水利施工中混凝土裂縫的主要原因及防治技術

初樂友

(新疆額敏縣水利局，新疆 額敏 834600)

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水利施工中混凝土裂縫的主要原因及防治技術

初樂友

(新疆額敏縣水利局，新疆 額敏 834600)

在水利施工中，混凝土的施工質量嚴重影響著水利工程的建設和發展。其中，混凝土裂縫現象比較嚴重，為了保證水利施工的質量和水平，就必須要處理好施工過程中的混凝土裂縫現象。文章主要針對水利施工中混凝土裂縫的主要原因和防治技術展開深入的研究和分析，以供相關人士的借鑒。

水利施工；混凝土裂縫；主要原因；防治技術

水利工程對于我國人民生產生活的財產安全具有重大的保障作用，但是由于在水利施工過程中極容易出現混凝土裂縫的現象，嚴重威脅著施工現場的安全與穩定。由此可見，解決和處理混凝土裂縫問題是水利施工建設中的重中之重，在水利施工中占據著重要的地位。相關施工技術人員要予以高度的重視，采取切實可行的防治對策來予以治理和解決，不斷增強其持久力、承受力，從而有效提高水利工程的使用壽命。

1 水利施工中混凝土裂縫的類型分析

1.1 干縮裂縫現象

當混凝土養護期完成的半個月后，很容易出現干縮裂縫現象?；炷磷陨泶嬖谥欢ǖ南拗菩砸蛩兀苋菀资艿酵饨缫蛩氐挠绊?，其濕度與變形程度有著緊密的聯系，一般就是當水分流失現象比較嚴重時，變形程度會比較大；反之，當水分流失性較小時，其變形程度也會隨之變小。在一定條件下，混凝土在內部的約束與限制時，在拉應力的作用下就會造成干縮裂縫現象的發生。

1.2 塑性收縮裂縫現象

混凝土在其凝固之前，水分流失現象比較嚴重，進而形成塑性收縮裂縫現象。塑性收縮裂縫的產生條件一般多發在干燥炎熱、強風力等類似的天氣中，而且裂縫的形狀更是參差不齊。對于其裂縫的長度主要在30cm以內，最長的時候可達到3m，寬度一般控制在5mm左右。

塑性收縮裂縫現象的產生原因主要是指混凝土在不受強度的影響之下，由于高溫或強風等外界因素的存在，加快混凝土表面水分流失的速度，使毛細血管受到高強度的負壓力，從而造成混凝土土體積快速收縮，而混凝土自身在高強度的影響之下，很難抵御這種收縮的，由此就產生了塑性收縮裂縫現象。其現象的開裂程度主要與混凝土的水灰比、凝固時間以及外界環境等因素息息相關。

1.3 沉陷裂縫現象

沉陷裂縫現象的產生與地基土質、松軟程度以及回填土等方面有著很大的聯系，主要由于不合理、不均勻地沉降而產生的。同時，模板剛度和模板支撐間隔的不合理也會引發沉陷裂縫現象。特別是在天氣急劇嚴寒的天氣下，模板支撐在凍土層上，在外界環境的影響之下，凍土層解凍后會產生不均勻沉降，進而使混凝土內部結構產生裂縫。此種裂縫現象大多表現為深進與貫穿性裂縫。其中，裂縫走向程度與其沉陷情況有著較大的關聯，如果裂縫走向較深，沉陷程度也就越明顯，甚至會出現一定的錯位。

1.4 溫度裂縫現象

在混凝土體積不斷變大時，混凝土內聚集著大量的水化熱，而且很難散發出來，進而加劇混凝土內部溫度的劇烈上升。同時混凝土表面的散熱情況比較迅速，形成混凝土內外的溫差值，混凝土內外部熱脹冷縮程度有所不同，在產生的拉應力達到一定極限時，從而在溫差過大的區域內產生裂縫現象，通常會發生在施工后期階段。溫度裂縫現象的形狀各不一致、縱橫交錯。

1.5 施工裂縫現象

混凝土構件在制作、運輸以及堆放過程中，由于各種因素的現象而產生的裂縫現象。施工裂縫現象主要是由于膜板吸水澆筑前未嚴格進行澆水，且膜板與混凝土黏連現象比較嚴重時，進而將混凝土拉裂、構件成型與拆模振動過大時，造成施工裂縫現象的產生。

2 水利施工中混凝土裂縫的主要原因分析

2.1 混凝土自身所引起的裂縫現象

1)混凝土配置比例：

在混凝土配制過程中，極容易出現由于配比不當而引發的一系列問題，尤其表現在混凝土配比不規范、用水量過大以及振搗方式不合理等方面。以上現象都會引起混凝土現象的發生。一旦在施工建設中發生，就會持續混凝土的凝固時間，進而不斷下沉引發裂縫現象。通常情況下水利工程混凝土配比如表1所示。

表1 混凝土配置比例

2)水泥漿上浮：

如果在水利施工中發生水泥漿上浮現象，就會加劇混凝土的收縮速度，進而在土體表面出現裂縫現象。同時，沉縮裂縫也會發生在混凝土剛剛凝固的時間內[1]。

3)混凝土自身的因素：

混凝土自身也會引發裂縫現象，在空氣的作用力下，混凝土難免會出現一定的硬化，使混凝土內部水分瞬間蒸發，造成貫穿裂縫。與此同時，在特殊情況下，鋼筋在混凝土構造中也會引發一定的裂縫。

2.2 外界因素引起的混凝土裂縫現象

1)溫度變化：

溫度對于混凝土影響極大，當混凝土出現硬化時，會產生很大的水化熱，一旦熱量難以散發出去就會急劇上升混凝土的內部溫度，當內外溫差過于明顯時就會使混凝土出現變形現象。此外，在混凝土硬化初期，抗拉強度比較低，變形程度一旦超出了混凝土的承受范圍，就會出現裂縫。常態混凝土溫度應力變化過程線如圖1所示。

圖1 常態混凝土溫度應力變化過程線

常態混凝土溫度應力變化計算公式為：

(1)

式中：Ec為混凝土彈簧；μ為泊松比；α為線脹系數；Kp為應力松弛系數；Kc為安全系數；R為基礎約束系數。比如在具有180×10-6膨脹量分層澆筑的情況下受基礎約束可產0.2-0.4MPa，導出補償收縮混泥土和常態混凝土相比，其溫度差可以放寬2-3℃。

此外，由于外界溫度變化的影響，也會使混凝土出現硬化，進而出現裂縫，特別是在強光照射或者天氣嚴寒溫度低的情況下。因此，在外界作用的影響下，混凝土裂縫現象時有發生。

2)混凝土澆筑后的沉陷裂縫現象：

不同的水利工程，其施工環境、地基情況也會有很大的差別和出入，進而使沉陷裂縫現象變得頻繁。例如水利工程在建設時，施工單位沒有結合實際情況而處理地基，隨即出現裂縫現象。同時，一些水利工程地基土質較差，并沒有嚴格規范回填處理工作，在澆灌混凝土之后從而引發沉陷裂縫現象。

在處理地基工作時，如果膜板剛度不能達到施工技術的要求，就會使地基底部嚴重松動，導致混凝土出現沉降現象。在周邊環境不利的影響下，混凝土結構會受到強烈的銹蝕。

例如：在混凝土密實度不夠的情況下，就容易受到氯化物的侵入[2]，氯化物會與氧離子發生相應的反應，引發鋼筋氧化現象的發生，鋼筋出現膨脹不斷擠壓周圍的混凝土，進而產生裂縫現象。由此可見，水利施工必須要采取相應的防護對策來改善混凝土裂縫現象。

3 水利施工中混凝土裂縫的防治技術分析

3.1 施工技術準備

在水利施工過程中，施工單位要合理處理好混凝土構件的相關問題，要盡可能地避免結構斷面而引發的應力集中現象。要加大補償收縮混凝土技術的使用力度，不斷進行強化。在混凝土裂縫現象中，通常都是由于混凝土收縮而引發的裂縫?；诖?，可以在混凝土中加入一些膨脹劑來緩解混凝土的收縮。此外，水利施工技術人員要對混凝土現象予以高度的重視，不斷學習構造鋼筋方面的知識，一旦發現施工中存在安全隱患，就要第一時間與設計人員取得溝通和聯系，從而進行改進和處理。

3.2 施工選材和配合比設計

根據水利的結構要求，要選擇適宜的混凝土強度等級，要善于使用優質高效的水泥品種，最大程度地減少高強度水泥的使用。與此同時，要加強選擇質量合格的石、砂等原材料的使用，并且嚴格按照施工要求來添加摻合料、外加劑。

3.3 加強溫控防裂措施

為了進一步防止混凝土裂縫現象的發生，水利施工現場要做到：

1)重新調整骨料級配，用干性混凝土摻混合料，加入適量的引氣劑、塑化劑等，有效降低混凝土中的水泥使用含量。同時，在攪拌混凝土時，可以用加水方法或者用水將碎石進行冷卻，主要是為了降低混凝土的澆筑溫度。

2)在混凝土剛剛凝固時，要進行第二層的澆筑，而且還要在整體澆筑完成之前進行，這是非常需要注意的一點。結合混凝土澆筑面積來分析，要將一定數量的測溫管來安放在混凝土的上中下部，并且在規定的時間內測定內、外溫度。具體來說：在前4天中，要每間隔2h測定一次，5-7d之內，要每間隔4h測定一次，在8-15d中，要一天測定一次[4]。同時要做好相應的記錄，保證混凝土內、外溫差控制在25℃為最佳；強化觀察、檢查工作，如果溫度出現了偏差，要及時調整養護方式來控制溫差。

3)設置合理的拆模時間，避免混凝土表面“溫度梯度”現象的發生，做好相應的保溫養護工作。施工現場要在混凝土澆筑后蓋上一層塑料薄膜，進行中層覆蓋的厚度要保持在100mm以內，隨后在蓋上1-2層的厚巖棉被。此外，要嚴格控制好混凝土內部水分蒸發、流失的速度，而且混凝土的澆灌工作要選擇良好的天氣狀況，最好不要在刮風下雨的天氣下進行。

4)丙乳砂漿在水利工程混凝土修具體工藝流圖如圖2所示。

圖2 丙乳砂漿在水利工程混凝土修補補強過程中的施工工藝流程圖

從圖2中可以看出，丙乳砂漿在水利工程混凝土修補補強過程中的施工分為：清鑿除(鑿毛、清除)→沖洗(凈水)→涂抹基液→丙乳砂漿壓抹→養護。其中鑿毛就是，鑿毛完畢后清除混凝土等雜物。沖洗就是，涂抹面是否清洗干凈，直接影響砂漿與原混凝土的黏結強度，是關系處理方法成敗的關鍵環節，必須嚴格控制。

3.4 注重施工現場的監測環節

在水利施工中，要針對混凝土溫度和收縮變形程度中的相關數據進行全面、合理的監測，深入了解施工現場情況，及時反饋工程中存在的問題。而且還要不斷改善混凝土的性能，加大養護力度，不斷提升混凝土的抗裂能力。要深知，混凝土的質量大大決定著裂縫現象的發生頻率，二者之間關聯性比較突出。

4 結 語

綜上所述，加強水利施工施工中混凝土裂縫工作勢在必行，要深入了解和研究混凝土裂縫產生的最主要原因還要采取行之有效的防治措施不斷予以治理和改善。要不斷優化和創新防治技術。結合水利工程施工現場的實際情況進行分析，提高其重視程度，要盡量地降低混凝土裂縫現象的發生率，做好施工過程中的各項工作；同時，對于混凝土裂縫現象，不能盲目地、隨意地進行修復，要做到具體問題具體分析，施工人員要進行全方位、多角度領域地研討，從而不斷實現水利工程的建設目標。

[1]李賢幸.水利施工中的混凝土裂縫的原因分析及防治措施[J].科技展望,2016(35):34.

[2]左齊.試論水利工程施工中如何防治混凝土裂縫產生[J].黑龍江科技信息,2016(05):245.

[3]廖偉房.水利工程施工中控制混凝土裂縫的技術分析[J].河南水利與南水北調,2015(02):3-4.

[4]陳云靖.水利工程施工中控制混凝土裂縫的技術分析[J].企業技術開發,2014(23):24-25.

1007-7596(2017)05-0114-03

2017-04-18

初樂友(1976-)，男，山東牟平人，工程師。

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