芻議如何有效預防水利工程中砼裂縫的產生

摘 要：水利工程在水資源調節以及利用上起到了巨大的作用，因而作為基礎工程核心內容受到了國家的重視。隨著各地水利工程建設進程的推進，其施工技術也得到了不斷的發展和完善。其中混凝土以其優質的性能，開始成為水利施工中的主要材料。但是在施工中，由于多種原因會導致混凝土結構出現裂縫，影響了工程的整體質量，因此砼裂縫問題也成為了水利工程施工中必須予以重視的實際問題。文章結合水利施工經驗，主要針對水利施工中混凝土產生裂縫的原因進行了簡要分析，并針對性地提出了幾點措施，以期能夠對解決施工中砼裂縫問題有所幫助。

關鍵詞：預防；砼裂縫；水利工程

砼是混凝土的簡稱，主要由水泥、砂石骨料以及水和外部添加劑混合而成，被廣泛應用于現代水利工程建設中。由于砼屬于脆性材料，因而在施工中容易受到各類因素的影響，出現結構問題，其中砼裂縫是砼結構最難以解決的問題之一。由于水利工程中砼的使用主要在砼預制結構以及砼澆筑結構中，隨著其使用比例的增加，砼裂縫產生的幾率便越來越高，若結構中出現細小的裂縫通常不會對工程整體質量造成影響，也不會威脅到水利工程的防滲功能以及承載力。但若不加以處理、謹慎預防，那么原有的裂縫會繼續發展，加之新裂縫的出現，這些裂縫必然會造成嚴重的影響。在水利工程中，裂縫是最大的安全隱患，裂縫的出現會對建筑物結構的穩定性、耐久性造成的危害，同時也會影響結構美觀性。甚至有些裂縫還會誘發多重病害，嚴重影響建筑的使用和正常運行，而水利工程的影響范圍極廣，一旦出現問題，將會造成嚴重后果。在施工中，砼裂縫的出現無法避免，但可以通過科學合理的措施將裂縫的產生及危害降至最低。因此必須在施工中重視砼裂縫的預防，通過合理的舉措盡可能的降低砼裂縫的危害。

1 導致砼裂縫問題的主要原因

水工建設中，致使混凝土出現裂縫的原因多種多樣，但常見的主要有四種：混凝土結構干縮、超載、基礎結構的沉降、水泥的水化熱。其中混凝土結構澆筑完成后，在硬化時由于結構干縮會使得混凝土結構出現形變，而這種形變受到約束時便會在混凝土結構中產生收縮裂縫，該種裂縫多發生在塊體結構中，因而危害性相對較大；超載裂縫是由于混凝土構件在使用過程中，由于結構所受荷載超出設計范圍而導致結構受力不均或者發生形變，因而產生裂縫；在水利施工中由于填土地基以及樁基的基礎穩定性相對較差，因而施工中容易出現基礎沉降現象，由此可能引發混凝土結構結合不良，其結構所受剪應力超出結構所能承受范圍時便會引發沉降裂縫；混凝土的主要原料為水泥，而水泥在硬結時會發生水化現象，因而產生大量的水化熱，若水化熱散發不良，則會加大混凝土結構內外溫差梯度，因而致使結構表面產生拉應力，導致裂縫的產生。

2 如何預防、處理砼裂縫

2.1 保證砼配合比設計科學合理

砼結構性能主要由其配合比決定，良好的結構性能能夠有效避免施工中砼裂縫的出現，同時還能夠提高工程整體質量，因而在砼配合比設計中應當科學優化，遵循基礎設計原則，注意降低砼的水膠比、坍落度以及含砂率，合理加入高性能引氣劑以及高效減水劑，并適當提高砼的粉煤灰產量，并通過試驗確定最佳的配合比。實際施工中應當嚴格控制混凝土用水量，并嚴格依照施工需求確定配合比方案。并注意應盡可能使用低強度水泥進行混凝土的配制，從而產出的高性能混凝土的實際強度才能符合預期要求。另外在進行混凝土配置的過程中，應當減少水泥的添加量，并攪拌均勻，在攪拌過程中適當加入粉煤灰，從而有效改善混凝土結構性能，增加混凝土結構的強度、韌性。通過實踐可以看出，加入粉煤灰的混凝土結構收縮幅度大大減小，和易性大幅提升，結構穩定性以及抗腐蝕性也得到改善。而在混凝土制備中添加粗骨料能夠有效提高結構強度，但是攪拌過程中必須注意控制水和膠比例。針對容易發生砼裂縫問題的部位，例如轉角結構，可以通過在混凝土結構中增設鋼筋的方式提高混凝土結構拉應力，但是應當盡可能降低鋼筋保護層厚度，從而將砼結構所承受的應力轉移至鋼筋結構中，從而避免砼裂縫的出現和進一步發展。

2.2 嚴格控制施工材料質量

首先，水泥材料的選擇，水泥材料的品質好壞決定砼結構的性能，水泥凝膠的組分、結構和數量都可以影響水泥的毛細孔、凝膠孔德形狀、尺寸和數量等，并進而影響到砼的干縮性。其次，骨料的選擇。砂石的作用主要是骨架支撐的作用，砂石不與水泥材料發生化學反應，可以起到降低水化熱的目的，從而可以有效地降低裂縫產生的幾率。對于骨料而言，其作用更加顯著，骨料應該具有良好的顆粒級配，可以將孔隙率降到最小，要保證砂石表面干凈無雜質，這樣才可以和水泥更好接觸，達到更好的效果。砂石粒徑比較大的時候，可以有效減少水泥用料，也可以降低水的數量，從而降低了水泥攪拌時散發的熱量。但是砂石粒徑過大的話也不合適。攪拌起來十分費勁，而且很容易發生一些離析現象。在常見的施工過程中，一般使用的是5～16mm碎石作為原料，有的使用10～25mm粒徑石子。再就是砂子粗細選擇問題，砂子太粗不行，會影響砼的和易性，容易發生泌水現象。砂子太細也不行，盡管保水性高、而且振搗作業也比較容易，但是很容易發生干縮現象，致使表面出現裂縫。外加劑的選擇也很重要，可以減少用水量，減少水化熱，改善表面開裂現象。

2.3 施工管理的加強

在整個混凝土施工管理中，要加強施工技術管理，施工技術好壞直接關乎到施工質量的好壞，對于水利工程施工而言，要做到以下幾點：（1）砼振搗要密實，拆模后要及時覆蓋塑料薄膜或者潮濕的草墊、麻片等，保持混凝土終凝前表面濕潤；（2）在施工中，應當對砼澆筑、振搗以及模板位移狀況進行實時觀察，避免過振漏振現象的產生，并且完成第一次振搗后還需對結構二次振搗；（3）在進行大體積砼的配置中應當注意水泥的選擇（低熱、中熱水泥適宜），例如粉煤灰水泥或者礦渣水泥。另外還可以通過對骨料級配進行調整，并加入外加劑（高效減水劑以及粉煤灰）降低水泥用量，從而降低水泥水化熱對砼結構的影響，推遲結構熱峰出現的時間，并對砼的保水性、流動性進行提高。完成澆筑后需要對砼結構進行適當養護，覆蓋草袋或者塑料覆膜等，對砼結構進行保溫、保濕；（4）施工過程中應當注意控制溫度，并對施工進行監測。針對施工容易出現問題的關鍵部位，應當實行動態控制，及時發現施工過程中出現的異常，及時處理發現的問題，避免砼裂縫的產生。并嚴格依照規定進行施工操作，例如應當依照規定時間拆模，若施工過程中氣溫發生巨大變化則應當及時進行保溫，從而避免砼結構表面溫度驟變，加大砼結構內外溫差，若室外溫度持續小于5℃，并超過5d，則應當依照冬季施工規范進行砼施工；（5）通過加入外加劑預防砼裂縫的產生。為了保證砼結構質量，提高同結構的耐久性，可以適當使用外加劑。例如在砼混合料中加入防水劑，從而減少砼結構的塑性收縮造成的結構裂縫。

3 結束語

水工建設中砼的使用已經不可或缺，因而砼裂縫的出現不可避免，這是由其材料特性所決定。一旦出現裂縫，勢必會影響砼結構穩定性，且裂縫在溫度、荷載的作用下會急需發展，最終引發病害，不但會對砼結構美觀度造成影響，還會給水利工程埋下安全隱患。砼裂縫的出現原因多種多樣，基礎沉降不均、溫度差異性過大以及養護不當、材料質量不達標都會引發砼裂縫。所以，在施工中不但要對材料質量、砼的配合比進行控制，還應從管理、養護著手，全方位地加強施工的嚴謹性，從而預防砼裂縫的出現，降低砼裂縫的不良影響。

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