混凝土裂縫在水利工程中產(chǎn)生的原因及防治

謝建強(qiáng)（山西省運(yùn)城市水利建設(shè)工程局，山西　　運(yùn)城　044000）

混凝土裂縫在水利工程中產(chǎn)生的原因及防治

謝建強(qiáng)
（山西省運(yùn)城市水利建設(shè)工程局，山西運(yùn)城044000）

摘要：自古農(nóng)業(yè)就是事關(guān)國家生計(jì)的大事，而農(nóng)業(yè)的成功與否又離不開水利工程的支持。進(jìn)入新世紀(jì)以來，我國加大了對于水利設(shè)施的投入力度，大量的在建或新建水利工程上馬。在水利工程的建設(shè)過程中，水泥混凝土是主要用料，其具有建設(shè)速度快、凝固后強(qiáng)度高、防水效果好等優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)今的水利工程中被廣為使用。但是在水利建設(shè)工程中發(fā)現(xiàn)，水泥混凝土的使用普遍存在的裂縫問題影響了水泥混凝土的使用效果。本文將在分析影響水泥混凝土使用效果的基礎(chǔ)上提出如何做好水泥混凝土裂縫的防治措施。

關(guān)鍵詞：水泥混凝土；裂縫；危害；防治措施

在水利工程的建設(shè)過程中，水泥混凝土是現(xiàn)今廣為使用的一種材料，但是在使用過程中，由于水泥標(biāo)號選用不當(dāng)、水泥混凝土澆筑不到位以及運(yùn)行管理不善，或者是水泥混凝土在水利工程中的使用條件改變承受額外的附加載荷，或者是材料老化等都會使得水利工程中的水泥混凝土出現(xiàn)裂縫，這些裂縫會使得水利工程的防水效果大打折扣，從而影響水利工程的使用壽命。本文將在分析水利工程中的水泥混凝土產(chǎn)生裂縫的基礎(chǔ)上提出一些針對性的防治措施，確保其使用壽命。

1　水泥混凝土裂縫對水利工程所造成的危害

水利工程主要起到引導(dǎo)水流的作用，其使用要求就是需要具有良好的防水效果和可靠的耐用性。如在水利工程中出現(xiàn)混凝土裂縫將會使得水利建筑產(chǎn)生滲漏，初期的裂縫是輕微的，但是隨著水流的滲入及水流壓力的作用，會使得混凝土裂縫的寬度和長度逐漸擴(kuò)大，并逐漸演變成大裂縫從而使得水利工程的使用壽命大打折扣。通過對造成水利工程失效的原因調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，有將近6成的損壞是由于混凝土裂縫而造成的。隨著水泥混凝土裂縫的不斷擴(kuò)大，嚴(yán)重時(shí)所產(chǎn)生的貫穿性裂縫將有可能導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)物的安全損壞。

2　水利工程中水泥混凝土裂縫產(chǎn)生的原因分析

造成水利工程中的水泥混凝土結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生裂縫的原因是多方面造成的，通過對造成水泥混凝土產(chǎn)生裂縫的原因進(jìn)行對比分析后發(fā)現(xiàn)，可以將所有的裂縫根據(jù)其特性分為荷載和非荷載作用而產(chǎn)生的裂縫。

2.1荷載作用而產(chǎn)生的水泥混凝土裂縫。在進(jìn)行水利工程的建設(shè)過程中總是處于帶縫工作的，而且此類縫隙的方向總是與主拉應(yīng)力的方向垂直，一般此種拉應(yīng)力起源于荷載效應(yīng)最大處。而一旦水泥混凝土所遭受的荷載效應(yīng)相同，則水泥混凝土裂縫將首先在混凝土抗拉能力最低的地方產(chǎn)生。

2.2非荷載作用而產(chǎn)生的水泥混凝土裂縫。除了以上介紹在于混凝土凝固硬化的過程中導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)內(nèi)部的應(yīng)力而產(chǎn)生的裂縫外，還有其他一些硬性因素會導(dǎo)致水泥混凝土出現(xiàn)裂縫，例如：由于溫度的變化而產(chǎn)生的裂縫，由于水泥混凝土在硬化的過程中會由于水化作用而產(chǎn)生大量的熱，當(dāng)進(jìn)行水利工程的大量的水泥混凝土水化時(shí)會在內(nèi)部產(chǎn)生大量的熱，由于此部分的熱而使得水泥混凝土的內(nèi)外出現(xiàn)較大的溫差，從而使得水泥混凝土的結(jié)構(gòu)內(nèi)部受壓，外部受拉，而在水泥混凝土的硬化初期，其抗拉能力不強(qiáng)，當(dāng)水泥混凝土水化過程中由于發(fā)熱而導(dǎo)致的拉應(yīng)力超過其抗拉極限時(shí)，則會在水泥混凝土表面產(chǎn)生裂縫。還有就是在水泥混凝土熱脹冷縮的過程中所產(chǎn)生的體積變化，由于水泥混凝土受到約束力的制約，使得水泥混凝土內(nèi)部產(chǎn)生了溫度應(yīng)力，同時(shí)由于水泥混凝土的抗拉能力不強(qiáng)，在受到溫度及體積變化所產(chǎn)生的拉應(yīng)力的作用下會產(chǎn)生裂縫，最明顯的由于溫度變化及體積變化所產(chǎn)生的裂縫是由于太陽的暴曬而產(chǎn)生的裂縫。同時(shí)在水泥混凝土構(gòu)件硬化成型后，如果構(gòu)件內(nèi)外的溫差較大也會使得構(gòu)件內(nèi)部的溫度梯度加大，從而導(dǎo)致水泥混凝土構(gòu)件產(chǎn)生裂縫。除了由于溫度變化而導(dǎo)致的水泥混凝土裂縫外，在水泥混凝土凝固過程的變形及施工操作不當(dāng)也會導(dǎo)致水泥混凝土裂縫的產(chǎn)生。例如：在水泥混凝土的硬化過程中，體積的變化會導(dǎo)致混凝土表面及內(nèi)部產(chǎn)生約束力，從而使得水泥混凝土產(chǎn)生裂縫。而在施工的過程中，在混凝土澆筑完成的最初幾個小時(shí)，由于水泥混凝土還處于流質(zhì)狀態(tài)，在受到重力的作用下很容易會出現(xiàn)塑性坍落，而如果水泥混凝土攪拌不均將會導(dǎo)致泌水現(xiàn)象，水泥混凝土中的砂石等將會沉積到下部，這種移動會使得水泥混凝土產(chǎn)生裂縫。在水泥混凝土在使用的過程中由于受到侵蝕性水的作用而導(dǎo)致內(nèi)部的鋼筋產(chǎn)生氧化作用，使得形成體積較大的氧化鐵，氧化鐵體積的增大將會使得混凝土內(nèi)部產(chǎn)生較大的作用力，使得混凝土沿著鋼筋的方向產(chǎn)生順筋裂縫，而此種順筋裂縫對于水泥混凝土的耐久性的影響最為巨大。

3如何做好水利工程中水泥混凝土裂縫的防治

在水利工程中的水泥混凝土裂縫的產(chǎn)生主要是由于原材料問題、施工工藝不當(dāng)以及后期硬化過程中保養(yǎng)不當(dāng)?shù)人斐傻摹Ｔ谒嗷炷吝x材及物料的配比過程中，要嚴(yán)控原材料的質(zhì)量，并通過試驗(yàn)選出最優(yōu)配合比，從而提高水泥混凝土的性能，同時(shí)在水泥的選用上盡量使用低熱或中熱降低礦渣水泥、粉煤灰水泥等，在其中加大砂石等的用量，降低水灰比并將其控制在0.6以內(nèi)，通過摻加粉煤灰或高效減水劑來降低水泥的用量，并降低水化熱，并在混凝土的攪拌階段可以采用“二次風(fēng)冷”的新工藝來降低水化熱所產(chǎn)生的溫度，減少內(nèi)外溫度差，同時(shí)在攪拌的過程中通過添加具有減水、增塑、緩凝作用的添加劑從而改善混凝土的流動性，降低水化熱。在完成了混凝土的攪拌后，需要采用分層、分塊的澆筑方式，并結(jié)合工程進(jìn)度合理的安排施工工序，并在大體積混凝土的內(nèi)部設(shè)置冷卻管道來減少水化熱的熱量，并在澆筑完成后采取合理的混凝土養(yǎng)護(hù)措施，使用草簾、麻袋等進(jìn)行覆蓋并按時(shí)澆水。在冬季進(jìn)行混凝土施工時(shí)需要做好混凝土澆筑后的保溫措施，以減少內(nèi)外溫度差。

結(jié)語

水泥混凝土是在水利工程中使用較多的一種材料，其主要承擔(dān)的是水利工程的結(jié)構(gòu)安全及防滲要求，所以，做好水泥混凝土的裂縫的防治工作十分重要。水泥混凝土裂縫的產(chǎn)生不但會使得水利工程的抗?jié)B性能下降，使得水利工程的承載力下降，還會進(jìn)一步影響水利工程的使用壽命及使用安全。本文在分析水泥混凝土裂縫產(chǎn)生原因的基礎(chǔ)上提出了如何做好水泥混凝土裂縫的防治工作，保證水利工程的建設(shè)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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[2]劉軍．試論常見水土混凝土裂縫的種類及預(yù)防措施[J]．甘肅科技縱橫，2008．

中圖分類號：TU37

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A