水利工程中混凝土裂縫的防治

李曉東

（延壽縣山河灌區， 黑龍江 延壽 150700）

1 概述

在很多大型的水利工程建設中，因為混凝土自身的問題及各種外力因素的影響，在其表面就產生了很多的裂縫，這些裂縫的產生不僅影響水利工程的整體穩固性，而且還會對工程的結構強度造成破壞，嚴重地影響了水利工程的使用壽命，為水利工程的后期使用造成隱患，此外混凝土表面產生裂縫也會增加內部鋼筋的銹蝕程度，進而降低水利工程的使用年限。所以說我們應該對水利工程中的混凝土裂縫問題加以關注，提前做好防范措施。一旦發生了，就要采取補救方案。通過大量的實踐表明，引起混凝土裂縫的因素有很多，下面我們就具體闡述一下導致水利工程出現混凝土裂縫的原因及相關的解決措施。一般情況下，根據裂縫產生的原因，我們把裂縫分為兩種，一種是荷載引起的裂縫，一種是非荷載引起的裂縫。

2 荷載作用引起的裂縫

2.1 在水利工程混凝土結構中，經常會受到荷載的影響，這主要因為水利工程的截面混凝土的應力超過了混凝土自身的拉伸極限。這也是荷載作用引起裂縫的一個原因。在實際的施工過程中，這種裂縫產生一般都是在荷載作用最強的地方。如果荷載和混凝土自身的極限應力相同，那么裂縫就會在最脆弱的地方產生。

2.2 通過實踐證明，目前避免荷載作用產生裂縫的主要方法就是使用科學合理的配筋。一般來說，應該實際的施工過程中，選擇粘結力比較好的混凝土，這樣就可以有效的控制內部鋼筋的應力，在選取鋼筋時，應該盡量選取直徑比較細的，而且分布要比較均勻。

3 非荷載引起的裂縫

3.1 溫度變化引起的裂縫

3.1.1 水利工程建筑會受到溫度的影響而發生變形。混凝土的收縮能力是有限的，當周圍的溫度變化時，一旦超過了混凝土自身的變形能力，就會產生裂縫。

當前，針對這種情況采取的措施，一種是在水利工程中直接設置伸縮縫，另一種就是允許混凝土出現變形。

3.1.2 這種現象也是造成混凝土裂縫的最主要原因之一。在混凝土澆筑完成以后，就是硬化的過程，水泥和水會發生某種化學反應，產生大量的熱，使混凝土表面的溫度升高，而混凝土內部的溫度相對較低，內外溫差過大，就會導致外部受到很大的拉力，導致混凝土裂縫的產生。在水利工程混凝土硬化的開始階段，因為混凝土剛剛澆筑完成，所以強度很低，假如產生的應力超過了混凝土自身的應力強度，就會產生裂縫。

針對這種裂縫，我們可以采取如下措施：盡量減少水灰比例，基本控制在不超過零點六；在選擇混凝土原料時，應該盡量選擇低熱的水泥，這樣才能夠保證混凝土硬化過程中，內外的溫差不至于過大，減少裂縫的產生；在滿足混凝土要求的前提下，盡量減少使用水泥，基本控制在每平方米450千克范圍內；在攪拌混凝土時，應該使用新型的攪拌方法，這樣就可以降低混凝土澆筑的溫度，進而減少混凝土內外的溫差，避免裂縫的產生；減少溫度裂縫的產生，主要就是控制混凝土內外的溫差，我們可以在混凝土內部加入一些外加劑，降低混凝土的水熱化，增加混凝土的散熱性；在施工過程中，應該避免大面積的混凝土澆筑，盡量采用小面積的分層分塊的澆筑，有助于混凝土的散熱；在北方的冬季，應該做好混凝土的防寒措施。

3.1.3 構件硬化成型后，在使用中，如果溫度較大，構件內部溫度梯度就極大，也會引起構件開裂。

3.1.4 預防產生比類裂縫的措施是：采用隔熱（或保溫）措施，盡量減少構件內部溫度梯度，在配筋時應考慮溫度力的影響。

3.2 混凝土收縮引起的裂縫

3.2.1 混凝土在空氣中結硬時，體積要縮小，產生收縮變形，當受到約束時，就可能導致裂縫的產生。

3.2.2 在配筋率較高的構件中，由于鋼筋對周圍混凝土的約束作用增強，混凝土的收縮也會受到鋼筋的限制而產生拉應力，引起構件局部裂縫。

3.3 混凝土塑性坍落引起的裂縫

3.3.1 混凝土塑性坍落發生在混凝土澆筑后的頭幾個小時內，這時混凝土還處于塑性狀態，如果混凝土出現泌水現象，在重力作用下混合料中的固體顆粒有向下沉移而水向上浮動的傾向。這種移動當受到鋼筋骨架或者模板約束時，在上部就容易形成沿鋼筋長度方向的裂縫。

3.3.2 預防措施是：要仔細選擇集料的配級，做好混凝土的配合比設計，特別是要控制水灰比，采用適量的減水劑；施工時混凝土既不能漏振也不能過振，避免混凝土泌水現象的發生，防止模板沉陷；如果發生這類裂縫，可在混凝土終凝以前重新抹面壓光，使裂縫閉合。

3.4 基礎不均勻沉降引起的裂縫

3.4.1 基礎不均勻沉降，使超靜結構受迫，從而導致裂縫。

3.4.2 防止基礎不均勻引起裂縫的措施是：根據地基條件及上部結構形式，采用合理的構造措施及設置沉降縫。

3.5 冰凍引起的裂縫

3.5.1 水在結冰過程中，荷重要增加，因此，水在設灌漿或灌漿不飽滿的預應力構件孔道中結冰，就可以產生沿著孔道方向的縱向裂縫。

3.5.2 預防冰凍裂縫的措施：在建筑物基礎梁下填一定厚度的松散材料（爐渣）。

3.6 鋼筋銹蝕引起的裂縫

3.6.1 原因：鋼筋的生銹過程實際上是電化學反應過程，這種效應可在鋼筋周圍的混凝土中產生脹拉應力，如果混凝土的保護層比較薄，不是以抵抗這種拉應力時，就會沿著鋼筋形成一條順筋裂縫。順筋裂縫一旦產生，又進一步促進鋼筋銹蝕程度的增加，形成惡性循環，最后導致混凝土保護層剝落，甚至鋼筋銹斷。這種順筋裂縫對結構的耐久性影響最大。

3.6.2 預防措施：防止順筋裂縫的措施是提高混凝土的密實度和抗滲性，適當加大保護層的厚度。

3.7 堿——骨科化學反應引起的裂縫

3.7.1 原因和分析：堿——骨科反應是指混凝土孔隙中水泥的堿性溶液與活性骨科（含活性Si02）化學反應，生成堿——硅酸凝膠，堿硅膠溫水后可產生膨脹，使混凝土脹裂，開始時在混凝土表面形成不規則的細小裂縫，然后由表及里地發展，裂縫中充滿了白色深沉。

3.7.2 預防措施：堿——骨科化學反應對結構件的耐久性影響極大，為了控制堿——骨科的化學反應速度應選擇優質骨科和低含堿量水泥，并提高混凝土的密實度和采用較低的水灰比。

結語

在水利工程建筑中，裂縫是一種比較常見的現象，混凝土裂縫的產生不僅會影響整個工程的穩定性，還會降低建筑物的整體使用性，加快內部鋼筋的銹蝕程度，降低混凝土的強度，嚴重地影響水利工程的使用年限。因此，建筑行業必須加強對混凝土裂縫的關注程度，把解決裂縫問題作為重點工作之一。根據工程的具體情況來提出相應的解決辦法，進而推動水利工程施工建設的發展，促進我國水利事業的快速前進。

[1]李常升.水利工程質量監控與通病防治全書[M].北京：中國環境科學出版社，1999.

[2]黃國興，陳改新.水利工程混凝土建筑物修補技術及應用[M].北京：中國水利水電出版社，1986.