水利施工中的混凝土裂縫成因及其控制措施

何長(zhǎng)江

摘 ? ?要：水利工程施工過(guò)程中，經(jīng)常都會(huì)使用混凝土材料，而混凝土出現(xiàn)裂縫的主要原因大多與自身的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化、外部環(huán)境變化或自身配比不合理等諸多因素有關(guān)。一旦裂縫出現(xiàn)就可能對(duì)混凝土防水性、承受能力以及耐久性能等這些方面產(chǎn)生比較大的影響。出現(xiàn)混凝土裂縫這種狀況，有內(nèi)部的因素以及外部的因素。就水利工程的質(zhì)量問(wèn)題本身而言，需要及時(shí)采取措施，控制混凝土裂縫，從而可以進(jìn)一步促進(jìn)水利工程的發(fā)展

關(guān)鍵詞：水利施工;混凝土;裂縫成因;措施

1 ?引言

混凝土裂縫問(wèn)題對(duì)于水利工程來(lái)說(shuō)是有著直接影響的問(wèn)題，直接關(guān)系到工程施工的質(zhì)量。為了保證工程施工的效果，我們必須要首先掌握裂縫問(wèn)題產(chǎn)生的成因以及解決策略。解決裂縫問(wèn)題，才能保證水利工程長(zhǎng)久穩(wěn)定服務(wù)社會(huì)，發(fā)揮其重要作用。

2 ?水利工程混凝土裂縫類型

2.1 ?塑性收縮裂縫

該混凝土裂縫主要是由于混凝土中的水分流失較大而形成的裂縫，塑型收縮裂縫與土縮裂縫進(jìn)行對(duì)比，其最大的差異體現(xiàn)在塑型收縮裂縫通常產(chǎn)生于混凝土完全凝固之前，土縮裂縫的形成則出現(xiàn)在混凝土完全凝固之后。混凝土土層受太陽(yáng)暴曬或外界自然環(huán)境較強(qiáng)風(fēng)力等的影響，容易導(dǎo)致混凝土表層所含有的水分被汽化揮發(fā)，混凝土內(nèi)部及外部所受到的壓力由此產(chǎn)生不平衡，最終導(dǎo)致了塑性收縮裂縫的形成。塑性收縮裂縫一般呈現(xiàn)中間較寬、兩邊較窄的狀態(tài)，為水利工程項(xiàng)目日后的運(yùn)行安穩(wěn)埋下了巨大的隱患。

2.2 ?溫差裂縫

導(dǎo)致溫差裂縫的原理便是混凝土表層及內(nèi)層的溫度有著極大的差距，溫差裂縫也由此而命名。水利工程施工過(guò)程中對(duì)混凝土進(jìn)行澆筑及養(yǎng)護(hù)工作時(shí)容易出現(xiàn)溫差裂縫，混凝土的主要構(gòu)成部分為水泥，水泥由于水化熱反應(yīng)可快速釋放出較大的熱量，混凝土表層的熱量可以較快的被散發(fā)，因而表層溫度可較快的冷卻下來(lái)。混凝土里層的熱量則不易被散發(fā)而聚積下來(lái)，當(dāng)溫度差達(dá)到一定臨界點(diǎn)時(shí)便形成了裂縫。水利工程施工中最容易產(chǎn)生溫差裂縫的工程便是大壩施工及分縫。

2.3 ?干縮裂縫

干縮裂縫通常出現(xiàn)在結(jié)束混凝土的養(yǎng)護(hù)工作之后，結(jié)束后的15d內(nèi)出現(xiàn)干縮裂縫的比例較大，形成干縮裂縫的主要原因一方面是因?yàn)閷?duì)混凝土的養(yǎng)護(hù)工作不夠科學(xué)合理，另一方面的原因則是外界自然因素的影響，二者共同交織作用下導(dǎo)致混凝土的水分流失極多，最終形成了較大面積的干縮現(xiàn)象，此時(shí)若土縮形成了較大的應(yīng)力則會(huì)導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫。此類裂縫外貌上呈現(xiàn)網(wǎng)狀形態(tài)，干縮裂縫將對(duì)混凝土的抗壓性能及抗?jié)B水性能產(chǎn)生不利影響，造成混凝土結(jié)構(gòu)使用壽命的縮短。

2.4 ?沉陷裂縫

出現(xiàn)沉陷裂縫的主要原因是混凝土結(jié)構(gòu)地基的不均勻沉降，混凝土地基產(chǎn)生不均勻沉降現(xiàn)象是水利工程施工技術(shù)人員在施工過(guò)程中未對(duì)水利工程的軟土地基進(jìn)行科學(xué)合理的處理，軟土地基的穩(wěn)定性、強(qiáng)度等存在較大的缺陷從而造成了地基的沉降。沉陷裂縫的深度相較其余裂縫較深，沉陷裂縫的寬度受沉降地基深度及方向的影響，地基沉降深度越深則沉陷裂縫的寬度則越寬。除此之外，沉陷裂縫不受外部因素的影響。

3 ?混凝土裂縫防治措施

3.1 ?科學(xué)選擇原材料

結(jié)合以往施工經(jīng)驗(yàn)，混凝土裂縫問(wèn)題的出現(xiàn)與原材料質(zhì)量有較大的關(guān)聯(lián)性。因此，在對(duì)此類問(wèn)題進(jìn)行防治時(shí)，首先要做好原材料的選擇。在具體的操作環(huán)節(jié)中，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）在砂子的選擇過(guò)程中，優(yōu)選連續(xù)級(jí)配、等級(jí)較高的人工砂，同時(shí)要求材料自身含泥量在3%以內(nèi)，而且還要對(duì)材料進(jìn)行堿活性檢驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果評(píng)估材料的可用性。（2）選擇外加劑時(shí)，需根據(jù)當(dāng)?shù)氐慕涤炅俊⑵骄鶞囟取円箿夭畹冗M(jìn)行選擇，如常用的復(fù)合型外加劑、抗凍外加劑等。（3）在水泥的選擇中，主要以普通硅酸鹽水泥為主，結(jié)合水利工程的實(shí)際需要，還可以搭配火山灰水泥或礦渣水泥完成混凝土材料的配置，同時(shí)，應(yīng)優(yōu)選水化熱較低，強(qiáng)度等級(jí)在42.5以上的水泥，從而減少裂縫的產(chǎn)生，為保證工程的施工質(zhì)量奠定基礎(chǔ)。（4）粉煤灰作為一種可以部分替代水泥的材料，結(jié)合水利工程特征，應(yīng)優(yōu)選一級(jí)粉煤灰，并且在拌和過(guò)程中，將粉煤灰添加量控制在40%以內(nèi)，以確保混凝土易性。另外，拌和用水應(yīng)以生活用水為主，自然界中的水體需要經(jīng)過(guò)懸浮物、酸堿性測(cè)試，待滿足條件后再進(jìn)行使用，借此從根源上降低裂縫的發(fā)生概率。

3.2 ?控制混凝土的拌和過(guò)程

針對(duì)堿骨科反應(yīng)造成的裂縫，應(yīng)嚴(yán)格控制該反應(yīng)的發(fā)生，可選擇優(yōu)質(zhì)骨科和低含堿量水泥進(jìn)行混凝土的配置，并控制水灰比。進(jìn)行材料配置前，可以先進(jìn)行原材料的檢驗(yàn)和試驗(yàn)。通過(guò)試驗(yàn)對(duì)原料的使用效果進(jìn)行分析，從而得出較為合理的配合比。同時(shí)在混凝土拌和過(guò)程中，也需要注意以下問(wèn)題：（1）拌和順序。在混凝土的拌和過(guò)程中，應(yīng)使用后摻法完成添加劑的拌和，其他原材料在拌和期間也會(huì)按照拌和比例進(jìn)行添加，單次添加量的誤差控制在1%以內(nèi)。（2）將原材料添加到攪拌機(jī)后，需要先進(jìn)行干拌，時(shí)間在1～2min，拌和均勻后再向其中添加水和外加劑，繼續(xù)攪拌約2min，然后對(duì)混凝土的坍落度、理化性質(zhì)進(jìn)行校驗(yàn)，滿足要求后可以通過(guò)罐車或自卸車將混凝土運(yùn)輸?shù)阶鳂I(yè)現(xiàn)場(chǎng)，從而避免混凝土出現(xiàn)提前凝結(jié)或者結(jié)塊的情況，降低裂縫病害的發(fā)生概率。

3.3 ?混凝土澆筑過(guò)程的控制

混凝土的澆筑環(huán)節(jié)也是直接影響混凝土質(zhì)量的關(guān)鍵階段，主要需要注意以下內(nèi)容：（1）嚴(yán)格遵循澆筑順序，控制澆筑速度。在水利工程中，大體積混凝土結(jié)構(gòu)較多，并且大體積混凝土由于體積龐大，非常容易出現(xiàn)溫差裂縫，需要嚴(yán)格控制澆筑過(guò)程，減少裂縫的產(chǎn)生，例如，應(yīng)遵循由下至上、由中間向兩端的澆筑原則，還要控制澆筑速度，確保澆筑結(jié)果的均勻性。（2）應(yīng)選擇溫度適宜，溫差較小的天氣進(jìn)行混凝土澆筑，同時(shí)根據(jù)實(shí)際澆筑情況進(jìn)行混凝土振搗，單次振搗時(shí)間不超過(guò)30s，以提高混凝土澆筑質(zhì)量。

3.4 ?采用合理的養(yǎng)護(hù)方法

施工過(guò)程中，應(yīng)在振搗操作之后進(jìn)行混凝土表面的保溫養(yǎng)護(hù)工作，具體可以采用保溫材料覆蓋、水冷法、真空氣化法等，以做好溫度控制，減少裂縫的產(chǎn)生。由于混凝土流動(dòng)性較強(qiáng)，容易在早期發(fā)生塑性收縮裂縫、干燥收縮裂縫、溫度裂縫等，因此，必須加強(qiáng)早期養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)主要是保持適當(dāng)?shù)臏囟群蜐穸葪l件。混凝土澆筑后，應(yīng)覆蓋一定厚度的草袋、麻袋片或塑料薄膜，過(guò)高或過(guò)低的環(huán)境溫度以及較大的溫度變化會(huì)引起表面裂縫。保溫能減少混凝土表面的熱擴(kuò)散，降低混凝土表層的溫差，防止表面裂縫。由于熱擴(kuò)散時(shí)間延長(zhǎng)，混凝土強(qiáng)度和松弛作用得到充分發(fā)揮，使混凝土總溫差產(chǎn)生的拉應(yīng)力小于混凝土的抗拉強(qiáng)度，防止貫穿裂縫的產(chǎn)生。澆筑時(shí)間不長(zhǎng)的混凝土仍然處于凝結(jié)、硬化過(guò)程中，水泥水化速度較快，適宜的潮濕條件可防止混凝土表面脫水而產(chǎn)生收縮裂縫。

4 ?結(jié)束語(yǔ)

混凝土裂縫是在水利工程施工過(guò)程中的常見(jiàn)問(wèn)題，對(duì)于水利工程的施工效果有著重要影響。在新時(shí)期的工程領(lǐng)域發(fā)展趨勢(shì)下，隨著水利工程的規(guī)模擴(kuò)大、結(jié)構(gòu)愈發(fā)復(fù)雜，施工要求也越來(lái)越高，因此以上分析了混凝土問(wèn)題成因及處理措施，與行業(yè)同仁共同思考。希望通過(guò)思考與總結(jié)，未來(lái)的施工方向能夠更加明確。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張偉.水利工程的建設(shè)質(zhì)量管理工作探索[J].城鎮(zhèn)建設(shè)，2019（11）.

[2] 張南南.新時(shí)期農(nóng)田水利工程建設(shè)管理創(chuàng)新思路[J].鄉(xiāng)村科技，2019（30）.

[3] 李涵.新時(shí)期農(nóng)村水利工程建設(shè)管理問(wèn)題與對(duì)策[J].水利建設(shè)與管理，2019（11）.

[4]仝 蘭蘭.新時(shí)代水利工程建設(shè)與水利工程管理[J].中國(guó)科技投資，2019（25）.

[5] 潘燕.關(guān)于水利工程建設(shè)質(zhì)量管理的研究[J].中國(guó)科技投資，2019（28）.