水利施工中混凝土裂縫控制措施探討

湯培君+王力

摘 要：在水利工程施工中，混凝土施工是整個(gè)水利設(shè)施建設(shè)的重要環(huán)節(jié)，也是整個(gè)工程的重要組成部分。混凝土裂縫的產(chǎn)生受各種內(nèi)、外條件的影響，混凝土裂縫嚴(yán)重影響水利工程安全性與穩(wěn)固性，這給國(guó)家與人民造成了極大的危害與經(jīng)濟(jì)損失。為此，筆者結(jié)合實(shí)踐，總結(jié)了水利施工中混凝土裂縫的危害與產(chǎn)生原因，并探討了裂縫的控制措施。

關(guān)鍵詞：水利施工；混凝土；裂縫；控制措施

一、水利施工中混凝土裂縫的危害

在水利工程的施工過(guò)程中，混凝土裂縫會(huì)讓建筑物出現(xiàn)滲漏的問(wèn)題，混凝土的裂縫會(huì)因?yàn)橥饬Φ淖饔枚粩鄶U(kuò)大，并且混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)會(huì)因?yàn)樗臐B入而發(fā)生變形。由于混凝土裂縫的存在，水泥化合物可能會(huì)與滲入內(nèi)部的二氧化碳相結(jié)合而產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，從而導(dǎo)致碳酸鈣物質(zhì)的產(chǎn)生，混凝土?xí)驗(yàn)樘蓟觿∈湛s，從而產(chǎn)生混凝土裂縫；在相對(duì)潮濕的環(huán)境中，空氣中的二氧化碳會(huì)和水泥中的化學(xué)成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，降低混凝土的堿度，從而破壞鋼筋純化膜，加重鋼筋銹蝕，對(duì)鋼筋的強(qiáng)度和剛性造成嚴(yán)重的影響。此外，混凝土的水拉能力會(huì)因?yàn)榱芽p而降低，從而進(jìn)一步擴(kuò)大裂縫，對(duì)混凝土的質(zhì)量造成嚴(yán)重的損害。總的來(lái)說(shuō)，混凝土裂縫的存在，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性具有嚴(yán)重的影響，對(duì)水利工程建筑物的正常使用和外觀都非常的不利，嚴(yán)重的情況下，還會(huì)導(dǎo)致水利工程建筑物自身水利功能的喪失，給國(guó)家和人民造成巨大的損失。

二、混凝土出現(xiàn)裂縫的原因

1.受水泥水化熱的影響

水泥在水化反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生熱量的主要原因是混凝土內(nèi)外的溫度差異，而混凝土的厚度相對(duì)較大。所以，水化過(guò)程產(chǎn)生的熱量較難散發(fā)，導(dǎo)致混凝土內(nèi)溫度變高。水泥使用材料質(zhì)量、混凝土的厚度和單位面積建筑物水泥用量等影響了水化升溫速度，混凝土內(nèi)的升溫速度隨著水泥的用量、混凝土的厚度的增加而加快。混凝土在澆筑開始施工時(shí)它的彈性與強(qiáng)度相對(duì)低一些，導(dǎo)熱性也相對(duì)較差。所以，水泥產(chǎn)生的水化過(guò)程不會(huì)產(chǎn)生較大的變形，因此，不會(huì)出現(xiàn)明顯的裂縫。但是，隨著混凝土的彈性和強(qiáng)度的增強(qiáng)混凝土的收縮變形的速度會(huì)逐漸加快，于是，溫度裂縫就很容易形成

2.受的內(nèi)外約束條件的影響

在混凝土結(jié)構(gòu)的變形過(guò)程中會(huì)受到很大的約束力，在很大的程度上阻礙了混凝土的自由變形，這種阻礙其變形的因素稱為約束條件。約束的條件根據(jù)其不同的產(chǎn)生部位分為內(nèi)約束和外約束，在現(xiàn)代的一些建筑工程的混凝土中所受到的約束以外約束為主要約束力。施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行就地澆筑的混凝土在溫度變化的情況下會(huì)受到地基的限制作用，產(chǎn)生外部約束力。混凝土在早起溫度變化的范圍內(nèi)，因其膨脹變形受到各個(gè)約束面的約束，從而產(chǎn)生應(yīng)力由于混凝土的彈性模量小，而應(yīng)力的松弛較大，混凝土與地基的連接還不牢固，所以壓應(yīng)力比較小。但是隨著溫度的逐漸降低，產(chǎn)生的拉應(yīng)力就會(huì)逐漸增大，當(dāng)拉應(yīng)力大于混凝土所能承受的抗拉強(qiáng)度極限時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)垂直的裂縫。

3.受施工工藝影響

混凝土構(gòu)件在制作、脫膜、運(yùn)輸、堆放和吊裝過(guò)程中，由于多種原因容易產(chǎn)生縱向、橫向、斜向、豎向、水平貫穿的各種裂縫。產(chǎn)生施工裂縫的主要原因有：木膜澆筑前未澆水濕透或隔離劑失效、膜板與混凝土粘結(jié)、膜板吸水發(fā)生膨脹將混凝土拉裂、構(gòu)件堆放支撐位置與吊裝位置不當(dāng)、構(gòu)件成型與拆膜時(shí)振動(dòng)過(guò)大、運(yùn)輸時(shí)受振動(dòng)沖擊等，均能產(chǎn)生裂縫。

三、水利工程施工過(guò)程中控制混凝土裂縫的技術(shù)措施

1.控制混凝土原材料的質(zhì)量

混凝土原材料的質(zhì)量，決定著混凝土調(diào)配攪拌完成之后的質(zhì)量，也是引發(fā)混凝土自身出現(xiàn)裂縫的主要原因之一，因此在水利工程的施工過(guò)程中必須控制混凝土原材料的質(zhì)量。但值得注意的是，一定要根據(jù)當(dāng)前工程的實(shí)際要求和國(guó)家的規(guī)定規(guī)范選取適合的原材料，合理添加混凝土添加劑。例如：在水利工程中選用的水泥是普通硅酸鹽水泥，該水泥具有安全性能好、早期強(qiáng)度高、后期強(qiáng)度穩(wěn)定、抗?jié)B能力強(qiáng)、干縮性小、耐寒性好、抗腐蝕性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，適合較為陰冷的施工環(huán)境和施工季節(jié)；在混凝土的骨料中，可以選擇采用反擊破碎機(jī)軋制的碎石料，并且注意選擇堅(jiān)硬、清潔、風(fēng)化顆粒含量少的石料，在經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)合格后才大量使用。

2.控制混凝土的配合比與攪拌過(guò)程

第一，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)設(shè)定出適合當(dāng)前工程實(shí)際情況和國(guó)家規(guī)定的混凝土混合比例，然后按照該比例配置一定的混凝土用于工程試驗(yàn)，確定混凝土配合比的正確適合與否，最后根據(jù)混凝土試驗(yàn)工程的質(zhì)量好壞確定混凝土的配合比。第二，混凝土的攪拌過(guò)程也應(yīng)該嚴(yán)格要求。在混凝土調(diào)配攪拌的過(guò)程中，應(yīng)該充分考慮混凝土運(yùn)輸時(shí)間的長(zhǎng)短和外界氣溫的高低對(duì)混凝土坍落度的影響，根據(jù)測(cè)定的坍落度在設(shè)計(jì)規(guī)定的范圍內(nèi)對(duì)混凝土的攪拌進(jìn)行稍微的調(diào)整。第三，混凝土攪拌完成之后的運(yùn)輸應(yīng)該按照事先規(guī)劃好的路線進(jìn)行運(yùn)輸，在混凝土的運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)該嚴(yán)格禁止向拌合物中摻水，防止混凝土拌合物在運(yùn)輸過(guò)程中發(fā)生離析現(xiàn)象。

3.合理化施工

3.1溫度控制

春夏季溫度比較高，拌和骨料時(shí)可以加入冷水或者用水清洗砂石骨料以降低骨料澆筑入倉(cāng)時(shí)的溫度；澆筑時(shí)降低混凝土澆筑厚度，利用混凝土的多層面散熱；在混凝土澆筑時(shí)預(yù)設(shè)冷凝管，避免混凝土后期凝結(jié)硬化時(shí)內(nèi)部凝聚熱量，造成混凝土因溫度應(yīng)力形成裂縫。秋冬季溫度比較低，混凝土后期凝結(jié)硬化時(shí)注意保溫，防止混凝土因溫度變化過(guò)于劇烈出現(xiàn)收縮裂縫。在寒冷的地區(qū)或者薄壁結(jié)構(gòu)的建筑物中，要尤其注意防止混凝土外表面結(jié)冰。

3.2運(yùn)輸過(guò)程

選用的專業(yè)的運(yùn)輸設(shè)備，保證水工混凝土在運(yùn)輸過(guò)程中不發(fā)生分離、漏漿、嚴(yán)重泌水及溫度回升過(guò)多和降低坍落度等現(xiàn)象。混凝土運(yùn)輸距離大時(shí)，應(yīng)有遮蓋或保溫設(shè)施，避免因日曬、雨淋、受凍而影響混凝土的質(zhì)量。

3.3澆筑過(guò)程

混凝土的澆筑過(guò)程控制是混凝土質(zhì)量控制的重中之重。首先，混凝土澆筑層厚度應(yīng)根據(jù)原料的供應(yīng)速度、振搗速度、澆筑氣溫和振搗器類型等確定，確保澆筑過(guò)程中混凝土不出現(xiàn)漏振、過(guò)振和初凝等情況。混凝土振搗時(shí)間以該位置混凝土不再顯著下沉、不出現(xiàn)氣泡、表面開始泛水泥漿時(shí)為準(zhǔn)。其次，在大面積混凝土施工時(shí)采用分層、分段式推進(jìn)，大體積混凝土采用分段、等坡度、薄層澆筑、循序推進(jìn)、一次到頂?shù)姆绞剑米匀涣魈市纬尚逼禄炷恋臐仓椒ǎ軌蜉^好地適應(yīng)泵送工藝，可避免經(jīng)常拆卸輸送混凝土管道，提高泵送效率，簡(jiǎn)化混凝土的泌水處理，確保上下層混凝土不超過(guò)初凝時(shí)間。最后，混凝土澆筑完畢，待表層混凝土建立一定強(qiáng)度后，按照建筑物設(shè)計(jì)標(biāo)高修正混凝土高度，多余部分用長(zhǎng)刮尺刮平，在初凝前后用滾筒來(lái)回碾壓數(shù)遍，將混凝土表面壓光打磨，待接近終凝前，用木楔再打磨一遍，使收縮裂縫閉合，覆蓋保溫材料保濕養(yǎng)護(hù)。

總結(jié)：

總之，在水利工程的施工過(guò)程中，混凝土裂縫是十分常見(jiàn)的現(xiàn)象。在進(jìn)行施工的過(guò)程中，不僅要保證施工人員的素質(zhì)達(dá)到施工要求，混凝土配比更加合理，而且要根據(jù)不同的氣候條件制定不同的方案。當(dāng)問(wèn)題出現(xiàn)時(shí)，及時(shí)采取補(bǔ)救措施，防止問(wèn)題的進(jìn)一步加大。不斷提高施工水平，才能保障水利工程建筑物的正常運(yùn)行。

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