水工建筑混凝土裂縫的成因與預防策略

曾志堅

隨著人們對于自然開發的程度不斷加大，各種巨型的水利工程建筑出現在世人眼前，為人們的生產生活帶來了越來越多的便利。但是在很多水工建筑的主體混凝土部分，經常會出現由于各種原因出現裂縫而導致結構損壞的現象。經過研究分析，造成混凝土裂縫的兩個最主要的因素就是對于施工溫度和濕度的控制，但是水泥選擇、人工養護等因素也不可忽視，接下來我們分析研究水工建筑混凝土裂縫形成的原因，并探討針對性的解決措施。

1 水工建筑混凝土裂縫成因

（1）由于溫度變化原因導致混凝土出現裂縫，混凝土出現裂縫最多的時期一般是混凝土澆筑的初期，這個時候由于內部混凝土還沒有完全凝固，其結構也沒有達到一個相對的穩定，一旦在這個時候混凝土表面出現巨大的溫差，就很容易造成混凝土表面裂縫的產生。所以在溫差較大的環境下施工時，要對混凝土進行全面有效的保護措施，比如在混凝土表面覆蓋一層保溫材料，采用人工物理改變溫度的方法控制混凝土表面溫度等等。

（2）關于水泥選擇方面的原因。我們都知道水泥在凝固的過程中會釋放出大量的熱量，其內部的溫度和外部的溫度有很大的差異，如果施工過程正好在寒冬階段，那混凝土就會出現內部“火熱”，外表冰寒的巨大溫差，這樣的溫度梯度很容易造成混凝土表面的大量裂縫產生。要想有效的避免這種情況的發生，首先要從水泥的本身著手，即要讓水泥的內部和外部的溫度差最小。

（3）濕度控制方面。濕度的不同也會使混凝土內部出現干縮的現象，進而導致裂縫的產生，如果干縮現象與前面的溫差現場的效果進行疊加，則會使混凝土產生大縱深方向的裂縫，加速混凝土的破壞，所以對于濕度的控制同樣不可忽視。

2 水工建筑混凝土裂縫預防措施

針對混凝土在凝固過程中內部放熱之后與外部的溫度差，目前普遍采用的是中期通水的施工方法，通水的時機應該根據混凝土凝結過程的實際情況來判定，在接縫灌漿的過程中，一般會埋設一定密度的通水管道，這些管道就負責在混凝土凝固的過程中進行冷卻。最近水工建筑施工人員又發明了一種對抗溫差變化的新方法，即在施工過程中對混凝土內部摻入一定量的冰水混合物，這樣可以將混凝土內部的溫度較長時間的保持在零度左右，冰水混合物可以在吸收混凝土放出的熱量之后溫度不上升，有效的減少混凝土內外的溫度差。

水泥選擇方面預防混凝土裂縫的措施為在混凝土的內部采用熱量釋放比較低的礦渣水泥、新型煤粉灰水泥等等，相對于混凝土的內部，外部的混凝土水泥的選擇則要以內部的混凝土為基準，在合理的評估施工環境的溫差情況下，采用釋放熱量與內部混凝土溫差不大的水泥。除此之外，外部水泥的選擇還要注意其凝固之后的耐磨性、抗腐蝕性、高強度等因素，以保證混凝土表面不會因為水工建筑環境的水流沖刷造成過大的影響。

最后是關于混凝土裂縫的濕度原因解決方法，要想解決干縮所產生的問題，首先要了解濕度變化與干縮變形之間的相對關系。這種相對關系主要指的是混凝土內部的濕度梯度對于混凝土內部的結構受力產生的影響、混凝土內部的水分擴散特點以及混凝土內部的微小空隙對于濕度的影響等等。相關的建筑行業人員通過多次試驗總結出了如下的公式：

Dh（H，D）=Dh（H）/1-D 其中 Dh（H）代表沒有將損傷問題考慮在內的濕度擴散系數，Dh（H，D）是考慮到損傷過后的濕度擴散系數，D為損傷參數。

混凝土濕度擴散不均勻會導致其表面的拉應力變化最終產生裂縫。由于施工的前期混凝土彈模相對較小，隨著拆模工作的進行，表面的濕度變化也開始隨著加快，所以后期的拉應力會比前期的大很多。所以需要將解決問題的重點放在混凝土澆筑的早期以及混凝土拆模工作進行完成之后。混凝土濕度控制的方法相對較多，最常用的是定期給混凝土表面進行灑水潤澤，這樣可以有效的保持混凝土表面以及淺層的濕潤，以減少因為濕度因素產生的裂縫。除此之外，保持混凝土濕度的方法還有利用一些密封的材料對混凝土表面進行覆蓋，這樣可以減少混凝土內部水分的蒸發損失；在炎熱地區采用遮陽的方式降低混凝土表面的溫度，以減少蒸發的水分損失；混凝土攪拌過程中充分攪拌以及反復均勻攪拌則可以使混凝土內部的濕度條件保持均勻合理。

3 對于水工建筑混凝土裂縫的其他預防措施

前面介紹到的幾種情況是水工建筑中混凝土裂縫產生的最主要原因以及其相對應的預防措施，但是在水工建筑的實際使用過程中，這些措施是遠遠不夠的。

首先需要做的是對于水工建筑的定期巡查，及時發現一些對混凝土產生威脅的因素，比如某地區水質情況變化導致水中化學元素增多進而腐蝕混凝土。另外與水工建筑連接的一些鋼筋等建筑材料也需要納入混凝土的養護范疇中，因為鋼筋生銹體積會先膨脹，之后銹渣脫落使得其體積變小，這個過程中如果鋼筋與混凝土是緊密相連的，就會對混凝土表面產生一定的損壞，這種損壞逐漸積累，最終也會產生“千里之提，潰于蟻穴”的效果。

4 結束語

綜上所述，水工建筑混凝土裂縫預防策略研究是非常重要的，它改善了建筑工程質量，提高了人們生活水平，實現經濟均衡發展，作為水工建筑混凝土裂縫預防人員，一定要提高自身工作素質，要及時發現問題并處理，并向上級部門提出解決措施，確保我國水工建筑混凝土裂縫預防安全運行，從而提高經濟效益。