水利水電大體積混凝土澆筑裂縫成因及防裂策略

在水利水電工程中，混凝土裂縫是一種較為常見的病害，由于在水利水電工程施工過程中需要用到大量的混凝土，所以必須對混凝土澆筑這一施工環(huán)節(jié)高度重視，最大程度地減少裂縫的產(chǎn)生。這些混凝土裂縫不僅影響了水利水電工程的外觀，而且也會給水利水電工程帶來一定的安全隱患。

一、水利水電大體積混凝土澆筑裂縫的危害

為了能夠避免混凝土澆筑裂縫，相關(guān)施工人員必須首先認識到混凝土澆筑裂縫的危害所在，然后在進行施工時才能有意識地避免這種裂縫的產(chǎn)生。一般來說，混凝土裂縫的危害主要有以下兩點：第一，混凝土裂縫會對水利水電工程的水利功能造成一定的影響，如果裂縫情況過于嚴重，則會直接導(dǎo)致水利水電工程的水利功能失效，這種情況不僅會造成巨大的經(jīng)濟損失，而且也會帶來巨大的安全隱患。第二，混凝土裂縫會導(dǎo)致滲漏現(xiàn)象的發(fā)生，一旦水利水電工程中的其他建筑物受到了滲漏的影響而產(chǎn)生變形，那么這些建筑物的使用壽命將會受到嚴重影響。除此之外，由于這些建筑物基本都是鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)，所以發(fā)生了滲漏現(xiàn)象時，建筑物內(nèi)部與混凝土結(jié)合的鋼筋也會受到一定的腐蝕，從而進一步減少建筑物的使用壽命。

二、水利水電大體積混凝土澆筑裂縫成因

1.裂縫產(chǎn)生的內(nèi)因

首先大體積混凝土產(chǎn)生裂縫主要是由其內(nèi)因所決定的，澆筑初期混凝土變形模量小，處于塑性階段。水泥在水化過程中散發(fā)大量的水化熱，而使混凝土體積膨脹，待達到最高溫度后，隨著熱量向外部介質(zhì)散發(fā)，溫度將由最高溫度降至一個穩(wěn)定的溫度或準穩(wěn)定溫度，將產(chǎn)生一個溫度差，如果澆筑溫度大于穩(wěn)定溫度，這個溫差就更大。降溫的過程也是混凝土收縮的過程，受基巖或底層混凝土的約束，在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力，拉應(yīng)力大于混凝土的極限抗拉強度時，即產(chǎn)生了裂縫。

2.外界環(huán)境變化的影響

外界環(huán)境的變化是引起混凝土裂縫的重要原因，由于混凝土自身容易受到溫度影響，所以當外界環(huán)境的溫度和濕度發(fā)生變化時，混凝土裂縫就比較容易發(fā)生。在實際的混凝土澆筑過程中，當外界環(huán)境的溫度較低時，澆筑的混凝土受冷就會發(fā)生收縮，從而產(chǎn)生一個收縮拉應(yīng)力，當這個收縮拉應(yīng)力大到一定程度時，混凝土就會由于受力不均而產(chǎn)生裂紋。除此之外，當外界環(huán)境的溫度產(chǎn)生一定的變化時，混凝土由于熱脹冷縮在其內(nèi)部也會產(chǎn)生一個拉應(yīng)力，當混凝土內(nèi)部的拉應(yīng)力大于混凝土自身的抗壓能力時，混凝土裂縫也就因此而產(chǎn)生。外界環(huán)境的變化是無法進行人為控制的，所以當外界環(huán)境產(chǎn)生變化時，混凝土裂縫非常容易發(fā)生，而且在實際的施工過程中，外界環(huán)境的變化也是經(jīng)常被施工人員忽略的一個點，所以為了盡可能地減少混凝土裂縫，水利水電工程的施工人員應(yīng)對此提起高度重視。

3.材料的影響

施工原材料質(zhì)量的好壞也是決定混凝土是否產(chǎn)生裂縫的重要因素。混凝土是一種混合材料，由水泥、水和一些外加劑按照一定的比例混合而成，當水泥與水發(fā)生作用時會放出一定的熱量，當外界環(huán)境的溫度發(fā)生一定變化時，混凝土裂縫就非常容易產(chǎn)生，水泥和水產(chǎn)生的熱量會直接作用在混凝土的內(nèi)部，這樣一來混合好的混凝土在內(nèi)外部溫度差的影響下就會兩種力，一種是向外的拉應(yīng)力，另一種就是向內(nèi)的壓應(yīng)力，在這兩種力的雙重作用下，澆筑的混凝土就很容易產(chǎn)生裂縫。

4.養(yǎng)護工作的影響

對于水利水電工程來說，后期的養(yǎng)護工作是極其重要的，做好日常的養(yǎng)護工作不僅能夠延長水利水電工程的使用壽命，而且也能夠有效防止混凝土裂縫的產(chǎn)生，所以當養(yǎng)護工作沒有做到位時，也會引起混凝土裂縫。當混凝土澆筑完成以后，混凝土?xí)饾u硬化并同時放出大量的水化熱，這些熱量會直接蒸發(fā)掉混凝土表面的水分并導(dǎo)致混凝土的表面產(chǎn)生變形，如果沒有對此進行一定的養(yǎng)護，如灑水、遮蓋等，那么長此以往混凝土裂縫就會產(chǎn)生。

三、水利水電大體積混凝土澆筑裂縫防裂策略

1.控制溫度以減少裂縫

有效防止裂縫的產(chǎn)生最根本的措施就是全方位地控制混凝土的溫度，在施工過程中，相關(guān)施工人員可以從以下幾個方面入手來控制溫度減少裂縫。第一，從混凝土本身入手，混凝土的配制過程是一個放熱的過程，放出熱量的多少與選擇的水泥種類有很大的關(guān)系，為了有效地減少水泥與水作用時產(chǎn)生的熱量，施工人員最好選擇低熱硅酸鹽水泥，這種水泥與普通水泥相比放出的熱量更少，而且在配制混凝土的過程中這種水泥還能發(fā)揮一定的微膨脹作用，這對于減少混凝土裂縫也是很有幫助的。第二，從水泥用量入手。除了要選擇低熱硅酸鹽水泥之外，控制水泥的用量也是一個減少混凝土裂縫的好方法。水泥的用量越多，水泥與水作用時放出的熱量也越多，所以在進行混凝土澆筑之前，相關(guān)施工人員應(yīng)提前做好計算，在滿足最終施工質(zhì)量的前提下，盡可能減少水泥的用量以減少混凝土裂縫的產(chǎn)生。第三，從控制原材料的攪拌溫度入手，砂石骨料和水泥都應(yīng)采取有效的降溫措施，通風(fēng)、遮陽、冷卻，攪拌用水采用冰水或冷水，保證混凝土入倉溫度不大于設(shè)計限制溫度。第四，混凝土運輸進行保溫控制，混凝土在運輸過程中，應(yīng)采取保溫措施，盡可能地減小與外介環(huán)境的熱交換。對于水利水電工程的施工人員來說，還應(yīng)注意當天的氣溫，在正確的時間采用適當?shù)姆椒仓炷痢Ｈ绻窃诖杭竞颓锛荆藭r外界環(huán)境溫度不會太高或太低，因此在這兩個季節(jié)澆筑混凝土較為適宜，產(chǎn)生裂縫的概率很低，但是在夏季和冬季澆筑時就要格外注意外界環(huán)境溫度，外界環(huán)境溫度過高或過低都不適合澆筑混凝土，如果在夏季想要澆筑混凝土，一定要避開中午這個時間，盡量在早晨和晚上進行澆筑，而且在攪拌混凝土?xí)r最好添加一些冰水以降低溫度。

2.控制原材料以減少裂縫

選擇質(zhì)量好的原材料是避免混凝土裂縫的有效方法。為了保障工程質(zhì)量，相關(guān)工程人員一定要提前對配制混凝土的原材料進行把關(guān)，首先需要重視的就是砂料的細度程度，為了能夠有效減少混凝土裂縫，砂料的細度程度必須要在3以下，在2到3之間是最為合適的。其次，砂料的含泥量和碎石的含量也是兩個非常重要的指標，一般來說，質(zhì)量合格的砂料的含泥量不會超過總重量的2%，碎石的含量不會超過總重量的12%。除此之外，上文也已經(jīng)提到，在選擇水泥時盡量不要選擇普通水泥，最好采用產(chǎn)生熱量少的低熱硅酸鹽水泥，只有選擇了質(zhì)量過關(guān)的混凝土原材料，混凝土裂縫產(chǎn)生的概率才會被降低。除了要控制原材料的質(zhì)量之外，相關(guān)施工人員還應(yīng)對原料的配比進行控制，這也是非常重要的一個環(huán)節(jié)。在混凝土的混制過程中，除了需要一些必要的原材料之外，還應(yīng)加入適量的煤灰粉和減水劑，煤灰粉的作用是為了提高混凝土的強度，并且可以有效地減少混凝土的收縮現(xiàn)象，而加入減水劑則是為了控制混凝土中的水分。

3.正確選擇施工人員

混凝土裂縫是一個在施工過程中經(jīng)常會出現(xiàn)的病害，所以為了減少混凝土裂縫，應(yīng)該選擇具有豐富經(jīng)驗和較高專業(yè)水平的施工人員來完成相關(guān)的管理和施工工作。對于工程的管理人員來說，首先必須具備豐富的專業(yè)知識和施工經(jīng)驗，其次還應(yīng)具有一定的決策能力和組織能力，而對于那些一線的施工人員來說，不僅需要具有專業(yè)的技術(shù)，而且還需要有一定的工作責(zé)任心以及認真的工作態(tài)度。在進行實際的施工之前，工程相關(guān)管理人員應(yīng)到施工現(xiàn)場進行實地勘察，掌握施工現(xiàn)場的實際情況，從而可以提前總結(jié)出一些施工過程中的注意事項，這樣一來，當施工人員進行施工時就不會出現(xiàn)各種問題，混凝土裂縫問題也能得到很好的解決。

4.做好后期的養(yǎng)護工作

如果想要讓澆筑完成的混凝土不出現(xiàn)裂縫，那么后期的養(yǎng)護工作非常重要。為了保障后期的養(yǎng)護工作可以順利開展，工程的管理人員首先應(yīng)挑選專門的施工人員負責(zé)后期的養(yǎng)護工作。水利水電工程的養(yǎng)護工作具有一定的持續(xù)性，不是一次兩次就能輕易完成的，而是需要定期來完成，所以相關(guān)施工人員必須具有高度的工作責(zé)任心。在進行后期的養(yǎng)護工作時，相關(guān)施工人員應(yīng)定期在混凝土表面涂刷特制的水泥，這種特制的水泥不僅能夠防止裂縫的產(chǎn)生，而且也能對已經(jīng)產(chǎn)生的裂縫進行填充。除此之外，養(yǎng)護工作的另一個重點內(nèi)容就是對混凝土的情況進行勘測，要保證混凝土的抗壓能力在一個較為合理的范圍之內(nèi)，一旦在勘測的過程中發(fā)現(xiàn)了異常情況要及時上報。如果相關(guān)施工人員在養(yǎng)護工作中發(fā)現(xiàn)了由混凝土不均勻而引起的基礎(chǔ)沉降現(xiàn)象，那么一定要考慮混凝土的承載物是否合理，并對此進行一定的改善。為了確保養(yǎng)護工作可以長久開展，工程的相關(guān)管理人員也要做好監(jiān)督工作，將各個崗位的責(zé)任落實到個人，做好記錄，一旦某個環(huán)節(jié)出現(xiàn)了問題，可以直接追究其責(zé)任。

四、總結(jié)

總的來說，水利水電大體積混凝土澆筑裂縫產(chǎn)生的原因是比較復(fù)雜的，這其中不僅有外界環(huán)境的影響，而且還有原材料和后期養(yǎng)護工作的影響，為了有效解決這一問題，水利水電工程的相關(guān)施工人員應(yīng)高度重視，做好混凝土配制過程中溫度的控制，加強原材料質(zhì)量的把控，選擇專業(yè)的施工人員并做好后期的養(yǎng)護工作■