水利施工中混凝土裂縫技術(shù)應(yīng)用問題探討

單科科

(江西省撫州市南城縣水務(wù)局，江西 撫州344700)

水利工程與人們的生活息息相關(guān)，是我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中重要的組成部分，其中，混凝土施工在水利工程施工中占有很大的比重。在水利工程混凝土施工過程中，由于施工環(huán)境、施工技術(shù)等因素的影響，導(dǎo)致混凝土裂縫存在，對混凝土整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性造成影響，導(dǎo)致水利工程無法發(fā)揮其應(yīng)有的功效?，F(xiàn)階段，我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)正處于不斷深入的新時期，水利施工也在如火如荼的進(jìn)行中，加強(qiáng)對水利施工混凝土裂縫問題的研究具有十分現(xiàn)實(shí)的意義。

1 水利工程施工中混凝土裂縫成因

水利施工中，在完成混凝土澆筑后，由于溫度等因素的影響，加上工程結(jié)構(gòu)受應(yīng)力的影響，在拉應(yīng)力超過混凝土結(jié)構(gòu)最大的承載極限后，就會導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)。根據(jù)裂縫位置以及裂縫的深度，可以將混凝土裂縫分為管穿裂縫以及表面裂縫［1］。具體來說，水利施工混凝土裂縫的成因體現(xiàn)在以下幾個方面:

1.1 內(nèi)外溫差過大

在水利工程混凝土施工過程中，特別是混凝土澆筑過程中，混凝土內(nèi)部由于水泥水化反應(yīng)，會造成大量的熱，長時間的熱量積累，會升高混凝土內(nèi)部的溫度，而混凝土表面的溫度與外界空氣溫度相近，因此混凝土內(nèi)外就形成了一定的溫度差。在混凝土內(nèi)外溫差因素的影響下，會導(dǎo)致混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生較大的應(yīng)力，而其外部也會形成拉應(yīng)力。加上混凝土抗拉性能較弱，如果混凝土內(nèi)外溫差超過極限值時，在內(nèi)部壓應(yīng)力與外部拉應(yīng)力的共同作用下，就會導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)［2］。

1.2 混凝土自身因素

由于混凝土自身物理性質(zhì)因素，也會導(dǎo)致混凝土裂縫出現(xiàn)，特別是混凝土的縮變性質(zhì)。根據(jù)多年水利工程施工情況來看，混凝土澆筑后會逐漸的進(jìn)行硬結(jié)，在硬結(jié)過程中混凝土的溫度會逐漸的減低，基于熱脹冷縮原理，混凝土的體積會發(fā)生一定的縮小，業(yè)界將這一現(xiàn)象稱為混凝土的收縮。另外，混凝土?xí)艿揭欢ǖ膲毫奢d，經(jīng)過一定時間的荷載積累，容易發(fā)生變形，我們將混凝土形變的過程稱為徐變［3］。導(dǎo)致混凝土發(fā)生收縮、徐變現(xiàn)象的原因主要表現(xiàn)為:①混凝土自身熱脹冷縮特性;②在外界溫度作用下，混凝土內(nèi)部的水分會發(fā)生蒸發(fā)現(xiàn)象，導(dǎo)致其內(nèi)部發(fā)生毛細(xì)孔隙;③混凝土原材料質(zhì)量、配置比、施工因素等也是導(dǎo)致上述問題的主要原因。

1.3 外部施工環(huán)境因素

混凝土裂縫的形成還與外部環(huán)境具有重要的關(guān)聯(lián)，而混凝土自身溫度是主要的因素。一般來說，外部因素包括季節(jié)交替、天氣變化等。在炎熱的夏季施工，外部環(huán)境溫度高，水利工程混凝土澆筑過程中，如果外界環(huán)境溫度高于澆筑溫度，混凝土內(nèi)部會吸收更多的熱量，加上其內(nèi)部水泥水化作用形成的熱量，導(dǎo)致混凝土內(nèi)部熱量過剩，引起過大的內(nèi)部壓力，導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)。在寒冷的冬季進(jìn)行水利工程混凝土施工，外界環(huán)境溫度往往低于混凝土澆筑溫度，在混凝土內(nèi)部水化作用的影響下，會導(dǎo)致混凝土內(nèi)外溫差急劇增加，在溫差形成的壓力超過混凝土結(jié)構(gòu)承受的最大限值時，就會導(dǎo)致混凝土裂縫出現(xiàn)。

2 混凝土裂縫防治技術(shù)在水利施工中的應(yīng)用

根據(jù)水利工程施工特點(diǎn)，結(jié)合上述對水利工程混凝土裂縫成因的分析，筆者基于多年的水利工程施工經(jīng)驗，現(xiàn)提出以下幾點(diǎn)防治混凝土裂縫的有效建議:

2.1 做好水利施工技術(shù)準(zhǔn)備工作

為了保證水利工程施工質(zhì)量，有效的預(yù)防混凝土裂縫的出現(xiàn)，在施工前需要做好施工技術(shù)準(zhǔn)備工作:①在施工方案設(shè)計過程中，應(yīng)該準(zhǔn)確的把握混凝土性質(zhì)，處理好混凝土結(jié)構(gòu)壓應(yīng)力與拉應(yīng)力之間的關(guān)系，避免結(jié)構(gòu)斷面突變而導(dǎo)致裂縫形成。適當(dāng)在混凝土中加入膨脹劑。補(bǔ)償混凝土的收縮特性;②混凝土施工復(fù)雜，施工人員需要對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相關(guān)知識進(jìn)行不斷的學(xué)習(xí)，加強(qiáng)對施工方案設(shè)計人員的溝通，針對工程實(shí)際情況，及時的做出調(diào)整;③施工技術(shù)人員需要做好技術(shù)交底工作，確保工程施工方案的科學(xué)合理性［4］。

2.2 嚴(yán)格控制混凝土材料以及配置比

水利工程混凝土施工材料準(zhǔn)備工作中，需要根據(jù)水利施工的特點(diǎn)，選擇合理強(qiáng)度的水利的等級、品種等，避免使用高強(qiáng)度的水泥。此外，砂、石、骨料等原材料的質(zhì)量也應(yīng)該嚴(yán)格的控制，根據(jù)實(shí)際需要選擇外加劑以及摻和料等。同時，應(yīng)該注意混凝土收縮補(bǔ)償方式的運(yùn)用，在選用膨脹劑的過程中，需要根據(jù)想要達(dá)到的膨脹效果，選用不同的摻料。

混凝土配置比對混凝土裂縫也具有顯著的影響，需要通過實(shí)驗室試驗，確定最佳的配置比。在具體的工作中，還需要科學(xué)的設(shè)計混凝土的坍落度，及時調(diào)整混凝土的原材料，做好混凝土現(xiàn)場養(yǎng)護(hù)工作。

2.3 控制混凝土施工溫度

為了防止水利施工混凝土裂縫的出現(xiàn)，可以采用溫控防裂技術(shù)，具體表現(xiàn)為:①合理的選擇混凝土的骨料成分，選用硬度適宜的干性摻和料，同時結(jié)合水利工程施工需要，選用合理的外加劑、引氣劑等，保證混凝土內(nèi)部水泥成分均勻;②在混凝土拌合過程中應(yīng)該加入一定的水，同時在碎石等材料加入攪拌機(jī)前用冷水進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)對混凝土拌合溫度的控制。在炎熱夏季施工或大體積混凝土施工過程中，需要調(diào)整混凝土的厚度，將其控制在500 mm以內(nèi)，確保混凝土整體的散熱性能。在澆筑階段，需要加強(qiáng)對混凝土內(nèi)外溫度的檢測，嚴(yán)格將其溫度控制在25°以下;③嚴(yán)格的控制混凝土拆模時間，如果拆模過早會造成其表面溫度變化過大，從而導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)，同時也應(yīng)該做好溫控養(yǎng)護(hù)工作，如在混凝土表面用塑料膜進(jìn)行覆蓋等等。

2.4 加強(qiáng)施工監(jiān)測

在水利工程混凝土施工過程中，應(yīng)該加強(qiáng)對施工的監(jiān)測工作，運(yùn)用先進(jìn)的監(jiān)測技術(shù)，對混凝土溫度進(jìn)行檢測與控制，并將信息及時的反饋給相關(guān)部門，跟蹤混凝土施工情況，以便采取有效的措施進(jìn)行預(yù)防，避免裂縫產(chǎn)生。

2.5 采用冷卻管降溫

在水利工程混凝土施工過程中，如果混凝土體積較大，為了消除混凝土內(nèi)部水化過程溫度過高，可以事先在其內(nèi)部進(jìn)行冷卻管道的鋪設(shè)，在混凝土澆筑完成后，在冷卻管道中通入冷水，同時冷卻管道中水流量。冷卻管的出水應(yīng)排放到不影響施工的部位，當(dāng)大體積混凝土整體初凝之后則可視情況利用該出水進(jìn)行蓄水保溫養(yǎng)護(hù)。

3 總 結(jié)

通過上述分析可知，水利工程是我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中重要的組成部分，在其施工過程中混凝土裂縫對工程整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性具有很大的影響。因此，在水利施工中，不僅需要做好技術(shù)準(zhǔn)備工作，嚴(yán)格控制原材料的質(zhì)量，選擇最佳的混凝土配合比，還需要采用冷卻管降溫、溫控防裂等技術(shù)措施，加強(qiáng)施工監(jiān)測，降低混凝土裂縫的發(fā)生率，提升混凝土質(zhì)量，確保水利工程施工質(zhì)量。

［1］姚亮. 關(guān)于水利施工中混凝土裂縫的探討［J］. 中華民居，2013，3(02):259－260.

［2］李洪. 淺談水利施工中混凝土裂縫的防治技術(shù)［J］. 科技風(fēng)，2011，36(07):160－161.

［3］李濤濤. 淺談水利施工中混凝土裂縫的防治技術(shù)［J］. 中國水運(yùn)，2010，10(02):72－73.

［4］陳國群. 水利施工中混凝土裂縫技術(shù)的運(yùn)用分析［J］. 企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2014，33(08):159－160.