水利工程中大體積混凝土裂縫的產生與預防

摘要：在水利工程中，有很多大型工程項目建設多采用混凝土澆筑的形式進行施工，混凝土澆筑具有強度高，施工相對容易的特點，可以做到一次成形，在工程建設應用較多，但混凝土施工過程中也會出現裂縫的問題，嚴重的會影響工程質量，本文針對混凝土裂縫產生的原因進行了分析研究，并提出了相應的預防措施。

關鍵詞：大體積混凝土；裂縫；預防措施

中圖分類號： TV544 文獻標識碼： A DOI編號： 10.14025/j.cnki.jlny.2014.21.0050

1大體積混凝土裂縫產生原因

裂縫的產生主要有兩種情況，一種是結構型裂縫，另一種是材料型裂縫。結構型裂縫主要是因為載荷或外力過載而使混凝土變形產生，而材料型裂縫是由溫度應力和混凝土的收縮引起。

1.1 溫度裂縫

混凝土澆筑后，因混凝土內外的溫度差所造成，澆筑初期，由于大體積混凝土內部產生大量的水化熱，這些熱量在內部很難散發，使得內部溫度升高而體積外脹，而混凝土外部溫度較低，內外的溫差使得拉應力不同，而導致裂縫產生。另外，混凝土凝固后，拆模時，表面溫度會下降很快，而內部溫度降得較慢，會產生內外溫差也能導致裂縫產生。

1.2 收縮裂縫

由于水泥在硬化成形的過程中，一部分水分和水泥發生化學反應而消耗掉，一部分會散發到混凝土體外，水分的失去會導致混凝土收縮，另外由于其他原因也會導致混凝土產生收縮。在水泥活性大、混凝土溫度較高，或在水灰比較低的條件下會加劇引起開裂。當混凝土尚處于塑性狀態，稍微受到一點拉力，混凝土的表面就會出現分布不均勻的裂縫，隨著混凝土體內的水分蒸發進一步加大，裂縫會進一步擴展。

2預防裂縫的有效措施

2.1要把好材料關

混凝土是由水泥、水、砂石、摻和料、外加劑等多種材料共同混合而成，組成材料的質量好壞，直接決定混凝土質量的好壞，各種材料的質量也是裂縫產生的主要原因。

水泥：水泥與水混合后發生化學反應，同時伴有大量的水化熱產生，使混凝土內外產生溫差而形成裂縫，所以在施工時要盡可能降低水化熱的產生，在水泥使用上要盡可能使用水化熱低的水泥，要嚴格按照實驗的數據控制水泥的用量，在保證強度的情況下，盡可能少用水泥，不可隨意增加水泥用量。

摻加粉煤灰：在實際施工中，有時為了減少水泥水化熱的產生，可以適當摻加粉煤灰來代替水泥，這樣能減少水泥用量，同時也能提高和易性，由于粉煤灰中含有大量的硅、鋁氧化物，這些物質會同水泥的水化物進行二次反應，減少水化熱，降低混凝土的熱脹度。避免裂縫的產生，但粉煤灰的用量不宜過多。

粗骨料：對于粗骨料，要盡量使用較大粒徑的，粒徑越大，級配越好，孔隙率也就越小，這樣能減少砂漿量和水泥用量，進而不會產生大量的水化熱，有效防止裂縫的產生。

細骨料：細骨料最好的選擇是用中粗砂，因為中粗砂孔隙率小，制成的混凝土無論是用水，還是水泥，都可以減少和降低水化熱，從而降低裂縫的產生。另外在使用中粗砂的時候，一定要經過清洗，去除砂中的泥土，因為含泥量大會導致混凝土收縮變形增大，易產生裂縫。

2.2 外加劑的加入

在現在的水利工程施工過程中，對于大體積混凝土的澆筑，為了防止裂縫的產生，除了嚴控材料的質量外，常常加入外加劑，主要有減水劑、緩凝劑、引氣劑等，減水劑的作用主要是降低水灰比，能夠減少水泥用量，改善混凝土的和易性，防止開裂，緩凝劑所起的作用是延緩混凝土的放熱峰值時間，待混凝土達到放熱峰值時，混凝土已經是凝固達到最大強度，不至于開裂。引氣劑的作用也是改善混凝土的和易性、可泵性，同時提高其耐外性能，這三種外加劑都能不同程度的提高混凝土的強度，但在使用上，切不要過多，一定要按照實驗的數據為基準，切不要隨意亂加。

2.3 采用科學合理的施工工藝

大體積混凝土裂縫的產生，除了因材料問題等原因外，施工工藝也是導致裂縫產生的主要原因之一，在施工過程中要嚴控工藝水平，確保施工質量，降低裂縫的產生。

2.3.1混凝土的拌制 拌制混凝土，原材料用量要準確，進行嚴格計量，混凝土出機時，要控制好塌落度。在出機時，也要控制好溫度，可以用吹冷風的方法進行降溫，也可以用加冰的方法進行拌合，盡量使新拌混凝土的溫度在6℃左右，不能過高。

2.3.2混凝土澆注、拆模 澆筑時要注意保證振搗質量，要均要勻，保證振搗一致，澆筑完畢，對表面要進行壓實、抹平處理，防止裂縫產生，由于水利工程施工常常要求混凝土體積較大，這時要進行分層澆筑，振搗時要進行流水振搗，保證兩層能結合緊密。澆筑時間要避高溫和暴曬的情況，在夏季施工盡量要在夜間進行。混凝土凝固好后，強度達到設計強度的75%以上，就可以進行拆模了，拆模后表面溫度下降不要超過9℃以上。如果拆模時間遇上低溫季節，模板拆掉后表面降溫過大會產生收縮，如果表面收縮但在內部約束的情況下，會產生拉應力，引起裂縫產生，所以應立即采取表面的保護措施，避免裂縫產生。

2.3.3養護 澆筑完的混凝土要及時進行合理的養護，應在表面進行灑水保濕，一方面避免混凝土中的水分快速散失，促進表面的水化，另一方面也能保持溫度，避免高溫季節高溫倒灌，引起強烈干縮，避免裂縫的產生，為混凝土凝固提供一個良好的溫度環境，養護的開始時間一般是澆筑完12～18小時內立即開始，周期控制在不小于28天，或者根據設計齡期進行養護。若是在高溫季節施工，則要在初期采用通制冷水來降低混凝土最高溫度峰值，但通水時間不能過長。

參考文獻

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作者簡介：劉紹華，大專學歷，輝南縣小椅山水庫灌區管理處，工程師，研究方向：水利工程。