水工混凝土裂縫成因及防治措施

□孫存銀　□李培俊（河南省淮濱縣水利工程隊(duì)）

水工混凝土裂縫成因及防治措施

□孫存銀□李培俊（河南省淮濱縣水利工程隊(duì)）

為了確保水利設(shè)施的安全與運(yùn)行質(zhì)量，必須做好水利施工質(zhì)量的控制工作。水利工程質(zhì)量受到多種因素的影響，其中混凝土問(wèn)題是最大的問(wèn)題之一，如混凝土施工過(guò)程中出現(xiàn)裂縫，從而為水利工程埋下了巨大的安全隱患。文章結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)，探討了水利施工中混凝土裂縫產(chǎn)生的原因以及相關(guān)防治措施，供廣大施工技術(shù)人員參考借鑒。

水利施工；混凝土；裂縫

0　前言

在水電技術(shù)愈來(lái)愈成熟的今天，水利施工項(xiàng)目數(shù)量與日俱增。混凝土是現(xiàn)代水利施工項(xiàng)目中使用量最大的材料之一，在大壩等水利設(shè)施建造過(guò)程中應(yīng)用高性能混凝土能夠有效地提高相關(guān)設(shè)施的強(qiáng)度，并顯著延長(zhǎng)使用壽命。應(yīng)當(dāng)看到，如果未在混凝土拌制與澆筑過(guò)程中采取必要的質(zhì)量控制措施，則混凝土成品極易出現(xiàn)裂縫，不僅影響水利設(shè)施的外觀(guān)，還會(huì)降低水利設(shè)施的耐久性與強(qiáng)度。

1　在水利施工中開(kāi)展混凝土裂縫防治工作的意義

1.1有利于提高水利工程的質(zhì)量

現(xiàn)階段，引水豎井施工、水庫(kù)修建以及壩體加厚等水利施工項(xiàng)目都需要使用大量的混凝土。近年來(lái)，愈來(lái)愈多的水利工程質(zhì)量問(wèn)題被媒體報(bào)導(dǎo)，引發(fā)了公眾對(duì)水利施工質(zhì)量的擔(dān)憂(yōu)。通過(guò)分析問(wèn)題水利施工項(xiàng)目，發(fā)現(xiàn)造成水利設(shè)施質(zhì)量低下、在設(shè)計(jì)壽命內(nèi)報(bào)廢的主要原因之一便是混凝土出現(xiàn)各種裂縫。因此，水利施工過(guò)程中必須采取有效的混凝土裂縫防治措施、最大程度地保障混凝土結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性，如此方能有效提升水利工程的質(zhì)量[1]。

1.2有利于節(jié)約大量建設(shè)成本

水利施工需要在保障工程質(zhì)量的前提下，最大程度地縮減建設(shè)成本，為了實(shí)現(xiàn)這一目的，必須控制各項(xiàng)附加成本。水利施工中的附加成本包括對(duì)突發(fā)安全事故的處理成本、解決設(shè)計(jì)圖紙缺陷的成本以及混凝土后期修復(fù)成本等。對(duì)于大型水利工程而言，裂縫修補(bǔ)工作將會(huì)耗費(fèi)施工人員大量的時(shí)間，并顯著增加項(xiàng)目建設(shè)成本。所以，為了控制水利施工工作的成本，必須控制混凝土拌制與澆筑等關(guān)鍵工序的質(zhì)量，從而從源頭上解決混凝土裂縫問(wèn)題。

2　水利施工中混凝土裂縫的形成原因

2.1混凝土體積收縮

經(jīng)驗(yàn)表明，多數(shù)情況下混凝土出現(xiàn)大量裂縫的原因是混凝土體積收縮，硬結(jié)過(guò)程中產(chǎn)生的散熱以及蒸發(fā)現(xiàn)象是引起混凝土體積收縮的關(guān)鍵原因。一般來(lái)講，水利施工的規(guī)模較大，混凝土也多以大體積混凝土塊的形式存在，隨著混凝土澆筑規(guī)模的增大，混凝土體積收縮所造成的裂縫也就更多，所帶來(lái)的影響也更加惡劣。

混凝土在發(fā)生體積收縮的過(guò)程中，在外部力的作用下，混凝土內(nèi)部會(huì)形成收縮應(yīng)力。混凝土的承壓能力是有限的，如果作用于混凝土的各種力對(duì)混凝土造成的破壞超出混凝土可承受損傷的范圍，則勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致混凝土裂縫的產(chǎn)生。業(yè)界將由混凝土體積收縮引起的裂縫稱(chēng)作干縮裂縫。如果干縮裂縫在灌溉壩、水庫(kù)等蓄水設(shè)施中出現(xiàn)，則會(huì)引發(fā)漏水現(xiàn)象，漏水問(wèn)題持續(xù)惡化極有可能會(huì)引發(fā)相關(guān)安全事故，影響水利設(shè)施周邊居民的日常起居。

2.2混凝土內(nèi)部溫差

溫差也會(huì)致使混凝土出現(xiàn)裂縫，這種裂縫被稱(chēng)作溫度裂縫。在晝夜溫差大的地區(qū)開(kāi)展混凝土施工工作，如果施工過(guò)程中未采取混凝土裂縫防治措施，則混凝土極易出現(xiàn)裂縫，大體積混凝土更加容易出現(xiàn)溫度裂縫。大體積混凝土在硬結(jié)過(guò)程中容易出現(xiàn)熱量分布不均勻的現(xiàn)象，致使混凝土內(nèi)外熱脹冷縮程度不一致，進(jìn)而促使混凝土塊表面產(chǎn)生拉應(yīng)力。在混凝土抗拉強(qiáng)度極限低于所受拉應(yīng)力時(shí)，混凝土表面便會(huì)出現(xiàn)裂縫[2]。

2.3水泥安定性不佳

水泥安定性又叫做體積安定性。水泥安定性是影響水泥硬結(jié)過(guò)程中體積變化均勻性的主要因素。如果用于混凝土拌制的水泥安定性不佳，則混凝土在硬結(jié)過(guò)程中容易出現(xiàn)膨脹性的裂縫，從而可能引發(fā)建筑塌陷事故。一般認(rèn)為影響水泥安定性的主要因素包括熟料中游離氧化鈣含量過(guò)多以及混凝土中石膏含量較高等。

如果摻入混凝土的石膏過(guò)量，水泥硬結(jié)后固態(tài)水化鋁酸鈣會(huì)與石膏發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成大量高硫型水化硫鋁酸鈣，從而引發(fā)水泥開(kāi)裂現(xiàn)象，促使混凝土表面出現(xiàn)裂縫。

3　水利施工中混凝土裂縫防止措施

3.1提升施工人員的綜合素質(zhì)

無(wú)論是何種工作，在其中發(fā)揮最關(guān)鍵作用的因素是“人才”，水利施工工作也不例外。通過(guò)調(diào)查走訪(fǎng)，發(fā)現(xiàn)部分水利施工人員專(zhuān)業(yè)技能不強(qiáng)、理論知識(shí)儲(chǔ)備較少，不明晰混凝土裂縫的形成原因，在實(shí)際施工工作中無(wú)法及時(shí)有效地解決問(wèn)題。鑒于上述情況，認(rèn)為施工單位必須采取采取有效措施以提升施工人員的綜合素質(zhì)，可以通過(guò)定期舉辦行業(yè)專(zhuān)家講座以及組織專(zhuān)業(yè)技能培訓(xùn)活動(dòng)等形式來(lái)切實(shí)加強(qiáng)施工人員的專(zhuān)業(yè)能力，從而使其更加適應(yīng)新時(shí)期水利施工的各項(xiàng)要求。

與此同時(shí)，施工單位需要積極引進(jìn)復(fù)合型、高素質(zhì)人才，主動(dòng)創(chuàng)建一支現(xiàn)代化的水利施工團(tuán)隊(duì)。施工單位可以與相關(guān)高校展開(kāi)合作、共同培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)施工人才。為了最大程度地發(fā)揮榜樣的模范帶頭作用、遏止不良施工行為的出現(xiàn)，需要建立合理的獎(jiǎng)罰機(jī)制，表彰在水利施工中兢兢業(yè)業(yè)，全心全意開(kāi)展混凝土質(zhì)量控制工作的人員，處分未按時(shí)完成規(guī)定任務(wù)、對(duì)混凝土裂縫防治工作不上心的施工人員[3]。

3.2嚴(yán)格檢查混凝土施工機(jī)具與材料的質(zhì)量

水利施工項(xiàng)目需要使用許多施工機(jī)具，其中包括混凝土拌制機(jī)、泵送劑、重型工程機(jī)械車(chē)輛等。在施工前，施工單位必須組織專(zhuān)業(yè)人員細(xì)致檢查各類(lèi)施工設(shè)備的質(zhì)量，設(shè)備操縱人員必須具備齊全的資格證書(shū)，嚴(yán)禁問(wèn)題人員或者設(shè)備進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)。鋼筋、水泥、細(xì)砂等是混凝土的主要構(gòu)成成分，必須要做好上述材料的質(zhì)量檢查工作。

材料管理人員需要檢查抽樣檢測(cè)水泥，確認(rèn)水泥安定性是否符合設(shè)計(jì)要求以及國(guó)家技術(shù)規(guī)范，水利施工所使用的水泥必須由具備合法資質(zhì)的生產(chǎn)廠(chǎng)家提供。需要使用質(zhì)量合格的鋼筋，確認(rèn)鋼筋表面光滑，無(wú)毛刺、裂縫等缺陷。細(xì)砂的直徑大小與含泥量需要符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)當(dāng)注意控制砂子的含水量。

3.3針對(duì)性裂縫防治措施

3.3.1溫差性裂縫防治措施

降低混凝土硬結(jié)過(guò)程中散發(fā)的熱量能夠有效地防止溫差性裂縫的出現(xiàn)。所以，施工單位需要在混凝土拌制過(guò)程中應(yīng)用散熱能力良好的水泥，并做好混凝土結(jié)構(gòu)調(diào)整工作，從而實(shí)現(xiàn)減少混凝土發(fā)熱的目的。

施工人員需要嚴(yán)格把控混凝土澆筑工序的時(shí)間，混凝土澆筑工作不宜在正午開(kāi)展。如果澆筑過(guò)程中混凝土溫度過(guò)高，應(yīng)當(dāng)及時(shí)向混凝土中加入適量的冷水或者冰塊，如此能夠在短時(shí)間內(nèi)顯著降低混凝土的溫度。為了增強(qiáng)混凝土的散熱能力，建議在混凝土澆筑工程中應(yīng)用薄層澆筑法。如果澆筑工程在炎熱的夏季進(jìn)行，則必須要對(duì)混凝土應(yīng)用預(yù)冷卻技術(shù)。除此之外，需要做好混凝土外部降溫工作，一般只需將水管置于混凝土中即可。

3.3.2干縮裂縫防治措施

在干縮性裂縫防治工作中，必須要注意選擇質(zhì)量合格的水泥，所用水泥必須具備干縮值小、強(qiáng)度高等優(yōu)勢(shì)，建議在水利施工中使用硅酸鹽水泥。

需要特別指出的是，施工單位必須將混凝土配合比設(shè)計(jì)工作交由具備合法資質(zhì)、經(jīng)驗(yàn)豐富的建筑技術(shù)單位負(fù)責(zé)。為了提升混凝土的強(qiáng)度，可以向混凝土中摻入適量的減水劑，如此能夠顯著提高水泥與水的比重。為了避免干縮性裂縫的出現(xiàn)，需要確保混凝土的濕度正常，為了實(shí)現(xiàn)這一目的，可以在混凝土模板以及表面灌入適量的清水。在混凝土硬結(jié)過(guò)程中，施工人員需要做好養(yǎng)護(hù)工作，可以采用在混凝土表面噴灑養(yǎng)護(hù)劑以及使用薄膜覆蓋混凝土表層等養(yǎng)護(hù)方式。安排專(zhuān)業(yè)人員開(kāi)展混凝土模板拆除工作，模板拆除工作需要做到順序準(zhǔn)確、質(zhì)量無(wú)虞[4]。

3.3.3安定性裂縫防治措施

為了防止混凝土程序出現(xiàn)安定性裂縫，需要保障混凝土振搗工作的質(zhì)量。混凝土振搗時(shí)間不能過(guò)短，確保混凝土振搗均勻、內(nèi)部無(wú)殘留氣泡。在澆筑工作結(jié)束后，收面工作應(yīng)采用振搗泛出的漿液，確保抹面光滑平整。施工人員需要做好后期養(yǎng)護(hù)保養(yǎng)工作，保障草簾保水、流水養(yǎng)護(hù)等工作的質(zhì)量可靠。

在發(fā)現(xiàn)混凝土產(chǎn)生裂縫后，可以在裂縫中安插一些高強(qiáng)度鋼筋，如此能夠有效地提升混凝土的抗壓能力。施工人員在施工過(guò)程中需要嚴(yán)格遵守設(shè)計(jì)圖紙的相關(guān)要求，結(jié)合工作環(huán)境在合理范圍內(nèi)調(diào)整混凝土的結(jié)構(gòu)。

4　結(jié)語(yǔ)

水利施工工作具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，為此，廣大水利施工人員應(yīng)當(dāng)積極學(xué)習(xí)先進(jìn)的科學(xué)知識(shí)、善于總結(jié)借鑒優(yōu)秀的施工經(jīng)驗(yàn)，在實(shí)際施工過(guò)程中保持嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的態(tài)度，注意觀(guān)察混凝土的動(dòng)態(tài)變化并做好混凝土維護(hù)保養(yǎng)工作，如此方能最大程度地保障水利施工工程的質(zhì)量。

［1］孫友材.水利施工中混凝土裂縫產(chǎn)生的原因及處理對(duì)策［J］.山西建筑，2015（16）.

［2］張水珠.基于水利施工中混凝土裂縫防治措施的分析［J］.黑龍江水利科技，2014（11）.

［3］鄧麗,王展,張雅.水利施工中的混凝土裂縫的原因和防治對(duì)策解析［J］，河南科技.2014（01）.

［4］林壽勇.水利施工中的混凝土裂縫的原因分析及防治措施［J］.珠江水運(yùn)，2014（18）.

（責(zé)任編輯：趙鑫）

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