水利施工中的混凝土裂縫控制

王賀民

[摘 要]混凝土裂縫是當前水利工程中普遍容易出現的問題，裂縫的產生不僅影響水利工程的防滲功能，使水利工程無法正常運轉，還會造成鋼筋被腐蝕的現象，使水利工程的穩定性受到威脅，給水利過程帶來極大的安全隱患。所以，在實際的水利工程建設的混凝土施工過程中，要結合實際情況，注重對混凝土裂縫的控制，同時加強對混凝土施工的監督與管理，盡可能的避免裂縫現象，有效的提高工程質量，確保水利工程能夠正常運轉。本文細致的闡述了混凝土裂縫形成的原因，并提出了相應的控制混凝土裂縫的策略。

[關鍵詞]水利施工；混凝土裂縫；控制措施

中圖分類號：TV544 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）25-0209-02

1 水利施工中混凝土裂縫的危害

在水利工程的施工過程中，混凝土裂縫會讓建筑物出現滲漏的問題，混凝土的裂縫會因為外力的作用而不斷擴大，并且混凝土的內部結構會因為水的滲入而發生變形。由于混凝土裂縫的存在，水泥化合物可能會與滲入內部的二氧化碳相結合而產生化學反應，從而導致碳酸鈣物質的產生，混凝土會因為碳化而加劇收縮，從而產生混凝土裂縫；在相對潮濕的環境中，空氣中的二氧化碳會和水泥中的化學成分發生化學反應，降低混凝土的堿度，從而破壞鋼筋純化膜，加重鋼筋銹蝕，對鋼筋的強度和剛性造成嚴重的影響。此外，混凝土的水拉能力會因為裂縫而降低，從而進一步擴大裂縫，對混凝土的質量造成嚴重的損害。總的來說，混凝土裂縫的存在，對混凝土結構的強度和穩定性具有嚴重的影響，對水利工程建筑物的正常使用和外觀都非常的不利，嚴重的情況下，還會導致水利工程建筑物自身水利功能的喪失，給國家和人民造成巨大的損失。

2 水利施工中混凝土裂縫的成因

2.1 材料因素

2.1.1 水泥的選擇

混凝土主要是由水泥組成，混凝土的質量與水泥的使用和選擇有著直接的關系。在水利施工的過程中，水泥自身所具有的特性被混凝土制作人員所忽視，從而導致在施工過程中混凝土裂縫的產生。水泥具有抗裂性差、強度高的特性，在進行水化時，會將一定的熱量釋放出來，混凝土內部溫度會隨著這些熱量的聚集而逐漸的升高，從而導致內外溫差的升高，在這個時候，混凝土的內部和外部分別會產生抗壓應力和拉應力，當內部的抗壓應力小于外部的拉應力時，混凝土表面的裂縫也就會隨之產生。

2.1.2 材料的使用比例

在制作混凝土時，原材料的配合比例相當重要。混凝土的水泥用量越大，用水量越高，那么混凝土的收縮性變會越大，坍塌的風險也會提高。導致這種情況的原因一般有三方面。首先，預攪拌的混凝土應該控制在5-35mm之間，現澆的混凝土石子直徑應該在20-35mm之間，含砂率應該在35%左右。但是由于個別操作人員的失職，沒有嚴格按照標準配料，使得這種原料的配合失當，從而造成混凝土的裂縫。其次，在配合過程中，如果含砂率、水灰比不適當，會導致混凝土的保水性差、沁水等問題。最后，混凝土的制作離不開外加劑的使用。由于外加劑的種類較多，特性不一，所以在添加外加劑的過程中，一些制作人員往往會忽視外加劑的特性及用量，從而導致混凝土出現裂縫。

2.2 濕度差異

由于混凝土外部和混凝土內部的水分蒸發的程度不一樣，進而混凝土內外濕度存在著差異，以及造成各種變形。通常混凝土受外界環境影響，其表面的水分蒸發速度較快，就會發生較大的變形，然而混凝土內部的濕度不會發生太大的變化，這樣就對混凝土表面干縮變形形成了較大的約束力，從而出現強大的拉應力，導致混凝土裂縫的形成。一般狀況下，混凝土的濕度越小，水泥漿體干縮的程度就會越大，發生混凝土裂縫的概率就越高。由于濕度差異造成的裂縫還在不同的程度上影響混凝土的抗滲性能，使壩體鋼筋發生銹蝕，混凝土的耐久性遭到極大的削弱，往往會在水流的壓力下形成更大的裂縫，對混凝土實際承受能力造成較大影響。

2.3 塑性收縮

塑性收縮現象是水利工程建設中比較常見的一種表現形式，在施工中，經過漿液澆筑使其固化，從而來滿足施工建筑需要。但是在此現象中，混凝土可能會受到外界因素的干擾，而出現水泥水化的現象使得內部溫度隨著水分不斷蒸發，最終導致混凝土體積收縮，承受力下降，當外在壓力大于自身承載力時，就會出現裂縫等現象，最終影響水利工程的施工質量。

2.4 結構異常變形產生裂縫

混凝土材料對水利建筑結構進行澆注后，要實現真正意義上結構體系必須要經過一定時間的凝固過程。在凝固的過程中出現的異常變形就是由于凝固過程的收縮現象導致的，在完全實現凝固之前，混凝土結構由于長時間的太陽暴曬、空氣流通以及暴露在外的影響，導致外部水分蒸發較快，內部水分蒸發較慢，內外干濕不一致導致塑性收縮的狀況。

2.5 養護工作不到位

在水利工程施工過程中，如果施工單位沒有充分做好混凝土的養護工作，那么也有可能會造成混凝土出現裂縫。通常在混凝土澆筑工作完成以后，那么其自身的含水量就可以滿足水泥水化的需求，這就嚴重阻礙了水泥水化的正常進行。如果施工單位沒有做好混凝土的后期養護工作，就會造成一些混凝土的表面失水速度過快，使得混凝土發生變形，最終造成裂縫的發生。

3 水利施工中混凝土裂縫的控制措施

3.1 注重溫度對混凝土的影響

在水利工程建設施工的過程中，進行混凝土澆筑的時候，要充分考慮到施工工地的氣溫變化幅度，應依據外界氣溫的變化適當的調整施工的條件，以此來保證混凝土的施工質量。同時，在實際的施工中，要正確認識到混凝土自身的特性，并結合施工現場的實際情況，這樣才能找出最佳的施工方案。例如，在混凝土澆筑的過程中，常常會出現模板變形的狀況，這時施工單位應該派專門的工作人員進行看護，一旦發生位移變形的狀況，則馬上停止混凝土澆筑，并且要及時的對模板進行修理。如果是在冬季施工，更應該注意溫度對混凝土的影響，在實際的施工中，混凝土入模的溫度應該不小于10°；若是夏季，混凝土入模的溫度應該小于25°，只有控制在這樣的范圍內，才能夠保證混凝土質量。

3.2 注重混凝土材料的選擇與配合比

施工中依據不同的施工作業環境對混凝土材料都有不同的需求，所以在混凝土材料使用及選擇上必須依據實際施工作業情況進行合理的選擇，如在混凝土施工作業時，可以選擇低水化熱、細料較差的、或是強度適宜的水泥，這樣不但能夠提高混凝土的強度及抗裂性，還能避免因溫度過高而出現裂縫等現象。在選擇 骨料方面，必須按照國家規定的施工技術要求，進行合理施工選擇材料。同時，施工單位要加強對原材料的審核作業，防止不合格的施工材料進入施工現場，從根本上杜絕質量問題的出現。從另外一個角度來講，混凝土的配合比也是極其重要的，絕對不能憑借其經驗任意選配，要充分考慮到混凝土泵送的流動度及易和性。

3.3 添加外加劑防止裂縫

為保證混凝土工程質量， 防止裂縫產生， 提高混凝土的耐久性， 正確使用外加劑也是減少開裂的措施之一， 例如使用減水防裂劑等。其主要作用為： 水灰比是影響混凝土干縮的重要因素， 使用減水防裂劑可使混凝土用水量減少； 水泥用量也是混凝土收縮率的重要因素， 摻加減水防裂劑的混凝土在保持混凝土強度的條件下可減少水泥用量， 其體積用增加骨料用量來補充； 減水防裂劑可以改善水泥漿的稠度， 減少混凝土泌水， 減少沉縮變形； 摻加外加劑可以使混凝土密實性好， 可以有效地提高混凝土的抗碳化性， 減少碳化收縮； 摻減水防裂劑后混凝土緩凝時間適當， 在有效防止水泥迅速水化放熱的基礎上， 避免因水泥長期不凝而帶來的塑性收縮增加。

3.4 混凝土養護

混凝土澆筑完工之后，其后續的養護工作也值得重視。養護的目的是讓混凝土能夠適應溫濕條件，避免出現混凝土內外溫差、表面溫差過大的情況。要保證混凝土施工時的溫度不能低于使用時的溫度，而且還需減小新舊混凝土之間的溫差。混凝土早期的養護，一方面要確保混凝土有適宜的溫度和濕度，另一方面則要確保混凝土的強度和持久度。除此之外，為避免混凝土的內外溫差過大，而出現內外作用力失衡的情況，施工單位可適當的延長混凝土的養護時間，可以再混凝土表面和底層使用薄膜澆水養護。

3.5 加強監督管理

在水利工程的施工過程中，監管部門要充分做好監督檢查管理工作，要充分發揮自身的監督管理職能，而且還要不斷地提高工程施工人員以及監督管理人員的綜合素質與專業水平，從而使其能夠及時發現施工中存在的問題，并妥善解決。對于新上崗的施工人員要加強工藝的培訓，從而使其掌握規范的施工工藝流程，保證合格上崗。由于混凝土裂縫會嚴重影響到水利工程的質量，因此必須對混凝土的施工過程給予嚴格的監督管理，要采取有效措施防止混凝土裂縫現象的產生，從而有效提高水利工程建筑物的整體質量。

4 裂縫修補的方法

4.1 表面覆蓋法

施工人員可以在細微的裂縫表面涂膜，從而提高混凝土的防水性和耐受性，使養護工作更加方便。這種涂膜方式一般可以分為兩種，一是使用鋼絲刷在混凝土表面打毛，從而對混凝土表面進行清理，然后用水清理干凈，并使其充分干燥，再用修補材料覆蓋其表面，確保其不會輕易受到影響。

4.2 注入法

當裂縫的寬度較小但較深時，可以將修補的材料注入到混凝土的內部。首先要在裂縫處設置注入的用管，其他的部位用表面處理封住，使用低粘度的環氧樹脂注入材料，用電動泵或是手動泵注入進行修補。若裂縫影響到了結構的安全，可采用粘貼加固法、圍套加固法和鋼箍加固法等結構加固的方法。此類方法皆屬于結構加固，必須經過設計驗算同意后才能進行。

4.3 采用鋼箍和粘貼加固法

鋼箍加固是在結構裂縫部位四周加U型螺栓或型鋼套箍將構件箍緊，使鋼套箍與混凝土表面緊密接觸，以保證共同工作。粘貼加固是粘結前，鋼材表面進行噴砂除銹，混凝土刷凈干燥，粘結層厚度可為1～4mm。可以用鋼板或型鋼用改性環氧樹脂和粘結劑，粘結到構件砼裂縫部位表面，使鋼板或型鋼與混凝土連成整體共同工作。這樣就可以防止裂縫擴大，提高結構的剛度及承載力。

4.4 圍套加固法

在尺寸允許的條件下，將結構外部的一側或是多側外包鋼筋砼圍套，以增加截面和鋼筋，從而提高其承載能力：對結構件裂縫比較嚴重但尚未裂透破碎或是一側破裂的，將裂縫部位的鋼筋保護層鑿去，外包鋼絲網一層的大型基礎設備通常采用增設鋼板箍帶，增強環向抗拉強度的方法進行處理。

結束語：

總之，在水利工程的施工過程中，混凝土裂縫是十分常見的現象。在進行施工的過程中，不僅要保證施工人員的素質達到施工要求，混凝土配比更加合理，而且要根據不同的氣候條件制定不同的方案。當問題出現時，及時采取補救措施，防止問題的進一步加大。不斷提高施工水平，才能保障水利工程建筑物的正常運行。

參考文獻

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