論水利工程中混凝土產生裂縫的成因及防治策略

摘 要：裂縫是混凝土結構中普遍存在的一種病害現象，它的出現會降低建筑物的抗滲能力，影響建筑物的使用功能，而且會引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影響建筑物的承載能力。這就要求相關專業人員要不斷加強自己的水平，并在工作中結合實際不斷的進行分析探討，從而更有效地開展水利建設工作。本文結合實際情況，對水利工程中混凝土產生裂縫的原因進行了分析，同時提出了相應的策略，以供參考。

關鍵詞：水利工程；混凝土裂縫；策略

1.前言

在大型的水利工程建筑中，由于混凝土的價格低廉、硬度高強、耐腐蝕、老化緩慢、可塑性強的優點，得到廣泛的應用。但是由于水泥的一些固有的特性，以及各種輔料、施工工藝及外界環境等原因的影響，大體積混凝土的裂縫在所難免。一直以來裂縫是水利工程混凝土最常見的缺陷之一，據統計很少有混凝土建筑物沒有裂縫。裂縫的出現，輕者影響建筑物的美觀和壽命，重者破壞建筑物的完整性和安全性。因此必須對水利工程混凝土的裂縫現象給予足夠重視，分析產生裂縫的原因，選擇好處理方案，控制和減少裂縫的危害。

2.混凝土裂縫的類型

1）按裂縫的安全危害性分類

危害性裂縫，該裂縫使建筑結構的強度和穩定安全等系數降低到臨界值或以下；重要裂縫，該裂縫使建筑強度和穩定安全系數有所降低；一般裂縫，該裂縫使得對建筑物強度和穩定性安全系數降低較小。

2）按裂縫對建筑物耐久性分類

對建筑物有實質性危害的裂縫，可降低結構耐久性的裂縫；對建筑無實質性危害的裂縫，可隨結構溫度趨于穩定而閉合或僅對結構美觀有所影響，但不降低建筑物耐久性。

3）按裂縫的方向、形狀分類

可以分為水平裂縫、垂直裂縫、橫向裂縫、縱向裂縫、斜向裂縫以及放射狀裂縫等。

4）按裂縫深度劃分

可劃分為貫穿裂縫、深層裂縫及表面裂縫。

3.水利工程中混凝土產生裂縫的原因

1）大體積混凝土水化時產生的大量水化熱得不到散發，導致混凝土內外溫差較大，使混凝土的形變超過極限引起裂縫。

2）混凝土在硬化的過程中，由于干縮引起的體積變形受到約束時產生的裂縫，這種裂縫的寬度有時會很大，甚至會貫穿整個構件。

3）在厚度較大的構件中，由于混凝土的塑性塌落引起的裂縫。

4）當有約束時，混凝土熱脹冷縮所產生的體積脹縮，因為受約束力的限制，在內部產生了溫度應力，由于混凝土抗拉強度低，容易被溫度引起的拉應力拉裂，從而產生溫度裂縫。由于太陽暴曬產生裂縫也是工程中最常見的現象。

5）混凝土加水拌和后，水泥中的堿性物質與活性骨料中活性氧化硅等起反應，析出的膠狀堿—硅膠從周圍介質中吸水膨漲，體積增大三倍，從而使混凝土脹裂產生裂縫。

6）在炎熱的大風天氣，混凝土表面蒸發較過快，造成混凝土內部水化熱過高，在混凝土澆筑數小時仍處于塑性狀態，易產生塑性收縮裂縫。

7）構件超載產生的裂縫，例如：構件在超出設計的均布荷載或集中荷載作用下產生內力彎矩，出現垂直于構件縱軸的裂縫，構件在較大剪力作用下，產生斜裂縫，并向上、下延伸。

8）當結構的基礎出現不均勻沉陷，就有可能會產生裂縫，隨著沉陷的進一步發展，裂縫會進一步擴大。

9）當鋼筋混凝土處于不利環境中，例如：侵蝕性水，由于混凝土保護層厚度有限，特別是當混凝土密實性不良，環境中的氯離子等和溶于水中的氧會使混凝土中的鋼筋生銹，生成氧化鐵，氧化鐵的體積比原來金屬的體積大的多，鐵銹體積膨脹，對周圍混凝土擠壓，使混凝土脹裂。

4.水利工程中混凝土裂縫的防治策略

1）合理設計方案

確定各種混凝土的允許裂縫寬度后，根據其裂縫寬度要求進行設計，可以有效的控制混凝土裂縫的產生。同時，適當地加強構造配筋，合理地選用鋼筋直徑和間距。選用直徑細而間距密的配筋方案，能較好的提高混凝土的抗裂性。

2）混凝土配合比設計時，在保證混凝土具有良好工作性的情況下，應盡可能的降低混凝土的單位用水量，采用“三低（低砂率、低坍落度、低水膠比）二摻（摻高效減水劑和高性能引氣劑）一高（高粉煤灰摻量）”的設計準則，生產出“高強、高韌性、中彈、低熱和高極拉值”的抗裂混凝土。施工時要嚴格控制混凝土配合比，計量要準確，坍落度抽檢工作要加強，不能流于形式。

3）混凝土振搗要密實，拆模后要掛草簾或鋪草澆水養護保濕。新澆筑的混凝土就象剛剛出生的嬰兒，需要體貼關心和愛護。混凝土的養護不僅對防止早期表面裂縫顯得重要，它對混凝土后期強度的發展、混凝土的進一步成熟和耐久性等也同樣重要，在過去許多工程的施工和管理中對養護的重要性沒有充分的認識。

4）加強施工質量

在水利施工中混凝土裂縫的防治工作尤為重要，主要體現在對新澆混凝土的早期養護工作。以保證混凝土在早期盡可能少產生收縮。主要是控制好構件的濕潤養護，對于大體積混凝土，有條件時宜采用蓄水或流水養護。養護時間為14～28天。對于較大體積混凝土，施工時應充分考慮水泥的水化熱問題。除了采取必要的降溫措施外，還應盡量避免水化熱高峰的集中出現、降低峰值。在混凝土澆搗成型后，應采取必要的蓄水保溫措施，以防止由于混凝土內外溫差過大而引起的溫度裂縫。對于地下結構混凝土，盡早回填土，對減少裂縫有利。

5）相關文件中要求采用新技術、新工藝、新材料和新設備。很多方面要通過原材料的選用和控制來達到設計要求。在設計時要選用堿活性小的砂石骨料，同時注意選用低堿或無堿外加劑以及選用合適的摻和料抑制堿性骨料反應。

5.結束語

由于混凝土施工和本身變形和約束等一系列問題，使混凝土產生裂縫，微裂縫通常是一種無害裂縫，對混凝土結構的承重、防滲及其他功能不產生危害。但是受到荷載、溫差等作用之后，微裂縫就會不斷的擴展和連通，最終形成我們肉眼可見的宏觀裂縫。因此對混凝土裂縫的控制已成為水利工程建設引起高度重視的問題之一。

參考文獻：

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