探討水利施工中的混凝土防裂縫技術

閆麗華

（山東華邦建設集團有限公司， 山東 濰坊 262500）

1 加強水利工程混凝土裂縫治理的必要性

我國近些年不斷深入發展水利工程建設，混凝土裂縫防治已經成為當前水利工程項目施工中困擾設計施工人員的主要問題之一，當前項目管理者對裂縫的防治和處理工作有著越來越高的重視度。一方面，通過裂縫防治措施能夠將水利工程內部結構的穩定性和安全性提升，避免遭受裂縫的破壞。水利工程施工中，常見的質量問題就是混凝土裂縫，一些短期裂縫或者不明顯的裂縫可能暫時不會影響水利工程的外觀和質量，但是如果沒有及時治理那么很容易導致裂縫擴大蔓延，危害到混凝土結構的整體性能。尤其是一些腐蝕性水分、雜質等進入到縫隙后會銹蝕混凝土結構內部鋼筋，導致混凝土結構的整體穩定性和強度降低。為此，應當加強防治水利工程混凝土裂縫，避免破壞混凝土結構內部主體結構。

2 水利施工中混凝土裂縫類型

2.1 干縮裂縫

干縮裂縫是澆筑完混凝土結構兩周內最容易出現的裂縫。干縮裂縫主要是由于混凝土結構發生了脫水現象，尤其是在養護階段，混凝土材料嚴重發生脫水比例，發生干縮現象，當干縮應力比混凝土的抗拉應力大時會最終導致發生裂縫問題。網狀形式是干縮裂縫最為常見的形式，主要特點是小而分散。在短期內，干縮裂縫不會對水利工程的正常運轉產生影響，但是經過長期的發展，水利工程的性能會受到干縮裂縫的影響質量降低。如圖1為干縮裂縫形式。

圖1 干縮裂縫

2.2 塑性收縮裂縫

混凝土材料如果過快流失了水分會導致出現塑性收縮裂縫，這和混凝土材料的凝結過程有著很大關系。如果在高溫、大風等環境下澆筑混凝土材料那么會增加水分流失的速率，如果養護階段不合理那么會加大混凝土內外溫差，加上水分的過快歷史，導致內外壓力失衡，進而引發塑性收縮裂縫。塑性收縮裂縫主要呈現的是中間寬、兩邊窄的特點，如果不及時解決那么會經過日積月累后擴大深化進而對水利工程的正常運轉產生不良影響。

2.3 沉陷裂縫

水利工程中另一種常見的裂縫形式為沉陷裂縫。水利工程往往所在區域土質含水量高，多為軟土地基。如果在前期沒有充分夯實那么后期受到外力作用或者自身重量荷載的影響可能發生沉陷問題。此外，在施工過程中地基會受到來自各個方面因素的影響，最終導致沉降問題的發展，出現了沉降裂縫。沉降裂縫往往為貫穿性裂縫，和地基沉降有著一致的走向。此外，沉降裂縫并沒有時間規律，地基穩定性是影響沉陷裂縫的最大因素。施工中或者投入使用后都可能發生沉陷裂縫。沉陷裂縫不同于其他裂縫，會嚴重影響到水利工程的整體穩定性和安全性，甚至導致發生坍塌的現象。如圖2為沉陷裂縫引發的壩體貫穿性裂縫。

圖2 沉陷裂縫

2.4 溫度裂縫

水利工程往往需要澆筑大體積混凝土，而溫度裂縫是大體積混凝土中非常常見的一種裂縫。溫度裂縫主要是由于在澆筑混凝土結構時內部水泥會產生水化熱，在澆筑過程中如果沒有及時將內部水化熱釋放出來，會逐漸聚集，導致結構內外溫差不斷增大。混凝土結構受到溫度影響發生不均勻收縮，同時會導致表面流失大量的水分，造成內部產生溫度應力，當超過混凝土結構的拉應力極限時，會產生溫度裂縫。大壩施工、分洪閘施工等大體積混凝土結構十分容易出現溫度裂縫。

3 水利工程中混凝土裂縫產生原因

3.1 施工材料的質量問題

水利工程質量的決定性因素就是材料的質量，可以說，材料是影響各行業混凝土施工結構性能的主要因素。在開展水利工程建設施工中，對混凝土、砂石、水泥等施工材料的應用量較大，采購人員如果沒有充分了解施工材料的各項性能，沒有通過試驗和檢測進行合理地選購，就容易存在不合格品投入使用的情況，進而影響水利工程混凝土原材料的施工質量，導致發生混凝土裂縫，對整體施工質量產生不良影響。此外，有的施工單位在保存原材料過程中沒有根據材料性質進行分類保管，導致在保存階段發生了材料過期、受潮等問題，加上后期沒有仔細觀察直接將其應用于施工中，增加了混凝土強度和設計材料值目標之間的差距，對水利工程的整體外觀形象產生不良影響，引發結構出現裂縫問題，威脅水利工程的安全[1]。

3.2 溫度控制不合理

溫度裂縫是水利工程中常見的一種問題。混凝土澆筑后內外之間存在較大的差異，尤其是大體積混凝土，溫度的差異會導致結構熱脹冷縮，混凝土如果承受不住較大的拉應力就會產生裂縫。施工過程中內部熱量沒有及時釋放、養護階段沒有采取有效的保溫措施都是造成溫度控制不當的原因。當混凝土內外溫度差超過25℃后那么就會引發較為嚴重的溫度裂縫，威脅水利工工程的整體結構性能[2]。

3.3 混凝土構件受力不合理

水利工程建設需要面臨復雜的情況，結構需要承受來自多方面的作用力和荷載，無論是規劃設計還是施工人員都要加強混凝土結構受力情況的分析。當前有的施工單位或者設計人員沒有全面地了解混凝土結構內部受力情況，導致設計的混凝土內部結構和實際受力情況存在的差異性較大，由于結構設置不合理進而導致各個構件無法均衡受力，最終引發裂縫問題[3]。

4 水利工程混凝土裂縫防治措施

4.1 混凝土配合

在配置混凝土前需要合理設計配合比，通過試驗明確最佳的配合方式。在施工中，工作人員要對混凝土結構承受最大裂縫寬度進行明確，并且后期施工中以裂縫跨度為基礎，采用加大鋼筋直徑等方法將混凝土的裂縫率降低。在混凝土施工中，要合理設計混凝土的配合比。在施工前，應當將混凝土能夠承受的最大裂縫寬度明確，在后期以裂縫寬度為準開展鋼筋工程的施工作業，將混凝土發生裂縫的概率降低[4]。

4.2 添加外加劑

通過在混凝土中適當添加外加劑能夠達到控制裂縫的效果。減水防裂劑是最為常見的類型。在配置混凝土階段需要通過試驗明確外加劑的添加數量，按照試驗最佳量添加外加劑，從而科學地控制水泥的凝結時間。

4.3 防治溫度裂縫

溫度裂縫預防的主要措施就是控制混凝土澆筑中內部溫度的上升情況。

第一，合理選用水泥，盡量選擇發熱量少的材料，在保證水泥適配性的基礎上分析水泥的標號，從中選擇發熱最小的水泥。

第二，將水泥的用量盡量減少，從而達到控制水化熱的效果。通常可以添加摻料來減少水泥用量，在節省水泥的同時達到控制水化熱的目的。

第三，加強澆筑過程控制。一方面可以做好入模溫度控制，在配置混凝土階段提前冷卻攪拌用水，避免陽光直曬原材料，將原材料的溫度盡量降低。另一方面，在澆筑過程中可以埋設水管，通過注入冷水，利用冷水循環系統及時帶走澆筑過程中混凝土內部的熱量，降低內部集聚的熱量，縮小混凝土結構內外溫差[5]。

4.4 混凝土養護

在澆筑完混凝土后要立刻開展養護工作，重點加強溫濕度的控制。通常通過蒸汽養護、灑水等方式達到保濕的效果。溫度養護是預防溫度裂縫的重要方式，可以覆蓋草簾、塑料薄膜等，將混凝土結構內外溫差盡量減小。此外，技術人員要注意加強監測混凝土結構的強度等性能參數，根據結果及時調整養護技術，將發生混凝土質量問題的概率降低[6]。

5 水利工程混凝土裂縫修補方法

工作人員要定期檢查水利工程混凝土結構，客觀評定混凝土裂縫情況，并且合理采取修補方法。混凝土早期抗裂評定標準如表1所示。水利工程混凝土裂縫的修補治理方法如下：

表1 混凝土早期抗裂評定標準

第一，開槽法。工人按照設計比例均勻地攪拌砂、水泥等原材料適量添加環氧樹脂硫橡膠，采用人工攪拌方式繼續攪拌，用丙酮將砂漿稀釋到適當稠度后將改性環氧樹脂砂漿灌入到已經鑿好且清理干凈的裂縫當中。

第二，表面覆蓋法。該方法主要是用聚合物水泥膏、聚合物薄膜等彈性涂膜防水材料涂膜水利工程中微細裂縫，從而對微細裂縫進行修補。在具體施工中，工作人員先要用鋼刷將混凝土表面打毛并且將附著物清理干凈，然后沖洗干凈表面，在干燥后在裂縫表面涂抹材料[7]。

第三，低壓注漿法。該方法需要先密封裂縫，在經過一段時間后將密封物去掉充分暴露出裂縫，然后在裂縫中灌注漿液。不過這種方法雖然能夠一是修補裂縫，后期可能還會發生開裂問題，需要工作人員反復修補。

6 結束語

總而言之，混凝土裂縫是水利工程建設施工以及運營階段十分常見且難以避免的一種問題，為了盡量降低混凝土裂縫發生的概率，避免裂縫威脅水利工程質量安全，應當積極采取預防措施，同時合理修補裂縫問題，提高施工技術水平，確保工程建設效果。