着季节变化混凝土所处环境也发生了变化，如夏季地下水运动频繁，在一定程度上会改变混凝土的内部应力，从而产生裂缝。

2 水利工程施工中混凝土裂缝的防治措施

2.1 裂缝处理方法

2.1.1 表面覆盖法 表面覆盖法作为一种常见的裂缝处理方案，主要是借助土工膜修复裂缝。在实际应用中，先用钢丝刷将混凝土裂缝表面和周围打磨干净，待到裂缝表面足够干净之后，使用环氧树脂对表面进行吸附，将裂缝填充满，之后用土工膜覆盖到填充表面。为了确保表面美观性，还可以采用带有颜色的土工膜覆盖。

2.1.2 填充法 该方法就是沿着裂缝凿成一个“U”形槽，之后采用密封性较强的材料将坑槽填充，如环氧树脂、同规格混凝土等。该方法主要适用于宽度在0.5 mm以上的裂缝[3]。

2.1.3 注入法 注入法是一种高压填充方法，也就是通过高压设备将材料填充到裂缝内部。特别是对于宽度小、深度大的裂缝，可以采用灌浆法施工。除了环氧树脂、混凝土等，还可以使用甲基丙烯酸甲醋液材料。灌浆法主要是为了加固裂缝，让混凝土结构成为一个整体。

2.2 裂缝预防方法

2.2.1 温度控制 减少混凝土的水化热，采用低热硅酸盐水泥或低热微膨胀水泥等，可以减少温度涨缩应力。适当地减少水泥用量，增加添加剂比例，从而减少水化热，可以掺入一定比例的粉煤灰、减水剂等，提升混凝土强度和极限拉伸值。降低出料口温度也是不错的选择，合理安排混凝土浇筑时间段，混凝土搅拌中可以加入凉水降温或进行骨料预冷处理[4]。施工中在混凝土内部预埋冷水管，利用水利工程水资源丰富的优势，通过冷水管循环过水的方法降低内部温度，从而减少内外温差与应力，降低贯穿裂缝生成量。

2.2.2 材料控制 做好材料控制是减少混凝土裂缝的主要预防措施。对原材料质量进行检查，保证砂料精细度满足质量标准，含泥量控制在2%以内，碎石含量在12%以内。在材料配比混合当中，采用热量较低的水泥。另外，混凝土配比也是非常重要的环节。在配置混凝土过程中，加入适当的粉煤灰和减水剂，控制混凝土水分。控制泵送速度和动力，做好原材料的搅拌工作，尽可能减少水泥用量，可有效减少混凝土裂缝的生成几率。

2.2.3 做好混凝土后期养护工作 施工完毕后全面加强混凝土定期养护工作十分重要，大部分混凝土裂缝产生都与养护有关系。做好养护工作可以提高混凝土强度、减少裂缝。在后期养护当中，可以在混凝土表面涂刷一层低膨胀水泥，提高表面抗拉性，还可以填充一些微小裂缝。建议安排专人负责混凝土表面勘察，及时记录混凝土的内外温度和导水温度，保证混凝土抗压性能。后期养护中，由于水利工程施工环境恶劣，基础工程可能会产生不均匀沉降，因此应减少混凝土结构上的承载物，降低内外部形变应力，从而改善沉降状况。

2.2.4 施工工艺规范 在施工工艺控制中，要确保施工人员具备专业的技术水平，提高领导的决策能力，组织措施一定要到位。提高施工人员的前期培训工作，保证施工水平，关键的施工环节要进行现场监督、全程跟进。由于水利工程建设的特殊性，在正式施工前要做好现场勘查，对施工方案可行性进行论证分析，进一步完善施工工艺体系，确保最终的施工质量。

3 结束语

综上所述，水利工程建设中需要重点关注混凝土裂缝问题，由于混凝体裂缝的种类、产生原因有很多，所以必须要从多方面进行严格管控。施工前做好准备工作，全面加强混凝土裂缝预防，从养护、施工、温控等方面出发，针对已经出现的裂缝及时修复，避免裂缝持续发展，保证水利工程整体质量。