水工建筑混凝土裂缝的成因与预防策略

曾志坚

随着人们对于自然开发的程度不断加大，各种巨型的水利工程建筑出现在世人眼前，为人们的生产生活带来了越来越多的便利。但是在很多水工建筑的主体混凝土部分，经常会出现由于各种原因出现裂缝而导致结构损坏的现象。经过研究分析，造成混凝土裂缝的两个最主要的因素就是对于施工温度和湿度的控制，但是水泥选择、人工养护等因素也不可忽视，接下来我们分析研究水工建筑混凝土裂缝形成的原因，并探讨针对性的解决措施。

1 水工建筑混凝土裂缝成因

（1）由于温度变化原因导致混凝土出现裂缝，混凝土出现裂缝最多的时期一般是混凝土浇筑的初期，这个时候由于内部混凝土还没有完全凝固，其结构也没有达到一个相对的稳定，一旦在这个时候混凝土表面出现巨大的温差，就很容易造成混凝土表面裂缝的产生。所以在温差较大的环境下施工时，要对混凝土进行全面有效的保护措施，比如在混凝土表面覆盖一层保温材料，采用人工物理改变温度的方法控制混凝土表面温度等等。

（2）关于水泥选择方面的原因。我们都知道水泥在凝固的过程中会释放出大量的热量，其内部的温度和外部的温度有很大的差异，如果施工过程正好在寒冬阶段，那混凝土就会出现内部“火热”，外表冰寒的巨大温差，这样的温度梯度很容易造成混凝土表面的大量裂缝产生。要想有效的避免这种情况的发生，首先要从水泥的本身着手，即要让水泥的内部和外部的温度差最小。

（3）湿度控制方面。湿度的不同也会使混凝土内部出现干缩的现象，进而导致裂缝的产生，如果干缩现象与前面的温差现场的效果进行叠加，则会使混凝土产生大纵深方向的裂缝，加速混凝土的破坏，所以对于湿度的控制同样不可忽视。

2 水工建筑混凝土裂缝预防措施

针对混凝土在凝固过程中内部放热之后与外部的温度差，目前普遍采用的是中期通水的施工方法，通水的时机应该根据混凝土凝结过程的实际情况来判定，在接缝灌浆的过程中，一般会埋设一定密度的通水管道，这些管道就负责在混凝土凝固的过程中进行冷却。最近水工建筑施工人员又发明了一种对抗温差变化的新方法，即在施工过程中对混凝土内部掺入一定量的冰水混合物，这样可以将混凝土内部的温度较长时间的保持在零度左右，冰水混合物可以在吸收混凝土放出的热量之后温度不上升，有效的减少混凝土内外的温度差。

水泥选择方面预防混凝土裂缝的措施为在混凝土的内部采用热量释放比较低的矿渣水泥、新型煤粉灰水泥等等，相对于混凝土的内部，外部的混凝土水泥的选择则要以内部的混凝土为基准，在合理的评估施工环境的温差情况下，采用释放热量与内部混凝土温差不大的水泥。除此之外，外部水泥的选择还要注意其凝固之后的耐磨性、抗腐蚀性、高强度等因素，以保证混凝土表面不会因为水工建筑环境的水流冲刷造成过大的影响。

最后是关于混凝土裂缝的湿度原因解决方法，要想解决干缩所产生的问题，首先要了解湿度变化与干缩变形之间的相对关系。这种相对关系主要指的是混凝土内部的湿度梯度对于混凝土内部的结构受力产生的影响、混凝土内部的水分扩散特点以及混凝土内部的微小空隙对于湿度的影响等等。相关的建筑行业人员通过多次试验总结出了如下的公式：

Dh（H，D）=Dh（H）/1-D 其中 Dh（H）代表没有将损伤问题考虑在内的湿度扩散系数，Dh（H，D）是考虑到损伤过后的湿度扩散系数，D为损伤参数。

混凝土湿度扩散不均匀会导致其表面的拉应力变化最终产生裂缝。由于施工的前期混凝土弹模相对较小，随着拆模工作的进行，表面的湿度变化也开始随着加快，所以后期的拉应力会比前期的大很多。所以需要将解决问题的重点放在混凝土浇筑的早期以及混凝土拆模工作进行完成之后。混凝土湿度控制的方法相对较多，最常用的是定期给混凝土表面进行洒水润泽，这样可以有效的保持混凝土表面以及浅层的湿润，以减少因为湿度因素产生的裂缝。除此之外，保持混凝土湿度的方法还有利用一些密封的材料对混凝土表面进行覆盖，这样可以减少混凝土内部水分的蒸发损失；在炎热地区采用遮阳的方式降低混凝土表面的温度，以减少蒸发的水分损失；混凝土搅拌过程中充分搅拌以及反复均匀搅拌则可以使混凝土内部的湿度条件保持均匀合理。

3 对于水工建筑混凝土裂缝的其他预防措施

前面介绍到的几种情况是水工建筑中混凝土裂缝产生的最主要原因以及其相对应的预防措施，但是在水工建筑的实际使用过程中，这些措施是远远不够的。

首先需要做的是对于水工建筑的定期巡查，及时发现一些对混凝土产生威胁的因素，比如某地区水质情况变化导致水中化学元素增多进而腐蚀混凝土。另外与水工建筑连接的一些钢筋等建筑材料也需要纳入混凝土的养护范畴中，因为钢筋生锈体积会先膨胀，之后锈渣脱落使得其体积变小，这个过程中如果钢筋与混凝土是紧密相连的，就会对混凝土表面产生一定的损坏，这种损坏逐渐积累，最终也会产生“千里之提，溃于蚁穴”的效果。

4 结束语

综上所述，水工建筑混凝土裂缝预防策略研究是非常重要的，它改善了建筑工程质量，提高了人们生活水平，实现经济均衡发展，作为水工建筑混凝土裂缝预防人员，一定要提高自身工作素质，要及时发现问题并处理，并向上级部门提出解决措施，确保我国水工建筑混凝土裂缝预防安全运行，从而提高经济效益。