水利工程中混凝土裂缝的防治

李晓东

（延寿县山河灌区， 黑龙江 延寿 150700）

1 概述

在很多大型的水利工程建设中，因为混凝土自身的问题及各种外力因素的影响，在其表面就产生了很多的裂缝，这些裂缝的产生不仅影响水利工程的整体稳固性，而且还会对工程的结构强度造成破坏，严重地影响了水利工程的使用寿命，为水利工程的后期使用造成隐患，此外混凝土表面产生裂缝也会增加内部钢筋的锈蚀程度，进而降低水利工程的使用年限。所以说我们应该对水利工程中的混凝土裂缝问题加以关注，提前做好防范措施。一旦发生了，就要采取补救方案。通过大量的实践表明，引起混凝土裂缝的因素有很多，下面我们就具体阐述一下导致水利工程出现混凝土裂缝的原因及相关的解决措施。一般情况下，根据裂缝产生的原因，我们把裂缝分为两种，一种是荷载引起的裂缝，一种是非荷载引起的裂缝。

2 荷载作用引起的裂缝

2.1 在水利工程混凝土结构中，经常会受到荷载的影响，这主要因为水利工程的截面混凝土的应力超过了混凝土自身的拉伸极限。这也是荷载作用引起裂缝的一个原因。在实际的施工过程中，这种裂缝产生一般都是在荷载作用最强的地方。如果荷载和混凝土自身的极限应力相同，那么裂缝就会在最脆弱的地方产生。

2.2 通过实践证明，目前避免荷载作用产生裂缝的主要方法就是使用科学合理的配筋。一般来说，应该实际的施工过程中，选择粘结力比较好的混凝土，这样就可以有效的控制内部钢筋的应力，在选取钢筋时，应该尽量选取直径比较细的，而且分布要比较均匀。

3 非荷载引起的裂缝

3.1 温度变化引起的裂缝

3.1.1 水利工程建筑会受到温度的影响而发生变形。混凝土的收缩能力是有限的，当周围的温度变化时，一旦超过了混凝土自身的变形能力，就会产生裂缝。

当前，针对这种情况采取的措施，一种是在水利工程中直接设置伸缩缝，另一种就是允许混凝土出现变形。

3.1.2 这种现象也是造成混凝土裂缝的最主要原因之一。在混凝土浇筑完成以后，就是硬化的过程，水泥和水会发生某种化学反应，产生大量的热，使混凝土表面的温度升高，而混凝土内部的温度相对较低，内外温差过大，就会导致外部受到很大的拉力，导致混凝土裂缝的产生。在水利工程混凝土硬化的开始阶段，因为混凝土刚刚浇筑完成，所以强度很低，假如产生的应力超过了混凝土自身的应力强度，就会产生裂缝。

针对这种裂缝，我们可以采取如下措施：尽量减少水灰比例，基本控制在不超过零点六；在选择混凝土原料时，应该尽量选择低热的水泥，这样才能够保证混凝土硬化过程中，内外的温差不至于过大，减少裂缝的产生；在满足混凝土要求的前提下，尽量减少使用水泥，基本控制在每平方米450千克范围内；在搅拌混凝土时，应该使用新型的搅拌方法，这样就可以降低混凝土浇筑的温度，进而减少混凝土内外的温差，避免裂缝的产生；减少温度裂缝的产生，主要就是控制混凝土内外的温差，我们可以在混凝土内部加入一些外加剂，降低混凝土的水热化，增加混凝土的散热性；在施工过程中，应该避免大面积的混凝土浇筑，尽量采用小面积的分层分块的浇筑，有助于混凝土的散热；在北方的冬季，应该做好混凝土的防寒措施。

3.1.3 构件硬化成型后，在使用中，如果温度较大，构件内部温度梯度就极大，也会引起构件开裂。

3.1.4 预防产生比类裂缝的措施是：采用隔热（或保温）措施，尽量减少构件内部温度梯度，在配筋时应考虑温度力的影响。

3.2 混凝土收缩引起的裂缝

3.2.1 混凝土在空气中结硬时，体积要缩小，产生收缩变形，当受到约束时，就可能导致裂缝的产生。

3.2.2 在配筋率较高的构件中，由于钢筋对周围混凝土的约束作用增强，混凝土的收缩也会受到钢筋的限制而产生拉应力，引起构件局部裂缝。

3.3 混凝土塑性坍落引起的裂缝

3.3.1 混凝土塑性坍落发生在混凝土浇筑后的头几个小时内，这时混凝土还处于塑性状态，如果混凝土出现泌水现象，在重力作用下混合料中的固体颗粒有向下沉移而水向上浮动的倾向。这种移动当受到钢筋骨架或者模板约束时，在上部就容易形成沿钢筋长度方向的裂缝。

3.3.2 预防措施是：要仔细选择集料的配级，做好混凝土的配合比设计，特别是要控制水灰比，采用适量的减水剂；施工时混凝土既不能漏振也不能过振，避免混凝土泌水现象的发生，防止模板沉陷；如果发生这类裂缝，可在混凝土终凝以前重新抹面压光，使裂缝闭合。

3.4 基础不均匀沉降引起的裂缝

3.4.1 基础不均匀沉降，使超静结构受迫，从而导致裂缝。

3.4.2 防止基础不均匀引起裂缝的措施是：根据地基条件及上部结构形式，采用合理的构造措施及设置沉降缝。

3.5 冰冻引起的裂缝

3.5.1 水在结冰过程中，荷重要增加，因此，水在设灌浆或灌浆不饱满的预应力构件孔道中结冰，就可以产生沿着孔道方向的纵向裂缝。

3.5.2 预防冰冻裂缝的措施：在建筑物基础梁下填一定厚度的松散材料（炉渣）。

3.6 钢筋锈蚀引起的裂缝

3.6.1 原因：钢筋的生锈过程实际上是电化学反应过程，这种效应可在钢筋周围的混凝土中产生胀拉应力，如果混凝土的保护层比较薄，不是以抵抗这种拉应力时，就会沿着钢筋形成一条顺筋裂缝。顺筋裂缝一旦产生，又进一步促进钢筋锈蚀程度的增加，形成恶性循环，最后导致混凝土保护层剥落，甚至钢筋锈断。这种顺筋裂缝对结构的耐久性影响最大。

3.6.2 预防措施：防止顺筋裂缝的措施是提高混凝土的密实度和抗渗性，适当加大保护层的厚度。

3.7 碱——骨科化学反应引起的裂缝

3.7.1 原因和分析：碱——骨科反应是指混凝土孔隙中水泥的碱性溶液与活性骨科（含活性Si02）化学反应，生成碱——硅酸凝胶，碱硅胶温水后可产生膨胀，使混凝土胀裂，开始时在混凝土表面形成不规则的细小裂缝，然后由表及里地发展，裂缝中充满了白色深沉。

3.7.2 预防措施：碱——骨科化学反应对结构件的耐久性影响极大，为了控制碱——骨科的化学反应速度应选择优质骨科和低含碱量水泥，并提高混凝土的密实度和采用较低的水灰比。

结语

在水利工程建筑中，裂缝是一种比较常见的现象，混凝土裂缝的产生不仅会影响整个工程的稳定性，还会降低建筑物的整体使用性，加快内部钢筋的锈蚀程度，降低混凝土的强度，严重地影响水利工程的使用年限。因此，建筑行业必须加强对混凝土裂缝的关注程度，把解决裂缝问题作为重点工作之一。根据工程的具体情况来提出相应的解决办法，进而推动水利工程施工建设的发展，促进我国水利事业的快速前进。

[1]李常升.水利工程质量监控与通病防治全书[M].北京：中国环境科学出版社，1999.

[2]黄国兴，陈改新.水利工程混凝土建筑物修补技术及应用[M].北京：中国水利水电出版社，1986.