水利施工中的混凝土裂缝成因及其控制措施

何长江

摘    要：水利工程施工过程中，经常都会使用混凝土材料，而混凝土出现裂缝的主要原因大多与自身的结构发生变化、外部环境变化或自身配比不合理等诸多因素有关。一旦裂缝出现就可能对混凝土防水性、承受能力以及耐久性能等这些方面产生比较大的影响。出现混凝土裂缝这种状况，有内部的因素以及外部的因素。就水利工程的质量问题本身而言，需要及时采取措施，控制混凝土裂缝，从而可以进一步促进水利工程的发展

关键词：水利施工;混凝土;裂缝成因;措施

1  引言

混凝土裂缝问题对于水利工程来说是有着直接影响的问题，直接关系到工程施工的质量。为了保证工程施工的效果，我们必须要首先掌握裂缝问题产生的成因以及解决策略。解决裂缝问题，才能保证水利工程长久稳定服务社会，发挥其重要作用。

2  水利工程混凝土裂缝类型

2.1  塑性收缩裂缝

该混凝土裂缝主要是由于混凝土中的水分流失较大而形成的裂缝，塑型收缩裂缝与土缩裂缝进行对比，其最大的差异体现在塑型收缩裂缝通常产生于混凝土完全凝固之前，土缩裂缝的形成则出现在混凝土完全凝固之后。混凝土土层受太阳暴晒或外界自然环境较强风力等的影响，容易导致混凝土表层所含有的水分被汽化挥发，混凝土内部及外部所受到的压力由此产生不平衡，最终导致了塑性收缩裂缝的形成。塑性收缩裂缝一般呈现中间较宽、两边较窄的状态，为水利工程项目日后的运行安稳埋下了巨大的隐患。

2.2  温差裂缝

导致温差裂缝的原理便是混凝土表层及内层的温度有着极大的差距，温差裂缝也由此而命名。水利工程施工过程中对混凝土进行浇筑及养护工作时容易出现温差裂缝，混凝土的主要构成部分为水泥，水泥由于水化热反应可快速释放出较大的热量，混凝土表层的热量可以较快的被散发，因而表层温度可较快的冷却下来。混凝土里层的热量则不易被散发而聚积下来，当温度差达到一定临界点时便形成了裂缝。水利工程施工中最容易产生温差裂缝的工程便是大坝施工及分缝。

2.3  干缩裂缝

干缩裂缝通常出现在结束混凝土的养护工作之后，结束后的15d内出现干缩裂缝的比例较大，形成干缩裂缝的主要原因一方面是因为对混凝土的养护工作不够科学合理，另一方面的原因则是外界自然因素的影响，二者共同交织作用下导致混凝土的水分流失极多，最终形成了较大面积的干缩现象，此时若土缩形成了较大的应力则会导致混凝土出现裂缝。此类裂缝外貌上呈现网状形态，干缩裂缝将对混凝土的抗压性能及抗渗水性能产生不利影响，造成混凝土结构使用寿命的缩短。

2.4  沉陷裂缝

出现沉陷裂缝的主要原因是混凝土结构地基的不均匀沉降，混凝土地基产生不均匀沉降现象是水利工程施工技术人员在施工过程中未对水利工程的软土地基进行科学合理的处理，软土地基的稳定性、强度等存在较大的缺陷从而造成了地基的沉降。沉陷裂缝的深度相较其余裂缝较深，沉陷裂缝的宽度受沉降地基深度及方向的影响，地基沉降深度越深则沉陷裂缝的宽度则越宽。除此之外，沉陷裂缝不受外部因素的影响。

3  混凝土裂缝防治措施

3.1  科学选择原材料

结合以往施工经验，混凝土裂缝问题的出现与原材料质量有较大的关联性。因此，在对此类问题进行防治时，首先要做好原材料的选择。在具体的操作环节中，应注意以下几点：（1）在砂子的选择过程中，优选连续级配、等级较高的人工砂，同时要求材料自身含泥量在3%以内，而且还要对材料进行碱活性检验，根据试验结果评估材料的可用性。（2）选择外加剂时，需根据当地的降雨量、平均温度、昼夜温差等进行选择，如常用的复合型外加剂、抗冻外加剂等。（3）在水泥的选择中，主要以普通硅酸盐水泥为主，结合水利工程的实际需要，还可以搭配火山灰水泥或矿渣水泥完成混凝土材料的配置，同时，应优选水化热较低，强度等级在42.5以上的水泥，从而减少裂缝的产生，为保证工程的施工质量奠定基础。（4）粉煤灰作为一种可以部分替代水泥的材料，结合水利工程特征，应优选一级粉煤灰，并且在拌和过程中，将粉煤灰添加量控制在40%以内，以确保混凝土易性。另外，拌和用水应以生活用水为主，自然界中的水体需要经过悬浮物、酸碱性测试，待满足条件后再进行使用，借此从根源上降低裂缝的发生概率。

3.2  控制混凝土的拌和过程

针对碱骨科反应造成的裂缝，应严格控制该反应的发生，可选择优质骨科和低含碱量水泥进行混凝土的配置，并控制水灰比。进行材料配置前，可以先进行原材料的检验和试验。通过试验对原料的使用效果进行分析，从而得出较为合理的配合比。同时在混凝土拌和过程中，也需要注意以下问题：（1）拌和顺序。在混凝土的拌和过程中，应使用后掺法完成添加剂的拌和，其他原材料在拌和期间也会按照拌和比例进行添加，单次添加量的误差控制在1%以内。（2）将原材料添加到搅拌机后，需要先进行干拌，时间在1～2min，拌和均匀后再向其中添加水和外加剂，继续搅拌约2min，然后对混凝土的坍落度、理化性质进行校验，满足要求后可以通过罐车或自卸车将混凝土运输到作业现场，从而避免混凝土出现提前凝结或者结块的情况，降低裂缝病害的发生概率。

3.3  混凝土浇筑过程的控制

混凝土的浇筑环节也是直接影响混凝土质量的关键阶段，主要需要注意以下内容：（1）严格遵循浇筑顺序，控制浇筑速度。在水利工程中，大体积混凝土结构较多，并且大体积混凝土由于体积庞大，非常容易出现温差裂缝，需要严格控制浇筑过程，减少裂缝的产生，例如，应遵循由下至上、由中间向两端的浇筑原则，还要控制浇筑速度，确保浇筑结果的均匀性。（2）应选择温度适宜，温差较小的天气进行混凝土浇筑，同时根据实际浇筑情况进行混凝土振捣，单次振捣时间不超过30s，以提高混凝土浇筑质量。

3.4  采用合理的养护方法

施工过程中，应在振捣操作之后进行混凝土表面的保温养护工作，具体可以采用保温材料覆盖、水冷法、真空气化法等，以做好温度控制，减少裂缝的产生。由于混凝土流动性较强，容易在早期发生塑性收缩裂缝、干燥收缩裂缝、温度裂缝等，因此，必須加强早期养护。养护主要是保持适当的温度和湿度条件。混凝土浇筑后，应覆盖一定厚度的草袋、麻袋片或塑料薄膜，过高或过低的环境温度以及较大的温度变化会引起表面裂缝。保温能减少混凝土表面的热扩散，降低混凝土表层的温差，防止表面裂缝。由于热扩散时间延长，混凝土强度和松弛作用得到充分发挥，使混凝土总温差产生的拉应力小于混凝土的抗拉强度，防止贯穿裂缝的产生。浇筑时间不长的混凝土仍然处于凝结、硬化过程中，水泥水化速度较快，适宜的潮湿条件可防止混凝土表面脱水而产生收缩裂缝。

4  结束语

混凝土裂缝是在水利工程施工过程中的常见问题，对于水利工程的施工效果有着重要影响。在新时期的工程领域发展趋势下，随着水利工程的规模扩大、结构愈发复杂，施工要求也越来越高，因此以上分析了混凝土问题成因及处理措施，与行业同仁共同思考。希望通过思考与总结，未来的施工方向能够更加明确。

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