水利工程施工中控制混凝土裂縫的技術分析

鄭才榮

摘要：水利工程是最重要的基礎設施之一，具有防洪、灌溉、航運、發電以及進行水量的調節和分配等功能，滿足人們生活、生產所需的用水。水利工程施工過程中混凝土容易受到各種因素的影響而發生裂縫，造成其承載能力、耐久性、防水性的下降，所以需要對其進行有效控制。本文首先分析了水利工程施工混凝土產生裂縫的原因，接著主要闡述了水利工程施工中混凝土裂縫控制方面的技術，希望能夠對相關人士有所幫助。

關鍵詞：水利工程;混凝土;裂縫控制

一、前言

為了滿足經濟建設需求，全國各地大規模建設水利工程，水利工程的數量和規模不斷擴大。混凝土是由水泥、砂石骨料、水、添加劑等構成的人造石材，是水利工程的主要建設材料。由于混凝土本身是一種多孔材料，混凝土硬化后，結構內部出現一定的裂縫，如果混凝土裂縫過大，則可能影響到混凝土結構的質量與安全。因此水利工程建設過程中，必須嚴格控制混凝土裂縫，通過添加減水劑、礦物質材料、鋼纖維材料等，提高混凝土密實度和強度，減少混凝土的自收縮性和溫差應力，提高混凝土的強度。

二、水利工程施工混凝土產生裂縫的原因

1、因溫度變化而導致的裂縫

混凝土凝固過程中，對環境條件有著較高的要求，尤其對溫度來說是要求比較嚴格和敏感的。混凝土在完成澆筑過后，若沒有妥善對混凝土建筑進行養護，控制混凝土周邊溫度的環境，會造成混凝土內部產生裂縫狀況。混凝土凝固過程中，若混凝土內外部溫差過大或溫差明顯，受到熱脹冷縮的影響，混凝土實際應力會隨之發生變化。比如，受到溫差變化的影響，有序對混凝土構件力進行拔高，若實際應力遠遠大于預期規定承受能力時，混凝土將會產生溫度裂縫。

2、混凝土收縮問題

收縮現象是混凝土施工中常見的現象，造成混凝土裂縫原因較多，淺顯的裂縫不影響混凝土施工的有效性，有些裂縫極大的影響混凝土工程質量，導致農業水利工程質量降低。農業水利工程中混凝土施工收縮的種類較多，主要由塑性收縮與縮水收縮兩種構成。有些混凝土的裂縫存在于混凝土工程的表面，這主裂縫較為細小，具有交叉呈現龜裂狀特征，并且缺少任何規律性的特征。還有的混凝土裂縫較大，裂縫的強度較高，裂縫是由混凝土內部壓實等問題影響。通過分析混凝土裂縫問題可以發現，由于混凝土制作過程中使用的材料強度不同因而導致混凝土對環境的適應性不同。由于混凝土材料的強度等級不夠，水泥品種或者砂石規格的因素都可能導致混凝土強度不足。

3、施工工藝引發的裂縫

此種裂縫主要是由于施工中沒有按照標準工藝和流程而引發的混凝土裂縫。例如混凝土攪拌不均勻不充分、振搗不夠密實等都會引發離析問題，從而引發混凝土裂縫;鋼筋混凝土結構施工時的保護層厚度不夠，就容易造成鋼筋銹蝕，從而造成混凝土內部發生膨脹應力，進而造成混凝土裂縫。

三、水利工程施工中控制混凝土裂縫的技術

1、實時監測混凝土結構的溫度

水利水工建筑、圍堰結構、大壩等結構需要大量的混凝土材料，為避免混凝土結構出現溫度裂縫，需要將溫度裂縫控制在水利工程施工允許的范圍內。利用測溫儀和傳感器，實時監測混凝土結構的溫度變化，降低最高溫升，降低混凝土結構表面的溫度梯度和內外溫差，讓混凝土的溫度分布均勻，溫度梯度控制在合理的范圍內，并有效控制混凝土結構的溫度下降速度以及上下層溫差，這樣可以防止混凝土層間裂縫。具體操作方法如下：混凝土澆筑過程中，需要在混凝土底板的上、中、下位置設置溫度傳感器和測溫儀，各個監測點的距離大于0.5米，實施監測混凝土材料的入模溫度、施工環境溫度、混凝土初凝溫度。各個測點的測量時間從混凝土澆筑10小時后開始進行測量，混凝土澆筑后三天內2小時測量一次，3-7天之內4小時測量一次，7-15天內6小時測量一次，直到混凝土的溫度相對穩定。如果混凝土結構在測量過程中，出現溫度過高或者過低，需要及時查明原因，并采取相應的措施，防止混凝土裂縫進一步擴大。根據《地下工程防水技術規范》的要求，混凝土中心溫度和混凝土的表面溫度差不能大于25℃，混凝土結構的表面溫度與大氣溫度差異不能大于20℃，混凝土降溫速度不能超過2℃/天。

2、優化混凝土配比

混凝土本質是一種多孔的混合物，混凝土的水灰比、水泥品種、砂石骨料的配置和用量、成型以及養護都會影響到混凝土的強度。因此，必須合理配置混凝土各種材料的比例，才能改善混凝土的抗拉強度。混凝土在配置的時候，需要根據水利工程對混凝土的和易性、耐久性、強度等要求，選擇合適的原材料，并進行科學配比。水泥選擇普通的碳酸鹽水泥，砂石骨料分為粗砂石和細砂石，粗骨料可以采用天然的巖石和鵝卵石進行破碎，選擇顆粒直徑大于5mm的碎石和卵石，含水率小于1%;細骨料是砂石顆粒直徑在0.16—5mm之間的骨料，主要是天然砂石風化后形成或者不同礦物質顆粒形成的混合物，包括河沙、海沙。按照《水工混凝土施工規范》DL/T5144-2015的要求，細骨料的砂模數控制在2.8-2.85之間，含泥量小于3%。在選擇材料的時候，必須按照《普通混凝土用砂質量標準及驗收方法》的要求，將砂石骨料中的硫酸鹽、淤泥、粘土、硫化物等有害雜質去除，以免影響到整個混合物的質量。混凝土材料中的水采用自來水，為了減少水泥水熱化現象，還可以在混凝土增加粉煤灰、減少劑等添加劑。粉煤灰可以減少混凝土材料的堿—集料反應，可以有效控制混凝土結構的溫度裂縫，減少內外溫差;減水劑可以減少水泥水熱化現象，有效控制內部溫度。

3、加強混凝土施工過程控制

由于水利工程現場施工人員比較多，必須嚴格控制現場混凝土的施工過程，降低施工不當引起的混凝土裂縫。混凝土材料運輸到現場以后，施工人員需要對混凝土材料進行檢測，檢查混凝土的坍落度、強度，以免混凝土材料出現硬塊。對于大體積混凝土結構，需要采取分層分段的澆筑方式，從底層開始澆筑，澆筑到一定面積后開始澆筑第二層，并按照這樣的方式逐漸澆筑其他層。澆筑到頂層后，第一層末端混凝土還沒有初凝時，第二段需要開始分層澆筑。混凝土在澆筑的時候，還要配合振搗棒進行振搗，在振搗的時候，盡量避免碰觸到預埋件，以免造成位移。

四、結束語

總而言之，為了避免水利工程中出現裂縫，應當加強材料管理和溫度控制，同時運用合理的施工技術，減少裂縫問題出現和對裂縫進行修復。由于水利工程，對國計民生具有重要的影響，所以確保水利工程的安全、可靠是非常重要的。

參考文獻：

[1]宋金玲.水利工程施工中控制混凝土裂縫的技術分析[J].智能城市，2017，3（7）：268.

[2]劉雪蓮.混凝土裂縫控制理論下的水利工程施工技術[J].科學技術創新，2019，07：111-112.

[3]鄧艷華.水利工程施工中混凝土裂縫成因及防治技術探討[J].內蒙古水利，2018（07）：39-40.

（作者單位：中國水利水電第八工程局有限公司）