水利工程中混凝土裂缝控制及施工管理探讨

马峰

济宁市梁济运河管理处 山东 济宁 272000

前言

在水利工程施工中，如果出现混凝土裂缝，必然影响到混凝土质量，也造成水利工程整体质量出现一定的影响。在现阶段的水利工程施工中，混凝土开裂一方面会造成水利建筑物内部钢筋出现腐蚀和锈蚀的现象，从而降低了钢筋混凝土的使用寿命和结构承载力，另一方面，也极大地影响到水利工程下游人民的生命财产安全，对施工单位和有关部门的形象有较大的负面影响。

1 水利工程施工中混凝土裂缝产生的原因分析

1.1 水泥水化热的影响

混凝土浇筑过程中的热源来自于水泥的水化生热，水泥水化热一般是在浇筑后短期内集中放热。由于大量的水化热集聚在混凝土内部缓慢释放出来，故一般地，混凝土中心温度高，而外表面温度较低，因而在混凝土内外产生较大的温度梯度，使其内部产生压应力，表面产生拉应力。而当拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时混凝土表面就会产生裂缝。

1.2 力学形变引起的裂缝

施工中在混凝土未达到规定强度，过早拆模，或者在混凝土未到终凝时间就上荷载等，这些因素都可直接造成混凝土楼板的弹性变形，致使混凝土早期强度低或无强度时，承受弯、压、拉应力，导致混凝土裂缝。

1.3 温度引起的裂缝

大体积混凝土结构在施工期间，外界气温的变化对防止大体积混凝土裂缝的产生有较大影响。混凝土内部的温度是由浇筑温度、水泥水化热的绝热温升和结构的散热温度等各种温度叠加之和组成。如果外界温度的下降过快，会造成很大的温度应力，极其容易引发混凝土的开裂。另外，外界的湿度对混凝土的裂缝也有很大的影响，外界的湿度降低会加速混凝土的干缩，也会导致混凝土裂缝的产生。

1.4 配比不当引起的裂缝

这主要体现在实际工作中在高强砼的水灰比的取值上没有严格控制在0.24～0.38之间，而在普通砼的水灰比而言，也没有控制在最大到0.6。相反，在水泥水化后，多余的水分就残留在混凝土中，形成水泡或蒸发后形成气孔，减少了混凝土抵抗荷载的实际有效断面。根据力学分析，在荷载作用下，可能在孔隙周围产生应力集中，使楼板表面出现裂缝。

1.5 施工不当产生裂缝

在施过程中也会经常产生一些意料之外的裂缝，这种裂缝是人为的，是施工过程中没有按照规范要求施工的结果。这种裂缝中只要施工人员严格按照规范规定认真施，一般不会出现这种裂缝，这种裂缝形式多样，有凸凹缝，高低缝等多种[1]。

2 水利施工中混凝土裂缝的控制

2.1 要加强温度方面的控制

主要是尽量选用低热或中热水泥，如矿渣水泥，粉煤灰水泥等；采用改善骨料级配，用干硬性混凝土，掺混合料，加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量，将水泥用量尽量控制在450kg/m3以下。降低水灰比，一般混凝土的水灰比控制在0.6以下。在混凝土中埋设水管，通入冷水降温，减小混凝土的内外温差，减小约束。

2.2 要采用合理的施工方法

一要混凝土的拌制。要严格控制原材料计量准确，同时严格控制混凝土出机坍落度，要尽量降低混凝土拌合物出机口温度。二要混凝土浇筑过程质量控制。浇筑过程中要进行振捣方可密实，振捣时间应均匀一致以表面泛浆为宜，间距要均匀，以振捣力波及范围重叠二分之一为宜，浇注完毕后，表面要压实，抹平，以防止表面裂缝。另外，浇注混凝土要求分层浇注，分层流水振捣，同时要保证上层混凝土在下层初凝前结合紧密。避免纵向施工缝，提高结构整体性和抗剪性能。尽量避开在太阳辐射较高的时间浇注，若由于工程需要在夏季施工，则尽量避开正午高温时段，浇注尽量安排在夜间进行。

2.3 要精心选择混凝土材料

要选用收缩性较低的水泥，合理搭配水泥强度等级与混凝土强度等级之间关系。一般情况下，水泥强度比所使用的混凝土强度大一个等级。如配置C30混凝土，使用强度等级为42.5的水泥比较合适，可以达到合理的水灰比，保证施工质量。切记不能只为片面追求经济效益，使用高标号水泥，大水灰比的配合比。

2.4 要精心选择处理工艺

主要有一是表面处理法，包括表面涂抹和表面贴补法。表面涂抹适用范围是浆材难以灌入的细而浅的裂缝，深度未达到钢筋表面的发丝裂缝，不漏水的缝，不伸缩的裂缝以及不再活动的裂缝。二是表面贴补法。适用于大面积漏水(蜂窝麻面等或不易确定具体漏水位置，变形缝)的防渗堵漏。三是填充法。用修补材料直接填充裂缝，一般用来修补较宽的裂缝，作业简单，费用低。宽度小于0.3mm，深度较浅的裂缝，或是裂缝中有充填物，用灌浆法很难达到效果的裂缝，以及小规模裂缝的简易处理可采取开V型槽，然后作填充处理。四是灌浆法此法应用范围广，从细微裂缝到大裂缝均可适用，处理效果好。

2.5 要加强精心养护管理

按《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002)混凝土应保证湿润养护不少于28天。由于采用普通硅酸盐水泥，混凝土早期水化热较大。经量测，一般在浇筑后24h左右，内部温度即可达到最大值（约33℃），而此段时间为前期养护时间，此时因规范要求钢筋模板尚不能拆除，还不能直接进行表面洒水降温，主要采取节水保湿养护膜加盖彩条塑料布进行覆盖，能有效保湿，气温较高时，水分蒸发比较快，应经常揭开查看，必要时局部有必要进行补水。当混凝土表面强度达到标准后，对混凝土表面进行全天候养护28天，此时混凝土内部温度已降至18℃。通过洒水降温的对比观察，采取对洒水降温的明显比未对混凝土板表面覆盖彩条布表面洒水降温的混凝土产生裂缝好很多，因此，混凝土养护应从贴养护膜前对混凝土板表面覆盖彩条布洒水降温开始[2]。

3 结束语

综上，作者根据实践，对混凝土裂缝问题进行深入的总结和探讨，分析了裂缝形成原因并提出控制措施，有利于提升水利工程的整体建设质量。