水利工程大體積混凝土施工裂縫防治

周峰

摘? ? 要：隨著我國經濟在快速發展，社會在不斷進步，水利工程是我國尤為重要的民生工程，其在改善人們的生活質量，促進社會經濟發展方面著重要的作用。與普通建筑工程相比，水利工程具有復雜、系統、龐大、技術性高的特點，所以水利工程的建設質量也越來越受到了社會的重視和關注。而在水利工程建設過程中，混凝土裂縫是影響工程整體質量和安全的重要問題。基于此，如何有效保證水利工程混凝土質量，預防混凝土裂縫問題的發生，就成為了水利工程建設過程中需要重點考慮的問題。本文就水利工程中大體積混凝土裂縫的成因進行分析，并提出有效的控制策略。

關鍵詞：水利工程;大體積混凝土;裂縫;控制策略;成因

1? 引言

與普通的混凝土相比，施工中使用大體積混凝土更易產生水化熱現象，同時，如果混凝土本身導熱性能不好，加之施工時沒有實行科學、有效的預防策略，就會導致混凝土產生比較嚴重的裂縫問題，進而對工程的總體品質和效果帶來不良影響。

2? 水工項目結構裂縫危害嚴重性

水利工程出現裂縫問題，大多數是因為大體積混凝土施工作業不夠嚴謹或者混凝土質量及配比不達標導致，因為混凝土的材料構成是比較特殊的，成型原理也較特別，所以影響結構質量的因素是無法全部排除的。并且雖然大體積的混凝土受壓能力強，但拉伸性能較弱，一旦遭受超負荷的拉伸力，可能是自身收縮導致亦或是外界因素誘發的變形，都會導致混凝土出現裂縫。混凝土這種材質本身就具備其他建筑材料沒有的特性，在澆筑之后會有大量殘存的熱量在結構內部，這時混凝土的收縮力不強，變形不明顯，但隨著熱量逐漸發散，溫度下降之后，收縮力變形情況加劇，一旦超出混凝土抗拉強度極限就會產生裂縫。并且一般建筑結構都是鋼筋加混凝土澆筑而成的，水利工程結構也是如此，如果鋼筋和混凝土的占比不符合標準，鋼筋用量不滿足設計需求，一旦混凝土出現裂縫，不僅會導致鋼筋受氧化侵蝕，甚至還會直接導致部分結構斷裂，給水利工程質量埋下重大隱患，危害社會安全。

3? 水利工程大體積混凝土施工裂縫

3.1? 外界環境影響

混凝土施工一般都具有較長的周期，而在一定的周期內，氣候很容易發生變化，這就會使得混凝土在外界環境因素影響下出現各種問題，最終就會導致裂縫的發生。溫度就是導致混凝土裂縫產生的主要環境因素。比如混凝土在硬結過程中，由于水泥的水化作用，會產生大量的水化熱，使得混凝土內部溫度升高，而大體積混凝土一般比較后，會導致混凝土散熱不良，當混凝土內部無法有效散熱時，就會使得混凝土內部產生壓應力，而混凝土表面則會產生拉應力，進而就會導致裂縫的發生。濕度對混凝土裂縫的發生也有很大的影響。如天氣潮濕，鋼筋質量較差或保護層厚度不夠時，就會在潮濕的環境下發生氧化，氧化的鋼筋很容易出現破壞，從而對周圍混凝土產生膨脹應力，導致裂縫的發生。

3.2? 收縮變形

在澆筑環節，大體積混凝土內部往往產生一連串的化學反應，進而引發混凝土收縮，導致體積變小。當下，比較多發的收縮現象包括：干燥收縮、自身收縮、塑性收縮和碳化收縮。這里，干燥收縮最容易造成混凝土裂縫。自身收縮的原因為：細骨料水化物體積小于水泥和水化反應的水的體積，引發混凝土收縮，此類收縮不存在水分的變動，和干燥收縮比較，其收縮程度不值一提。若混凝土為塑性狀態時，其內部的泌水往往急劇下降，水分不足難以第一時間得到補充，抑或由于天氣狀況不佳，比方高溫或者大風，混凝土就會出現塑性收縮。空氣里的二氧化碳和水泥水化物產生化學反應，就會導致碳化收縮。自然狀態之下，混凝土出現體積收縮產生不了拉應力，然而，在施工實踐中，由于大體積混凝土構件均離不開許多人為的因素，由于收縮而導致的裂縫亦難以杜絕。

3.3? 水泥水化熱

水泥水化熱對大體積混凝土的影響幾乎是不可避免的，算是一種較為常見的溫度裂縫成因。因為混凝土的主要制作材料為水泥，在制作的過程中需要使用大量的水泥和水進行加工，而在加工的過程紅，水泥與水會進行充分的接觸，在這個過程中水泥和水會產生一種水化熱的反應，從而釋放出大量的熱量，而又由于混凝土內部結構的導熱性能非常差，并且散熱功能也不好，水化熱產生的熱量就不能及時的散發，而是大量的集聚在混凝土的內部，而混凝土內部間隙的氣體如果受到加熱，體積就會膨脹，最終會在內部破壞混凝土的結構，從而制造出裂縫。

4? 控制水利工程大體積混凝土裂縫問題的策略

4.1? 保證混凝土施工的規范性及科學性

想要預防混凝土裂縫問題的發生，就必須保證混凝土的施工技術水平，這對于提高混凝土施工質量和進度都具有重要的作用。在具體混凝土施工中，施工單位及施工人員必須嚴格按照相關技術要求、施工圖紙等進行規范性、科學性的施工。混凝土的拌制、運輸等必須滿足連續澆筑施工的需求。如處于炎熱季節施工，可以對混凝土材料進行適當的降溫、遮陽處理。在混凝土運輸過程中，要合理控制運輸時間，如運輸時間較長，可以采取加冰攪拌、預冷攪拌等措施。在混凝土澆筑過程中，要注意清除混凝土表面的泌水以及土體表面的雜物。在混凝土振搗過程中，應該注重二次振搗和多次抹面，保證混凝土振搗的均勻和平整。在混凝土硬結過程中，要切實做好養護工作，比如要保持混凝土表面的潮濕，避免出現收縮裂縫。在大體積混凝土拆模后，要及時采取預防寒潮、降溫、劇烈干燥等養護措施。

4.2? 摻入粉煤灰

在水泥里摻入粉煤灰，通常有兩個目的：其一，粉煤灰里存在許多硅氧化物和活性鋁，它們可以同水化產物進行二次反應，進而成功減輕由于水化熱而導致的膨脹，增加大體積混凝土強度。其二，粉煤灰有著細小的顆粒，將其摻入混凝土里，可以成功改進混凝土里的毛細孔結構，讓孔隙率大幅下降，使得其里面的孔結構得到科學、細密的分布，從而大幅提升混凝土的抗滲性和耐久性。

4.3? 合理安排混凝土施工工序

首先，要制定相關施工計劃，結合實際施工情況調整施工工序，靈活變通，保障實際施工合理順暢。采用科學合理的施工手段和先進的管理經驗安排混凝土澆筑施工，有效預防大體積混凝土澆筑過程中產生裂縫。特別是水利工程這種大體積混凝土結構，可以采取分層、分塊的澆筑方式進行澆筑施工，這種澆筑方式避免了一次性澆筑大尺寸可能誘發的混凝土結構溫度應力問題，分層分塊能有效降低大體積混凝土結構所受到的外界約束力，保障混凝土結構的散熱功能有效發揮，也能確保混凝土的伸縮特性有所保障，降低了混凝土結構裂縫的發生概率。其次，要控制好澆筑的時間間隔和澆筑的厚度和量，嚴謹對待分層澆筑，掌握好水分流失時間，確保層級之間能緊密縫合。并且要徹底控制好混凝土澆筑的材料混合配比，這樣才能保證混凝土結構層與層之間，塊與塊之間密度相同，縫合鏈接緊密無氣孔、縫隙，避免混凝土結構裂縫頻發的現象。

5? 結語

大體積混凝土裂縫是水利工程建設中普遍存在的問題，而該問題的發生就會在很大程度上影響水利工程的質量和安全。所以在水利工程建設過程中，要提高對大體積混凝土施工的重視，全面分析裂縫問題產生的原因，如施工技術不當、材料質量不高、外界環境影響等。對此，就可以采取相應的控制策略，如提高施工技術水平、保證材料質量、控制外界環境影響等。只有這樣才能夠更好地保證大體積混凝土質量，進而提高水利工程建設整體水平。

參考文獻：

[1] 孫增智，田俊壯，石強，等.承臺大體積混凝土里表溫差梯度與溫差應力有限元模擬[J].交通運輸工程學報，2016（2）：18～26+36.

[2] 鄭余朝，蔡佳良，袁竹，等.地鐵隧道下穿既有鐵路近接影響分區和施工控制研究[J].現代隧道技術，2016（6）.