水利水電建筑工程施工中砼裂縫的防治

陳秀雄

（中水珠江規劃勘測設計有限公司，廣東 廣州 510610）

1 水利水電工程施工中砼裂縫產生的原因

1.1 溫差過大引發的裂縫

溫差是引發水利水電工程裂縫產生的直接原因，如果在混凝土施工過程中內外部的溫差過大，就會增大砼裂縫發生的概率。由于水泥是混凝土施工過程中必不可少的原材料，其本身的性質相對特殊，當水泥遇水將產生反應，此過程是放熱過程，在此反應下，砼內部溫度無法及時散發，而外部溫度跟不上此變化，使得內外部存在較大的溫差，且砼本身具有極為明顯的熱脹冷縮特性，一旦其內外應力超過了砼自身可以承受的強度極限，就會產生裂縫。

溫差所引發的砼裂縫極為常見，在水利水電工程中，溫度差所造成的裂縫主要包含了：混凝土使用中的水化熱反應，內外極大的溫度差異，導致了裂縫的形成；混凝土施工結束以后，在模具的拆除過程中，由于存在濕度及溫度的變化，混凝土的表面溫度突然降低，因此，濕度及溫度差異形成，一旦混凝土本身無法適應這種濕度及溫度的變化，就會導致裂縫的出現。此外，當混凝土內部形成了其固有的溫度以后，一旦其達到極限的狀態，受到厚度、密度等的影響，就會使得混凝土內部的熱量無法及時散發，進而導致溫度裂縫的出現。對水利水電工程而言，溫差裂縫多產生于分洪閘、攔河壩等各類工程中，因此，在水利水電工程中，要減少溫度裂縫的產生，主要是要在混凝土施工過程中加強對溫度的控制與管理。

1.2 塑性收縮產生的裂縫

塑性收縮也是水利水電工程施工過程中造成裂縫的主要原因。由于混凝土凝固是散熱的過程，這就會使得混凝土中的水分逐步蒸發，一旦混凝土內部的水分流失，混凝土體積就會隨之發生一定的變化，混凝土體積與塑性收縮裂縫的規模存在著直接的聯系，體積越大，也就說明塑性收縮現象越明顯，塑性收縮裂縫也就越大。對混凝土收縮過程而言，由于外部環境可能會對混凝土產生一定的約束力，也就導致了混凝土收縮應力的出現，一旦混凝土自身的抗拉強度極限值無法滿足混凝土的收縮應力，就會引發塑性收縮裂縫的出現。

一般情況下，對混凝土施工而言，塑性收縮裂縫的出現難以徹底消除。塑性收縮裂縫多是在混凝土施工過程中產生的，但是，對有些水利水電工程而言，其塑性收縮裂縫也往往出現在施工結束后的5～10 年，因此，從塑性收縮裂縫產生的時間來看，水利水電工程中塑性裂縫的出現與水利工程的使用年限之間并沒有直接的關系，這種裂縫的出現主要是由混凝土施工方法選用不當、配合比設計不當等造成的。一般情況下，當混凝土出現塑性裂縫以后，混凝土的抗拉性能等大大降低，有些時候還會導致一些有機質進入裂縫內部，使得混凝土內部的鋼筋產生銹蝕等現象，因此，一旦不注意對塑性裂縫的控制與管理，就會嚴重影響混凝土結構的穩定性。

1.3 砼塑性坍落引發的裂縫

坍落度是混凝土施工質量評價的重要指標，混凝土塑性坍落也會引發混凝土裂縫的出現。通常情況下，塑性坍落裂縫多發生在澆筑結束以后的2～5h 內，在此階段，混凝土尚處于塑性狀態下，一旦出現滲水等問題，再加上受到重力等的影響，就會使得混凝土材料出現下沉現象，而鋼筋、模板等會對混凝土下沉產生一定的約束，而此時，在混凝土的上部分，會出現與鋼筋長度方向相一致的裂縫。

1.4 材料質量不達標引起的裂縫

在混凝土施工過程中，由于其混凝土是由多種材料所構成的混合物，因此，混凝土的施工質量會受到這些材料質量的影響。近年來，隨著我國建筑行業的蓬勃發展，建材市場也逐步發展，即使是同一種材料，在性能、質量等方面也存在著一定的差異性，因此，這就使得在混凝土施工過程中，需要嚴格進行混凝土材料的篩選。當前，在我國水利水電工程施工過程中，有些工程單位為實現成本的控制，選用了一些劣質材料，這些材料的性能較差，無法滿足水利水電混凝土施工的基本要求，有時會引發混凝土裂縫的出現，對混凝土結構的穩定性與安全性等極為不利。

2 水利水電施工中砼裂縫防治措施

2.1 合理選擇混凝土配合比

從混凝土原材料的構成來看，其包含了水泥、砂石、膨脹劑、骨料與水等，在正式的混凝土施工開始之前，有關施工人員需要根據混凝土的質量標準與要求，做好混凝土試配工作，確定最佳的混凝土配合比。在混凝土配合比的設計過程中，要減少混凝土裂縫的出現，需要在保證混凝土性能符合水利水電工程施工要求的基礎上，盡量減少混凝土施工中水泥的用量，可以用外加劑等來替代水泥的作用，比如粉煤灰等，嚴格將水膠比等控制在合理的范圍內。從粉煤灰的使用來看，其應用減少了水泥的使用，大大提高了混凝土的和易性，在施工過程中減小了水泥水化熱的不利影響。一般情況下，在混凝土施工中一些易發生裂縫問題的位置，要增加限裂鋼筋等的設置，以提高此處混凝土的抗拉強度，延緩裂縫的發生。

2.2 溫度裂縫的防治措施

從混凝土裂縫的發生原因來看，溫度裂縫最為常見，其主要是在混凝土施工過程內外部較大的溫差所造成的。為減少此種裂縫的出現，需要在混凝土施工過程中嚴格控制溫度，避免溫差過大，主要從以下方面來進行：（1）降低混凝土本身的發熱量，由于水泥的水化熱現象是混凝土本身熱量的主要來源，因此，在混凝土施工過程中，要盡量選用水化熱反應較弱的水泥，比如普通硅酸鹽低熱水泥等，這種類型的水泥在混凝土施工中的應用可以有效控制混凝土內部的溫度。從應力場分布的差異性來看，有關施工人員需要根據其分布的具體情況，進行施工范圍等的確定，進而選擇與應力場相適應的混凝土，在混凝土原材料中添加一定量的粉煤灰、減水劑等，以達到控制溫差的作用。（2）降低混凝土入倉溫度。由于在水利水電混凝土施工過程中，混凝土的用量較大，因此，其混凝土的拌制等往往是在距離施工現場一定范圍的配制站完成的，當拌制結束以后，需要經由一段時間的運輸方可進行混凝土澆筑施工等，因此，在這種情況下，需要對澆筑溫度等加以嚴格控制，盡量在晝夜溫差較大的春秋季節來進行澆筑。（3）提升混凝土散熱的速率?；炷翝仓^程中，澆筑溫度對混凝土裂縫的產生也有著直接的影響，因此，澆筑過程中需要對澆筑溫度、厚度等加以科學控制，提高混凝土澆筑過程中的散熱速度。

2.3 塑性裂縫防治措施

塑性裂縫在水利水電工程施工中極為常見，該種裂縫的防治主要從以下方面來進行：（1）嚴格根據混凝土施工的質量標準與要求，對施工材料等加以科學選擇，尤其是要保障材料的質量能夠滿足工程要求。以水泥為例，在水泥材料的選擇上，應盡量選用干縮值小、高強度的水泥，比如普通硅酸鹽水泥的性能最優。（2）水灰比的控制過程中，要根據混凝土的質量要求，進行水灰比例的確定。為實現對塑性裂縫的有效控制，在混凝土的配置過程中往往需在其中加入一定量的高效減水劑等，使得該材料可以替代水泥與水的作用，保證混凝土的強度。（3）混凝土澆筑開始之前，需首先在模板上灑水，保持模板的濕度，隨后開始混凝土澆筑。（4）如果在混凝土澆筑過程中，周圍溫度較高、風力大，此時，需要進行必要的降溫與擋風等處理，一旦處理不到位，會引發混凝土的結構性破壞。

2.4 砼裂縫處理方法

當水利水電工程施工過程中出現了砼裂縫以后，有關人員要立即針對此裂縫問題加以必要的處理，一旦裂縫處理不及時會嚴重影響后期工程施工的順利進行。當工程施工中出現砼裂縫以后，有關施工人員要立即對裂縫問題加以觀察，分析其類型、大小、可能的發展方向等，進而確定最佳的砼裂縫修復方式。針對砼裂縫問題，有關人員要制定完善的裂縫治理流程與對策（見圖1）。總之，在砼裂縫問題出現以后，要嚴格根據此修復處理流程來進行裂縫的修復。基層處理是最為基礎的處理環節，其直接影響著混凝土砼裂縫的處理成效，因此，相關施工人員必須重視此環節的修復處理。當砼裂縫基礎修復完成以后，有關施工人員要立即對裂縫加以土樁、耐火噴漆、砂漿涂抹等處理，保持混凝土結構表面的平整性，保障其處理效果。

圖1 砼裂縫處理流程

3 結束語

水利水電工程作為我國重要的基礎工程項目，其與經濟社會發展、人們生產生活等息息相關，因此，有關人員在施工過程中需要重視砼裂縫的控制，尤其是在容易引發裂縫問題的環節，要及時采取必要的控制措施，從源頭上減少裂縫現象的發生，提高水利工程混凝土結構施工的整體效果，從而保證工程設計使用壽命。