水利施工中混凝土裂縫的成因與防治措施

王偉

（黑龍江省水利工程建設局，黑龍江 哈爾濱 150040）

水利工程關系著國民生命財產安全，其工程質量一定要有保證。如果在施工中出現了有裂縫的混凝土，則必須要引起重視。因為裂縫的混凝土會使得其內部的鋼材與空氣接觸而產生銹跡，這樣就會導致鋼筋混凝土結構的承載力、耐用性和使用壽命受影響，存在安全隱患，威脅著人們的生命財產安全。文章主要分析和研究了混凝土中出現裂縫的原因、以及防治措施，保證建筑物的安全使用。

1 水利施工中混凝土裂縫成因分析

混凝土出現裂縫，主要由兩方面的原因導致，一個是混凝土質量原因導致，另外一個是混凝土環境因素導致。由于質量問題導致的，主要是由于水泥質量不合格，沒有達到相應的標號。混凝土的標號是一個重要的指標，表示該混凝土制品立方體上抗壓的強度大小。那么這個立方體多大呢？行業內以邊長為15cm的立方體來做試驗，在常溫常壓情況下（一般以標準溫度20℃左右為常溫，一個大氣壓左右為常壓），相對的環境濕度在90%以上，置放二十八天后再來測試其抗壓程度。根據測得的抗壓程度值，標號由低到高可以將混 凝 土 分 為 ：C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60 號等十二級。這里的標號越低，說明該混凝土的抗壓強度越差，相反標號高則抗壓強度高。當然我們選擇的混凝土時并非要求高標號的混凝土就好，一般情況下認為達到實用目的就行。還有混凝土中的鋼筋外露，導致被腐蝕而引起混凝土出現裂縫。

混凝土所在外界環境因素出現裂縫，主要有塑性收縮裂縫和溫差裂縫導致。由于混凝土在凝固的過程中，會逐漸散熱和蒸發這就會導致混凝土的體積發生收縮，特別是成塊的混凝土中，如果收縮時受到外界環境的約束，就會形成收縮應力不均的現象，當應力超出了當時混凝土抗拉極限值時從而會出現裂縫。裂縫是混凝土建筑物最常見的病害之一。裂縫是材料的不連續現象，屬于物理性病害，是水工混凝土耐久性的首要影響因素。裂縫的出現，多數在施工期就存在，有的雖然在施工期以后，也多在運行初期5～10年以內，不是由于運行期長工程老化問題，而是早期的問題。裂縫的存在直接導致混凝土抗拉性能的降低，裂縫也會引導有害物質進入混凝土內部，造成鋼筋銹蝕，甚至混凝土結構破壞。對于水庫蓄水發電和灌溉來說，擋水混凝土結構的裂縫會直接引起滲漏，如果滲漏量達到一定程度，就直接危及工程的蓄水能力；對于混凝土重力壩來說，如果裂縫達到一定貫穿深度和寬度，會引起壩體揚壓力的急劇增長，削弱壩體的抗滑能力，對結構抗震非常不利、甚至會對整個壩滑能力，對結構抗震非常不利，甚至會對整個壩體的結構穩定和安全造成威脅。溫差裂縫是由于混凝土內部和外部之間產生溫差所引起的，溫差產生的原因是水泥水化熱引起的混凝土內部和混凝土表面的溫差過大。在溫度正負交替過程中，混凝土微孔中的水成為結冰或過冷的水，體積膨脹產生凍脹壓力，過冷的水遷移產生滲透壓力，當兩者的附加作用力超過混凝土的抗拉強度時，混凝土就遭受破壞。水利工程中混凝土由于溫差出現裂縫主要有三種情況會導致，第一種情況是在水工混凝土在施工初期，產生大量的水化熱，內外的溫差使其產生裂縫；第二種情況是，混凝土拆模前后，混凝土表面的溫度會急速下降，裂縫產生；第三種情況是由于混凝土內部溫度到達極限，但是熱量散發慢，而產生溫差裂縫。施工中的大體積混凝土，主要是由于溫差產生裂縫，諸如水工大壩、分洪閘、攔河壩等體積水工混凝土更易發生此類裂縫。

2 防治水利施工中混凝土裂縫的出現

水利施工中混凝土出現裂縫會對水利工程形成隱患，時間長久后會對國民的生命財產造成威脅。如何防治水利施工中混凝土裂縫的產生呢？個人根據多年的施工經驗，認為可以從這幾個方面著手：首先優化混凝土的設計和配合比，其次加強對混凝土的養護，避免混凝土出現沉降特別是不均勻的沉降，還需要預防塑性收縮裂縫。

混凝土制作前先要優化其配比，對水泥、水以及其他材料根據需要進行恰當的配比。具體的配比技術，例如在采集原材料進行試拌，盡可能地減少水泥用量，添加一級粉煤灰，將水膠比控制在規范允許的范圍內，粗骨料采用二級配。之所以摻入適量的粉煤灰，這對改善混凝土的和易性、降低溫升、減少收縮、提高抗侵蝕具有良好的作用。在裂縫易發生部位如孔洞周圍以及轉角處布置一些斜筋，從而讓鋼筋代替混凝土承擔拉應力，這樣可以有效的控制裂縫的發展。為了避免裂縫的出現，在設計中利用中低強度底水泥充分利用混凝土的后期強度。在工程結構設計中要特別注意降低結構的約束度。對于混凝土中鋼筋保護層的厚度應當盡量取較小值，因為保護層的厚度愈大愈容易發生裂縫。

對混凝土的保養，是十分重要的，當混凝土澆灌完后，必須在混凝土拆模后掛上草簾或鋪草澆水，主要是為了養護保濕。混凝土保濕工作，可以預防混凝土初期的裂縫出現，同時能穩定混凝土的后期承載強度和韌度。保養的時候還要注意混凝土中的鋼材防腐蝕，出現腐蝕會影響混凝土的質量和使用壽命。選擇抗腐蝕性強的鋼筋材料和混凝土材料，避免使用堿骨料等措施，對防止混凝土裂縫有較好的效果。堿骨料化學反應對結構的耐久性影響很大，為控制堿骨料的化學反應，最好選擇優質骨料和低含堿量的水泥以及中性拌和水，在提高混凝土密實度的同時合理降低水灰比。

解決方法有減輕結構的重量，合理安排施工的工序，改善混凝土結構等。如果只簡單的依靠減輕結構重量來控制沉降，只會使整個結構的自身重量加大，穩定性不強，會加重不均勻的沉降。在工程實踐中，應以抵抗不均勻沉降為主要保護措施。同時還要注意塑性收縮導致裂縫的產生，這里需要選用干縮值較小、強度好的硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥。嚴格控制水灰比例，摻加高效減水劑來增加混凝土的強度，減少水和水泥的分量。

結束語

水利工程是關系國計民生的大事，對人們的生命財產要負責，就必須做出合格的、質量可靠的水利工程出來。而水利工程中混凝土是必備的材料，解決混凝土裂縫產生的部分技術問題，具有一定的實際意義。

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