水利工程施工中混凝土裂縫種類與防治措施

孫亞東　王　敏（邯鄲市水利水電勘測設計研究院，河北 邯鄲 056001）

水利工程施工中混凝土裂縫種類與防治措施

孫亞東王敏
（邯鄲市水利水電勘測設計研究院，河北 邯鄲 056001）

混凝土裂縫是水利工程施工中常見病害之一，嚴重影響水利工程結構外觀和使用壽命，必須引起建設者的高度重視。本文列舉了混凝土裂縫的種類，分析產生這些裂縫的原因，進而提出可靠的預防措施，對水利工程混凝土施工提供一些參考。

水利工程；混凝土裂縫；防治；措施

混凝土裂縫是混凝土材料發生的不連續現象，屬于物理病害的一種，混凝土裂縫不但會影響外觀，還會導致混凝土抗拉性能的降低，導致有害物質侵入混凝土內部，引發鋼筋銹蝕，導致混凝土結構發生破壞，嚴重影響結構的使用功能和耐久性，從而使人民生命財產和安全受到威脅。對于水利工程而言，混凝土裂縫會導致擋水墻的滲漏，如果滲漏嚴重就會危及工程使用和蓄水能力，造成不利影響；壩體混凝土裂縫如果達到一定深度和寬度會減弱壩體抗滑能力，影響整個結構的穩定和安全。混凝土裂縫有的在施工期就存在，有的是在施工期以后運行初期幾年內出現，都屬于早期問題，因此必須及早防治。下面就裂縫產生的原因將混凝土裂縫進行分類，并針對這些原因提出有效的預防和治理措施，防止裂縫的出現和發展，保證水工建筑的質量和安全。

1 水利工程中裂縫的種類和成因

1.1收縮裂縫。混凝土凝固的過程就是水泥水化的過程，水泥水化會放出大量的熱，導致混凝土表面水分蒸發，進而引起混凝土體積發生收縮，這種收縮在大體積混凝土中尤為明顯。如果混凝土在收縮過程中受到外界環境約束，就會形成收縮應力，當應力值大于混凝土極限抗拉強度值時，混凝土就會產生收縮裂縫。經分析，混凝土產生收縮裂縫的主要影響因素有：

1.1.1水泥品種﹑標號和水泥用量。不同品種的水泥收縮性大小也不一樣；標號低的水泥單位體積用量大，收縮性也大；有時為了提高混凝土強度，會增加水泥用量，也會使收縮性變大。

1.1.2骨料品種。骨料品種不同，吸水率不同，收縮性也不一樣。且骨料粒徑越小，收縮性越大；含水量大，收縮性也越大。

1.1.3水灰比。水灰比越高，用水量越大，混凝土收縮性越大。

1.1.4摻合料。摻合料保水性能越好，則混凝土收縮性越小。

1.1.5養護條件。養護時，濕度越高，氣溫適宜，養護時間越長，混凝土越不易發生收縮。

1.1.6氣候條件。空氣濕度越小，溫度越高，風速越大，混凝土收縮越快。

1.1.7振搗方式和振搗時間。機械振搗方式比人工振搗方式混凝土收縮性要小。振搗時間過短，容易振搗不實，強度不均勻；振搗時間過長，容易造成粗骨料下沉，上層細骨料偏多，強度不均且混凝土表層容易發生收縮裂縫。

1.2溫度裂縫。溫度裂縫產生的原因是混凝土內外存在溫差。溫差產生的原因是水泥水化放熱使得混凝土內部溫度較高，而混凝土表面溫度相對較低。尤其是在環境溫度較低時，混凝土孔隙中的水結成冰，體積發生膨脹產生壓力，或者過冷的水滲透遷移產生壓力，二者共同作用力超過混凝土本身抗拉強度時，混凝土就會發生破壞，溫度裂縫就會出現。

溫差裂縫主要有以下三種情況：

1.2.1混凝土澆筑完成初期水泥水化反應產生大量的熱造成內外溫差，產生裂縫。

1.2.2混凝土拆模后，由于氣溫較低，未及時保溫覆蓋，混凝土表面的溫度迅速下降導致裂縫產生。

1.2.3混凝土內部溫度過高，不能及時散熱，產生溫差裂縫。

1.3安定性裂縫。安定性裂縫的表現主要是龜裂，一般是由于混凝土體積安定性不良造成的。混凝土體積安定性是指水泥在硬化過程中，體積變化是否均勻的性能。因此水泥的安定性是影響混凝土體積安定性的主要原因。水泥熟料中游離氧化鈣和氧化鎂含量過多或石膏摻量過多都會造成水泥安定性不良，因此混凝土配料時一定要嚴格檢驗水泥的安定性指標，嚴禁不合格水泥的使用。

另外，由于鋼筋腐蝕也會引起混凝土裂縫的產生，一定要注意鋼筋的保護。鋼筋使用前其表面必須潔凈﹑無污物，對已經發生銹蝕的鋼筋，必須用鋼絲刷和砂布清除干凈，以保證鋼筋與混凝土的有效粘結。

2 水工混凝土裂縫的防治措施

2.1優化混凝土配合比。首先在選擇材料上下功夫，要選擇收縮性小的水泥品種和骨料，水泥要選擇低堿含量水泥，骨料一定要采用連續級配，不得使用堿性骨料，以免發生堿骨料反應，同時要特別控制骨料的含泥量指標和有害物質含量。其次可通過摻加外摻料和外加劑等方式改善混凝土性能，既能保證混凝土強度又能有效減少水泥用量，減少單位體積用水量，使水灰比在合適的范圍內。還要注意拌合用水的選擇，最好選擇中性可飲用水。

2.2做好結構基礎處理，避免混凝土發生不均勻沉降，產生沉降裂縫。施工時一定要保證地基基礎的穩定，對松軟的地質結構要采取夯實，加固或換填等措施。使用的模板要有足夠的剛度和強度，不能發生變形，支撐要求穩固牢靠。混凝土澆筑過程中不得被雨水浸泡，拆模時間要根據混凝土強度決定，注意拆除的先后順序。

2.3加強混凝土澆筑過程管理。混凝土施工時要合理安排澆筑時間，盡量避免高溫大風天氣施工。夏季如果骨料溫度較高，可采取加冷水降溫措施，或在混凝土中埋設冷凝水管；冬季可提前給骨料加熱，或采用加熱拌合用水等方式盡量減少溫差形成；雨季要隨時監測集料含水量變化，避免水灰比發生變化；振搗時要控制好振搗時間，最好采用機械振搗方式，觀察混凝土中無氣泡冒出，有均勻浮漿出現即可停止振搗。

2.4加強混凝土早期養護。在混凝土拆模后要及時進行覆蓋，并定期灑水養護，保持混凝土表面濕潤。養護時間要視情況而定，夏季不少于7天，冬季不少于14天。冬季要采取保溫措施，可搭設防風暖棚等。

對于溫度和收縮引起的裂縫，也可通過增加配筋數量來改變。選擇直徑小，間距密的鋼筋布置可大大提高混凝土抗裂性能，預防裂縫發生。對于混凝土中鋼筋保護層的厚度應當盡量取較小值，因為保護層的厚度愈大愈容易發生裂縫。

結語

混凝土裂縫產生的原因還有很多，我們必須認真總結分析可能造成裂縫的各種原因，制定有效的預防措施，在施工和管理等各個方面加強控制，才能有效避免裂縫的產生。

[1]寧紅軍，李芳．淺議水工混凝土裂縫的預防與處理[J]．丹東海工，2008（06）．

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