淺析砼裂縫防治在水利施工中的應用

鄭京旭

（黑龍江省綏化市水利水電勘測設計研究院，黑龍江 綏化 152000）

水利工程是現代社會基礎設施建設中的重要內容，而混凝土技術是水利工程建設的關鍵，而混凝土的開裂容易導致腐蝕性物質進入混凝土內部，混凝土內部鋼筋極易受到腐蝕，鋼筋砼承載力會受到極大影響，此外水利工程壽命以及耐久度都會受到影響而下降，使得水利工程存在安全隱患。故通過對砼裂縫產生因素的分析，從根本上避免砼裂縫的產生，從而保證了水工建設的質量。

1 砼裂縫產生原因概述

1.1 塑性收縮裂縫

混凝土在凝固時不但會蒸發水分，同時會散發熱量，而由于熱脹冷縮，混凝土會在散熱之后而收縮。尤其是一些體積較大的混凝土，由于體積較大所以在凝固的過程中內外散熱速度不一致，而基于這種不一致的收縮，混凝土表面就會受到收縮應力的作用，當該應力超出混凝土結構的抗性極限，拉應力就會使得混凝土產生裂縫。而對于土工建筑，裂縫是影響最大的病害之一。但是混凝土裂縫的出現并非是連續的，該種物理病害會直接影響混凝土結構的耐久度。而施工期是裂縫出現的主要時期，雖然在施工期后同樣會出現砼裂縫，但是大多施工期后的裂縫并非是由于長時間的運行使用后而出現的老化裂縫，而是在初期就存在的。而混凝土裂縫的出現會降低混凝土的抗拉性，并且會令腐蝕性物質進入混凝土內部導致內部鋼筋結構受到腐蝕，破壞混凝土的結構。針對水利工程中的水庫，若是工程結構中擋水部分出現裂縫，那么會引發滲漏，由于水庫蓄水是用于灌溉和發電的，因此若是由于裂縫直接引發的滲漏那么會直接威脅水利工程的功能實現。若是砼裂縫出現在混凝土結構的重力壩上，當裂縫深入貫穿，并達到了相應的寬度后，則會導致壩體的壓力場分布。壓力場改變，那么壩體抗滑性就會發生改變，則壩體抗震性能會相應減弱，威脅整個壩體結構的穩定性以及安全性。

1.2 溫差裂縫

由于混凝土內外溫度差而產生的裂縫即溫差裂縫，由于混凝土的主要材料為水泥，而水泥在凝固過程中會產生水化熱，因此混凝土在凝固過程中內外部就會產生溫差。而由于內外產生溫差，在混凝土的微孔中由于水份的凝結體積會發生改變，在溫度的正負交替過程中，受到凍脹壓力以及冷水滲透壓力的作用下，當兩種力結合作用超過了混凝土結構的抗拉性時，混凝土結構就會受到破壞。而溫差裂縫產生的主要原因是如下：首先，施工初期由于水泥凝固而產生大量的熱量，由于內部和外部的溫差會破壞混凝土結構而產生裂縫；其次，在混凝土拆模后，由于混凝土結構的表面溫度急劇下降，也會產生溫差裂縫；第三，混凝土內外散熱速度不同，外部散熱快而內部散熱慢則會在內外產生溫差，繼而引發裂縫的產生。由于大體積混凝土的溫差裂縫，主要出現的位置在分洪閘、大壩以及攔河壩上，因此對水工設施安全性威脅極大。

1.3 安定性裂縫

安定性裂縫主要表現為龜裂型，而這種龜裂裂縫則是由于使用了不合格的混凝土導致。此外，安定性裂縫也會由于鋼筋腐蝕而產生。

2 防治裂縫的措施

2.1 混凝土配比優化

通過加入外加材料優化混凝土的材料配比，將水泥用量減少到最低，并加入粉煤灰，以此提高混凝土的抗腐蝕性，另外嚴格控制水膠配比，保證其在規定的范圍內，且采用二級配粗骨料。粉煤灰的加入不但能夠提高混凝土的抗腐蝕性，同時對和易性、收縮量以及溫升都有著一丁點控制作用，從而提高混凝土結構的物理性能。另外可以在混凝土結構中容易出現裂縫的部位加入一些斜筋，用以承擔結構拉應力，對于混凝土裂縫的繼續發展有良好的控制作用。另外可以通過中低強度水泥的應用在設計期避免結構裂縫產生，并且要注意結構約束度的降低。另外針對混凝土鋼筋保護層應當盡可能的取其最小值，規定范圍內取值越小，越不容易發生裂縫。

2.2 后期養護工作的加強

混凝土在后期需要拆模處理，而拆模后如若不采取必要的保養維護措施則很容易發生裂縫現象。澆筑初期混凝土需要注意保濕和護養，良好的保養工作能夠有效預防初期裂縫的產生，并且對于后期混凝土結構的穩定有著極大的促進作用，能夠有效保證結構的韌性和抗壓能力。在現代水工建設中相關混凝土養護工作，是施工中重點關注內容。此外，為避免混凝土結構中鋼筋受到腐蝕也需要必要的維護措施。鋼筋銹蝕是氧化還原反應，因而混凝土結構的密實度加強以及空氣的隔絕是預防鋼筋氧化銹蝕的關鍵。通過增加混凝土結構表面密實度，在結構體表面涂刷密實度較高的水泥砂漿以及防腐層都可以有效降低混凝土結構中鋼筋的銹蝕程度。而一些抗腐蝕材料的選用是避免混凝土出現裂縫的有效措施，因此需要控制混凝土中堿骨料的使用，提高混凝土密實度，保證水灰比合理科學，是控制混凝土結構出現裂縫的有效方式。

2.3 塑性收縮裂縫的預防措施

首先是要選擇合適的材料，一般選用干縮值較小、強度好的硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥。嚴格控制水灰比例，摻加高效減水劑來增加混凝土的強度，減少水和水泥的分量。澆注混凝土前，將基層和模板澆水均勻濕透。

2.4 沉陷裂縫的預防措施

要保證地基的穩定，對松軟土的地質結構在施工前要進行必要的夯實和加固。要保證模板有足夠的強度和剛度，有較強的支撐力，保證地基的受力均勻。混凝土在澆注的過程中不能被水浸泡，模板的拆除要控制在一定時間內，還要注意拆模的先后順序。

結語

導致混凝土裂縫產生的因素很多，荷載過大會產生混凝土結構應力裂縫，由于基礎不牢出現基礎沉降現象時會使混凝土結構出現沉降裂縫，結構溫差過大會使結構出現溫度裂縫，養護不合理會使混凝土結構收縮裂縫。每種裂縫產生的原因不同，要消除裂縫必須針對其產生原因有效控制材料配比、適量及溫度和養護手段、施工手段，只有采用合理措施才能提高混凝土結構穩定性，從而消除裂縫。

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