浅析水利施工中的混凝土裂缝的原因及防治措施

刘翱翔

阜阳市水利机械工程有限责任公司 安徽 阜阳 236009

引言

在社会经济快速发展的背景下，人们的生活水平有所提升，对生活质量也提出了更高的要求。水利工程是关系到国计民生的重要工程，与人们的日常生活存在密不可分的联系，在新的时代发展背景下也出现了更多的新要求和新变化。因此，进一步加强对水利工程的施工质量的有效控制，能够进一步提高水利工程的使用安全性和使用寿命，促进人们日常生活和工作质量的有效提升。在水利工程施工中，混凝土施工是关键环节之一，如果不加强质量控制，就有可能导致混凝土裂缝的出现。

1 水利施工中的混凝土裂缝防治的重要性

如果在水利工程中出现混凝土裂缝，就会带来严重的渗漏问题。而在渗漏的作用之下，水的压力会对裂缝产生更大的作用力，从而使裂缝不断的发展和扩大；同时，当混凝土裂缝中渗入更多的水之后，就会导致混凝土内部出现严重的水解现象，对混凝土的内部结构造成严重的破坏，影响整个工程的使用寿命和使用安全性。根据相关调查研究显示，渗漏水造成的不利结果在混凝土裂缝危害中占比60%左右。除此之外，在混凝土碳化的作用下，混凝土会出现更为严重的开裂和收缩问题，这同样会对混凝土的内部结构造成不同程度的影响。如果混凝土存在裂缝，空气中的二氧化碳就很容易通过裂缝与内部的水泥等物质发生反应，导致混凝土内部出现大量的碳酸钙，也就是混凝土碳化。这样就会使混凝土中的碱度进一步降低，也会使混凝土内部的钢筋纯化膜受到影响，最终在水和空气的共同作用下，使钢筋内部产生了锈蚀现象，影响了整个混凝土结构的稳定性和安全性。

2 水利施工中的混凝土裂缝的产生原因

2.1 塑性收缩原因造成的裂缝

在水利施工的过程中，混凝土的浇筑工作完成之后，还需要留下充足的缓冲时间，确保混凝土能够顺利成型。在这一过程中，如果没有进行有效的处理，就有可能导致混凝土出现严重的失水现象，如果失水的速度过快，就很可能导致凝固的混凝土中出现大量的裂缝，这就是由于塑性收缩原因而产生的混凝土裂缝现象。塑性收缩会导致混凝土中的龟裂裂缝生成速度不断增加，同时也会在自然环境的影响下增加混凝土裂缝的数量，这些裂缝往往呈现出不一样的细长形态，并且彼此之间没有明显的连贯性，一些较短的裂缝一般在20～30cm左右，而一些较长的裂缝能够达到2～3m，裂缝的宽度一般在1～5m之间[1]。如果不对这些裂缝进行有效的处理，就会影响整个工程的施工质量，在后续投入使用时造成严重的安全风险。

2.2 温度差异原因造成的裂缝

在水利施工的过程中，如果存在较大的温度差异，同样也可能生成混凝土裂缝。许多水利工程的施工地区存在较大的温度变化，这就容易给混凝土浇筑带来不良影响，使混凝土凝固过程中出现了较大的温度差。一般情况下，在完成浇筑工作之后，只需要等待混凝土自行凝固，就能够形成坚硬的构件。但是如果凝固过程中出现了较大的温度差，就可能使混凝土产生的水化热反应进一步增加。例如，如果每立方米使用的水泥在350kg～550kg之间，那么每立方米混凝土的热量释放值大约在17500kJ-27500kJ之间，在这一过程中混凝土内部的温度能够在很短的时间内达到70℃[2]。如果这些温度在混凝土内部大量聚集并且无法顺利的疏解，就会导致混凝土内部的温度和外部的温度存在较大的差异，如果这个差异值超出了混凝土能够承受的抗拉强度极限，就有可能导致混凝土裂缝的出现。

2.3 混凝土沉陷原因造成的裂缝

在混凝土施工过程中，由于一些施工地区的结构地基相对比较松软，因此在完成混凝土浇筑工程之后，如果没有及时进行有效的回填，或者回填的质量较差，就很有可能导致混凝土存在浸水的情况，这就会使混凝土模板出现不同程度的沉陷问题。尤其是在冬季施工的过程中，由于许多混凝土模板是在冻土层上面搭设，一旦气候转暖冻土融化，混凝土所在的底基层就会出现不同程度的沉降问题，这样就可能导致混凝土上出现更为严重的裂缝现象，甚至可能出现混凝土构件倾斜的问题，给后续的施工带来严重的影响，影响了施工的进度和安全性。

2.4 干缩变形原因造成的裂缝

在混凝土的养护期间，干缩变形是造成混凝土裂缝的主要原因之一。在混凝土浇筑后的一周时间内，养护工作的质量关系到整个混凝土工程的质量。在这一过程中，混凝土往往会出现不同程度的水分蒸发，这就有可能使混凝土模板出现一定的变形。如果混凝土中的水分流失速度过快，就会使变形的程度进一步提升，如果干缩变形的水平超出了混凝土内部的拉应力，就会使混凝土中出现裂缝。在混凝土裂缝的产生原因中，干缩变形原因是最常见的原因之一，形成的裂缝一般在0.05～0.2mm之间，一般呈现出网状的细小结构或者平行的状态，如果不及时采取有效的措施进行补救，就可能对混凝土的整体施工质量造成严重的影响，给后续的使用带来安全风险[3]。

3 水利施工中的混凝土裂缝的防治措施

3.1 严格把控施工原料的选择

在进行水利施工的过程中，想要进一步减少混凝土裂缝的产生，就应该在原材料阶段做好把控工作。根据混凝土施工的具体要求和水利工程的质量规定，选择优质的混凝土原材料进行施工，使其能够达到国家标准和行业规定。例如，在进行原材料的选择时，要确保砂石的质量达到相应的硬度，同时所选取的水泥等级应该与水利工程施工的标准相符合。其次，在进行原材料选择时，也要实现原材料的合理配比，在进行碎石针片状的选取时，应该将比例控制在10%左右；在进行砂料的选择时，应该将含泥量控制在1%以下，同时要确保砂料的细度模数达到2.4以上；在进行骨料的选择时，应该确保骨料的粒径较大，同时硬度能够达到施工的质量标准[4]。

3.2 增加混凝土裂缝检查的次数

想要进一步提高混凝土裂缝的防治效果，在进行施工的过程中应该进一步加强对混凝土的检查力度，对可能出现裂缝的施工环节和施工区域进行高频次的检查，这样就能够对整个施工过程进行更加高效的控制，从而有效地减少施工过程中出现的裂缝。施工团队应该立足于水利工程的具体情况，详细评估现场施工的各类条件，分析施工过程和养护过程中可能出现的裂缝问题，并在相关的施工步骤和施工环境中做好相应的防范措施，这样能够进一步提高混凝土裂缝的防治效果，也能够在出现裂缝时及时有效地采取措施进行补救，促进混凝土施工质量的有效提升，确保水利工程能够如期完工，有利于提高水利工程投入使用后的安全性，也能够进一步延长水利工程的使用寿命。

3.3 做好施工过程的质量控制

首先，可以通过二次振捣法对混凝土的成缩裂缝进行有效的消除。在浇筑过程中，混凝土的二次振捣是在一次振捣完成30min后混凝土初凝前完成，这样一来混凝土就会重新进入到液化状态，此时骨料和钢筋下面的水膜就能够被进一步消除，从而使沉降收缩量得到有效的控制，减少混凝土中出现裂缝的概率。其次，通过二次压光的方式能够对混凝土的塑性收缩裂缝进行有效的消除。通过机械抹光机在混凝土表面进行高强度和大面积的提浆抹光，然后再利用收光机在混凝土表面进行收光工作，这样不仅能够让混凝土表面的平整度得到进一步的提升，还能够使混凝土的表面强度得到有效的增加。在混凝土进入终凝阶段后，可以进行二次压光的方式，进一步增强混凝土的强度。最后，对混凝土施工过程中产生的收缩裂缝进行有效的控制，根据环境的变化和气温的差异，在施工的过程中及时采取保温保湿的措施，做好气温预报工作，加强测温管理，及时实现对混凝土的有效防护，这样就能够让混凝土的收缩裂缝数量实现有效的降低。

3.4 改善温度控制措施

对骨料级配进行有效的改善，增添一些干硬性混凝土掺混合料，或者加入一些塑化剂或引气剂，这样就能够让混凝土中的水泥用量得到有效的控制，从而降低水化热反应产生的温度。同时在进行混凝土搅拌的过程中，可以通过用冷水拌和及骨料预冷的方式使温度得到降低，这样就能够对浇筑过程中的温度实现控制。如果当日天气较热，在进行混凝土浇筑的过程中应该适当减少浇筑的厚度，以便混凝土浇筑层能够顺利实现散热。还可以在混凝土浇筑层中埋设冷却水管，通过冷却水管实现降温处理[5]。同时，根据气温的变化情况，合理选择拆模的时间，如果出现气温骤降的现象，则应该及时采取有效的保温措施，避免混凝土的内外温差出现较大的差异。

3.5 添加外加剂减少裂缝

为了能够进一步提高混凝土施工的质量，减少裂缝出现的概率，也可以在混凝土施工的过程中增添必要的外加剂。比如，通过减水防裂剂的使用，能够让混凝土施工过程中的用水量得到有效的降低，还能够使混凝土的水泥用量得到有效的控制，还能够通过增加骨料的方式来使混凝土构件的体积得到有效的补偿，实现对泥浆稠度的改良，让混凝土的沉缩变形情况实现有效的控制。这样一来，不仅能够使混凝土的强度达到质量标准，同时也能够使混凝土的密实度进一步提升，减少混凝土的碳化风险，为后续的施工奠定良好的基础。

3.6 加强混凝土裂缝的修补技术

3.6.1 充填法。如果混凝土的裂缝宽度超出了0.5mm，则可以采用充填法进行修补。沿着混凝土出现裂缝的区域，凿出一个V型槽或U型槽，槽顶宽保持在10cm左右，然后将密封材料填充到槽中。所选择的填充材料相对较多，例如环氧砂浆﹑水泥砂浆﹑聚合物水泥砂浆﹑弹性环氧砂浆等等。如果修补的过程中发现了锈蚀的钢筋，则需要将钢筋锈蚀的部分及时进行凿除，然后再对钢筋进行有效的防锈处理，再将密封材料填充到槽沟之中。如果裂缝是活缝，那么在槽底还应该增加一层不会与混凝土黏结在一起的材料，然后再将弹性嵌缝材料填入其中，确保材料能够与沟槽黏结在一起，这样一来即便裂缝出现变形，充填材料也能够很好地完成裂缝的修补。

3.6.2 低压注浆法。如果裂缝的宽度在0.2～0.3mm之间，可以采用低压注浆法的修复方式。如果混凝土中存在较多的裂缝，则需要先将医用白胶布粘贴在裂缝的位置上，然后在裂缝上反复涂抹浆液，以确保缝隙能够有效的封闭。在十分钟之后，将医用白胶布揭开，露出其中的小缝隙，再粘贴注浆嘴。如果缝隙周边出现的裂口，则需要用注浆液反复进行涂抹，避免注浆过程中出现漏浆的问题。第二天正式进行注浆操作，将注浆液通过注浆嘴压入到裂缝之中，直到浆液从相邻的注浆嘴中流出，就可以将补缝器拔出，然后再用铝铆钉进行封堵。为了确保注浆液的密实度，在完成注浆后的半小时后，可以进行二次注浆，以便进一步提高注浆质量。

3.6.3 表面覆盖法。如果缝隙的宽度在0.2mm以下，则可以通过表面涂膜的方式来进行修补，从而提高混凝土构件的耐久性和防水性。一般情况下，根据混凝土所处的环境，在进行修补时一般会采用聚合物薄膜﹑聚合物水泥膏或者弹性涂膜防水材料等等。在施工时，首先需要先将混凝土的表面进行清理，将附着物清除，再用水进行冲刷，当完全干燥之后，将树脂填充材料填入到混凝土表面的气孔之中，然后再在混凝土表面上涂抹上修补材料。

4 结束语

综上所述，在水利工程的混凝土施工过程中，需要进一步加强对裂缝产生原因的分析，并采取有效的措施进行防范和处理，这样才能够进一步提高混凝土施工的质量，减少因为混凝土裂缝带来的风险因素。