水工混凝土裂缝致裂机理及其防治措施研究

乔红军

（中国水利水电第四工程局有限公司，青海 西宁 810007）

0 引言

在我国水利工程中，混凝土是用量最大的建筑材料。由于它本身的变形和约束等许多因素的影响，使混凝土容易产生裂缝。这不仅影响了建筑物本身的外观形象，也危及到了建筑物在正常下的使用以及建筑物结构的耐久性。因此，混凝土的裂缝问题受到人们强烈关注。

1 水工混凝土的受力特点

水利工程的运行对于各个地区的水资源调节调度起着积极重要的作用。水利工程项目与其他建筑工程相比有很大区别，水利工程建设在改变建设区环境的同时也会产生相应的负面影响。水利工程的修建一般存在规模大、资金投入多、工期长、技术复杂等特点。这其中，由于工期一般较长，在建设过程中常会因为各种因素导致工程质量出现或多或少的问题，混凝土裂缝就是其中相对明显、且普遍发生的严重问题。通常情况下讲，混凝土裂缝一般不会对普通工程使用安全产生较大影响，但水利工程由于工程环境的特殊性，对混凝土的质量要求尤为严格。水的侵蚀、外在压力，对混凝土材料都构成重重考验。水利工程中，混凝土裂缝不但会降低该工程使用寿命，若在施工过程中，有可能会危及到施工人员的生命财产安全。因此，水利施工过程中，一定要做好防护工作，尽量避免混凝土裂缝的产生，当裂缝仍然难以避免地发生，要尽快找出原因并第一时间得出解决办法。

2 水利施工中的混凝土裂缝的原因分析

在农田的水利施工中混凝土建筑需要抵抗拉伸或者变形的压力，这就会使得混凝土建筑物出现裂缝，水利工程中混凝土裂缝产生的主要原因有温度裂缝、干燥收缩裂缝、材料不合理、后期维护不合理、施工监管不利等原因。

2.1 温度裂缝

温度裂缝顾名思义是由温度引起的裂缝。在混凝土浇筑之后内部水泥由于发生了水化反应使得水泥的温度升高，当水泥的水化温度升到极限时加之外环境温度较低，混凝土的温度就会下降这就使得混凝土在温度下降的过程中出现了收缩，当温度相差过大时混凝土自身不能承受这种拉力变形时，就会使建筑表面产生裂缝。温度裂缝由于施工过程会裂缝之外，天气因素也会使混凝土的表面产生裂缝。例如水工混凝土建筑物经过了几天或者一个月的暴晒，突然迎来了一场暴雨这就使得混凝土的表面和内部的温差很大，由于墙体较厚内部的混凝土温度基本不变，但是外表面由于长时间和空气温度接触就会急剧下降。这样就会导致混凝土内部外部的温度差较大，进而就会产生裂缝。

2.2 干燥收缩裂缝

在水利施工中干燥收缩裂缝也是常见的裂缝之一，产生这种干燥的收缩裂缝的原因是：由于物料本身的收缩性能小，水泥在硬化阶段水分蒸发引起了水泥的收缩从而产生裂缝；另一种是由于混凝土在浇筑的阶段，混凝土自身的温度和外界的空气温度差距较大，导致混凝土表面的水分蒸发较快，使得混凝土建筑表面出现干燥收缩裂缝，这种由于浇筑时引起的裂缝主要出现在竖向尺寸的混凝土表面。

2.3 材料选择失误

除了上述两种由于施工技术和自然环境引起的混凝土表面的裂缝之外，还有另外一种原因就是由于水泥的材料选择不当引起的混凝土表面的裂缝。水化反应是水泥中常见的一种反应，这种反应一般都会导致混凝土出现裂缝，对于大体积的水泥材料，在水泥水化时如果不能及时的排出这部分热量就会引起材料的气温升高，这样就会导致建筑受到内外压力同时的作用，从而产生裂缝。

2.4 养护活动不合理

在好的车行驶久了也会出问题，水利工程中混凝土建筑也是如此。随着时间的推移，混凝土建筑每天都要受到外界因素的影响，久而久之就会出现裂缝若不能对其及时的进行养护就会造成更大的安全隐患。一般来说，混凝土的养护活动不合理就会使得混凝土表面的水分散失，导致表面出现变形最终出现裂缝。水泥经常暴露在空气中，会受到各种外界因素的影响，由于水泥在成型阶段的抗拉性能不好就会产生裂缝。所以施工人员就要对水泥的养护活动进行合理的安排，避免裂缝的出现。

2.5 监管不合理

当水利工程中裂缝很多都是由于施工不当造成的，要想减少这种施工过程引起的裂缝就要加强监管的力度。施工管理层要对施工人员进行施工教育，不断完善现有的施工的手段并对施工中出现的技术问题及时解决，避免裂缝的进一步恶化。但是目前在水利工程中的监管力度是较为缺乏的，管理者自身素质不达标，对出现的裂缝问题也无法及时的解决最终导致更大的安全隐患。

3 混凝土裂缝防治

3.1 施工管理手段

在施工的全程中，技术是核心层面的工作，对混凝土工程而言，技术对于工程质量形成先决的重要屏障作用。因此，技术管理在施工过程当中至关重要。在水利施工中，为了防治混凝土出现裂缝现象，从工程准备阶段，就加大了对技术层面的管理力度，并且定向增加了技术含金量。在施工过程中，着力加大对施工质量的监管与检验力度，提升工程质量。与此同时，还在检验时严格遵守施工技术质量标准与规范，建立了完善的质量检验制度和监测机构。此外，大力执行全方位的质量管理，把握基础，从源头上对工程的质量进行提升。

3.2 加大混凝土的养护力度

混凝土模板拆开后，一定要铺设草席等，做好前期的养护工作。初浇注的混凝土十分脆弱，需要细心呵护。混凝土的保养最基本的是保证前期不出现裂缝的重要方法，也可以使得混凝土在后期能够处于稳定状态下的良好催化剂，用来确保主体的强韧度及抗击压力能力。

3.3 优化混凝土设计配比

用水量不变时，水泥用量每增加10%，混凝土收缩增加5%；水泥用量不变时，用水量每增加10%，混凝土强度降低20%，混凝土与钢筋的粘结力降低10%。在试拌所采集得到的材料时，应尽量减少其中水泥的使用量，并且，适当增添I级粉煤灰的配比，严格管控水胶比保持在规范准许的范围内。加入适量粉煤灰，以提升混凝土自身和易性，抗侵蚀能力以及减缓收缩等起到一定影响。同时，在易出现裂缝的部位增加斜筋，使钢筋在一定程度上取代混凝土的作用，承担拉应力，从而管控住混凝土裂缝的发展态势。

3.4 预防基础不均匀造成沉降

合理地设置施工工序，改进混凝土构造，是避免产生此现象的重要手段。若单纯凭借减少结构重量的方法来控制沉降，反而会使整个结构重量增加，使其稳定性减弱，造成不均匀沉降。

3.5 预防沉陷裂缝的手段

施工进行之前，对工程区地质特点进行必要的勘探，确保地基处于相对稳定的状态。并且，确保地基受力均匀和模板具有充足的刚强度以及强大的支持力。混凝土浇注时最忌于水中浸泡，在一定时间段内将模板实施拆除。

4 结束语

总之，总而言之，水工结构使用的混凝土出现裂缝的现象是很难避免的，但是混凝土也凭借着其广泛的优点在建筑行业中广泛使用。所以，施工人员要按照合理的施工程序进行施工，同时工程的监理人员也要严格的监督施工中出现的问题。与此同时，施工单位的管理层要向施工人员定期的传授混凝土的相关知识，才能够避免在施工中出现类似的问题。这样才能提高水利建筑物的质量，解决农村水利工程中的安全隐患。

[1]郭卫太.水利工程中混凝土裂缝成因及预防处理[J].农业科技与信息，2009(20).

[2]黄卫民.浅析混凝土裂缝成因和防治措施[J].中国水运，2006(6).