水工混凝土表面裂縫產(chǎn)生的原因及對策分析

張寶艷

水工混凝土表面裂縫產(chǎn)生的原因及對策分析

張寶艷

（臨縣水利局 033200）

混凝土表面裂縫是水利工程中最常見的一種問題，但如果處理不慎，極易發(fā)展成深層裂縫，嚴(yán)重威脅整個水工建筑物的安全；本文選取水工混凝土為研究對象，對其產(chǎn)生表面裂縫的原因進(jìn)行了分析，同時提出了相應(yīng)的建議。

水利工程；水工混凝土；施工技術(shù)

在水利工程中，混凝土表面出現(xiàn)裂縫的原因眾多，且普遍存在難以治理的問題，在前人分析和研究的基礎(chǔ)上，本文針對這一問題進(jìn)行探討，并提出相應(yīng)的措施及建議。隨著科學(xué)技術(shù)及信息時代的發(fā)展，水利主管部門及施工企業(yè)應(yīng)對出現(xiàn)的水利施工新技術(shù)加以充分的利用與推廣，主要達(dá)到兩個目的：①通過對先進(jìn)技術(shù)的有效利用，實(shí)現(xiàn)科技資源共享；②水利施工企業(yè)應(yīng)充分認(rèn)識到信息知識的重要性，及時把控相關(guān)信息資源發(fā)展的新動態(tài)，以實(shí)現(xiàn)科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新。

1 水利工程施工的特點(diǎn)

總體來說，水利工程具有以下幾個特點(diǎn)：

（1）水利工程在建筑物的穩(wěn)定性、承壓能力、耐磨性及防滲性等方面具有較高的要求，在具體的施工過程中必須要提高警惕，并嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范規(guī)程進(jìn)行施工與管理，保證建筑物質(zhì)量。

（2）隨著我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，近年來，我國在水利工程的建設(shè)方面取得了舉世矚目的成效，很多新型建筑材料及大型的、專業(yè)化的施工機(jī)械逐漸投入到了水利工程的建設(shè)行列中來，我國的水利工程建設(shè)逐漸由傳統(tǒng)的人力施工走向了機(jī)械化施工。

（3）由于水工建筑物對地基承載力具有較高的要求，所以，在水工建筑物建設(shè)之前，需要通過專業(yè)化的手段并按照施工標(biāo)準(zhǔn)對地基進(jìn)行特殊化的處理。

（4）水工建筑物施工受季節(jié)性影響較為明顯，所以，在應(yīng)充分分析當(dāng)?shù)氐乃臈l件及氣候環(huán)境，根據(jù)水工建筑物的特性對施工進(jìn)行具體的安排，同時應(yīng)制定相應(yīng)的防洪與度汛預(yù)案，并設(shè)置相應(yīng)的職責(zé)崗位，進(jìn)而為水工建筑物的正常施工提供保障。

2 水工混凝土表面產(chǎn)生裂縫的原因

2.1 水化熱大

水工混凝土具有體積大、建設(shè)周期長、建設(shè)難度大等特點(diǎn)，所以，水泥水化熱難以散發(fā)，很容易出現(xiàn)體積變化的現(xiàn)象。由于體積的變化，致使混凝土內(nèi)產(chǎn)生外部約束力與內(nèi)部約束力：

（1）外部約束。由于新混凝土的建筑是在老混凝土或巖石上完成的，所以其體積變化主要受到兩種外部因素的制約：①巖石；②老混凝土；初期，水泥水化熱處于急劇上升的趨勢，體積逐漸膨脹，完全處于一個受壓狀態(tài)，但由于混凝土的彈性模量較低，致使其產(chǎn)生了較小的壓應(yīng)力；后期，水泥水化熱逐漸減少，這時的水泥水化熱量要低于散熱量，溫度逐漸下降，由于受到以上兩種外部因素的制約，體積在收縮過程中由初期的受壓狀態(tài)變成了受拉狀態(tài)，在這種情況，混凝土內(nèi)部便產(chǎn)生了一定的拉應(yīng)力，致使水工混凝土表面出現(xiàn)了裂縫。

（2）內(nèi)部約束。混凝土內(nèi)部的水泥水化熱難以在短期內(nèi)散發(fā)完畢，但其表面的水泥水化熱會及時散發(fā)，這時便出現(xiàn)了“內(nèi)外”溫度不均的現(xiàn)象，最終產(chǎn)生表面裂縫。

2.2 混凝土抗拉能力低

混凝土不同于其他材料，其不具有很強(qiáng)的抗拉能力，可以說，混凝土的抗拉強(qiáng)度還沒有其抗壓強(qiáng)度的1/10；所以，水工混凝土如果在溫度發(fā)生變化時，其內(nèi)部產(chǎn)生的拉應(yīng)力往往會超過其極限抗拉強(qiáng)度，致使混凝土產(chǎn)生裂縫。

3 防止水工混凝土表面產(chǎn)生裂縫的主要措施

3.1 原材料的控制

水泥：水工混凝土對水泥的采用應(yīng)符合國家現(xiàn)行規(guī)定，對于大體積混凝土而言，應(yīng)采用一些發(fā)熱量低的普通硅酸鹽水泥，其目的就是為防止溫度變化而出現(xiàn)裂縫。

細(xì)骨料：在細(xì)骨料的選擇上，宜選用細(xì)度模數(shù)在2.4～3.0之間的中砂，如果所選砂子過粗，在混凝土的攪拌過程中極易出現(xiàn)離析現(xiàn)象；若砂子過細(xì)，那么就勢必會增加水泥的用量，如此便增加了混凝土的收縮量。由于沙子中摻和有能降低混凝土耐久性及強(qiáng)度的有機(jī)質(zhì)等，所以，在采用砂子之前，應(yīng)對其進(jìn)行檢測。

粗骨料：應(yīng)科學(xué)計算出粗骨料級配，在遵循各級施工原則的情況下，盡量增大粗骨料粒徑，以降低對水泥的用量，進(jìn)而來提高整個混凝土的密實(shí)度。

配合比：按照施工要求及相關(guān)規(guī)定，對混凝土配合比進(jìn)行科學(xué)的計算，確定各摻和比的科學(xué)比例。對于大體積混凝土而言，在設(shè)計其配合比時，應(yīng)少量摻加一些外加劑如緩凝劑等，以降低水泥水化熱。

3.2 減小溫度變形

3.2.1 拌和制冷并控制出機(jī)口溫度

采用拌和制冷的目的就是對混凝土的出機(jī)口穩(wěn)定進(jìn)行控制。通常來講，根據(jù)混凝土的澆筑區(qū)域及施工季節(jié)等來確定其出機(jī)口溫度。對于一些主體建筑物的重要結(jié)構(gòu)部位來說，冬季可采用自然入倉，除此之外，在其他季節(jié)，混凝土的出機(jī)口溫度通常都應(yīng)保持在7℃以下。為降低混凝土溫度，通常還可以采用冷水?dāng)嚢琛⒓颖鶖嚢璧确椒ā?/p>

3.2.2 遮陽、覆蓋與倉面噴霧調(diào)節(jié)環(huán)境溫度

由于混凝土攪拌廠通常都與施工現(xiàn)場保持一定的距離，所以，為控制混凝土在運(yùn)輸過程中的溫升，在混凝土運(yùn)輸過程中可以設(shè)置遮陽蓬，以此來控制溫度上升；為進(jìn)一步防止混凝土在澆筑過程中溫度上升過快，應(yīng)對澆筑層面予以覆蓋，以避免太陽直射，同時采用噴霧降溫的方式來控制整個澆筑倉面的溫度上升，其中，噴霧降溫包括倉面與拌合樓前等兩種形式。

3.2.3 混凝土通水冷卻

混凝土通水的目的就是控制其初期溫度上升。通過混凝土內(nèi)部通水，進(jìn)而來控制其內(nèi)部高溫，確保其內(nèi)部溫度在允許最高值以下；混凝土中期通水的目的就是控制其內(nèi)外溫差，而后期通水是為了穩(wěn)定其內(nèi)部溫度。

3.2.4 混凝土表面養(yǎng)護(hù)與保溫

當(dāng)混凝土澆筑結(jié)束之后，應(yīng)對其表面進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，確保混凝土在一定的時間內(nèi)，其溫度與濕度保持相當(dāng)，為混凝土的進(jìn)一步硬化創(chuàng)造良好的條件，這也是提高混凝土強(qiáng)度及防治其出現(xiàn)裂縫的主要措施。

4 結(jié)語

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國在水利建設(shè)過程中取得了很好的成效；為進(jìn)一步拓展水利工程的實(shí)效性，還需加大對水利施工技術(shù)的創(chuàng)新與探究，所以，我們應(yīng)充分結(jié)合水利工程的施工特點(diǎn)，更好的來應(yīng)用并推廣新技術(shù)、新工藝。

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