水利工程中混凝土裂缝的原因及控制理论

郭伟

摘 要：水利工程中混凝土的质量是整个工程质量不可或缺的一部分，该文主要分析了混凝土质量产生裂缝的原因，叙述了控制混凝土裂缝的基本措施和处理方法，为水利工程中混凝土施工提供相关的技术支持，保证整体工程的质量和安全。

关键词：水利工程，混凝土，裂缝，成因，控制

水利工程上混凝土的裂缝，是被工程界较为关注的问题，荷载产生裂缝的继续扩展会危及结构的安全，结构的破坏也往往是从裂缝开始。变形产生裂缝的出现造成工程渗漏，影响正常使用，使钢筋锈蚀，保护层剥落，降低混凝土强度，严重损害工程耐久性，縮短工程使用寿命。此外还包含耦合作用下的裂缝和碱骨料反应膨胀应力引起的裂缝及冻融引起的裂缝。由于产生裂缝的微观与宏观机理的复杂性、动态变化性，它也是困扰工程技术人员一个技术难题。

1 混凝土裂缝产生的原因

1.1 施工管理制度不健全

施工管理制度不健全、组织管理落后，施工组织设计、施工图、规范组织施工没有真正落实到位，施工前准备工作不足，施工人员整体素质低，事故方案不明确，质量目标的控制和分解不到位，施工过程中存在制度执行力不足，管理制度的不健全导致了工程质量的不达标。

1.2 项目工程模板存在问题

模板及其支架的承载力、刚度和稳定性不符合建设要求，容易造成建设过程中模板变形，接缝漏浆。在浇筑混凝土前，撒水湿润不足或积水过多，模板清洁度不够，模板存在杂物，隔离剂涂刷不均匀或者未涂刷，地坪、胎模存在不平整、预埋件或预留孔洞安装不牢固、梁板起拱高度不达标、模板拆除时间存在差异性等问题都容易造成混凝土裂缝的产生。

1.3 混凝土施工问题

混凝土施工问题是影响混凝土裂缝的重要原因，施工过程中存在的问题也较多，对水泥、砂、碎石、外加剂等材料的品种、规格、级别要求不严格，混杂物较多，低于水利工程的质量要求；对于水泥的实际活性未及时测定，混凝土配合比合理的设计出现误差，甚至存在随意套用混凝土配合比，同时也存在对外加剂掺量控制不准确等问题；配合比称料不准确，用水量添加随意，混凝土坍落度混乱，搅拌过程中颠倒加料顺序，搅拌时间不进行严格控制，造成搅拌不均匀和离析现象；施工中振捣不实，发生离析、捣空现象，混凝土未能连续施工，振捣时间超过初凝时间；表面处理不当，未按规定的时间、方法对混凝土进行养护；放线误差过大，环境温度不适宜，气温低混凝土受冻等原因。

2 控制混凝土裂缝的技术理论

2.1 混凝土配合比的优化设计。

优化混凝土配比，可以通过掺入粉煤灰，选择减水剂，提高泵送流动度，前期对采集原材料进行试拌，配合比中尽可能地减少水泥用量，由于掺入适量的粉煤灰对改善混凝土的和易性，降低温升，减少收缩，提高抗侵蚀具有良好的作用，因此添加Ⅰ级粉煤灰，粗骨料采用二级配，控制水胶比在规范允许的范围内，都是优化混凝土配比较好的措施。

2.2 原材料的选择。

按照混凝土施工的要求，砂料细度模数控制在2.4以上，含泥量控制在1%以内，碎石针片状控制在10%以内，含泥量控制在1%以内，尽量使用低水化热水泥，控制原材料的质量的主要目的是让混凝土不产生收缩。

2.3施工条件选择。

混凝土的浇筑条件相对苛刻，施工时尽量避开高温、曝晒、降温、多风的天气，若施工条件有限，则要按照规程要求在施工时进行相应遮挡和保温措施。

2.4 施工过程控制。

第一，二次压光消除混凝土塑性收缩裂缝。塑性收缩裂缝是由于表面水分散失导致，发生在初凝至终凝期间，消除此类裂缝可以通过机械抹光机进行大面积、高强度的提浆抹光，可以提高混凝土的平整度和表面强度，在混凝土终凝前再进行二次人工抹压收光，可以较大幅度降低此类裂缝的产生概率。第二，约束裂缝控制措施。约束裂缝的产生是混凝土内外温差过大或收缩引起的约束拉力超过了混凝土的抗拉强度，在内外温差过大、气温快速降低时，应适时采取保温、保湿措施，做好气温预报，从而做到防护及时到位。第三，二次振捣法消除混凝土沉缩裂缝。对浇筑后坍落度已经消失并开始初凝的混凝土进行二次振捣，混凝土会出现重新液化，可以更好地消除粗骨料、钢筋下面的水膜，从而消除混凝土沉缩裂缝。

2.5混凝土干缩裂缝的控制措施。

混凝土存在空隙产生湿胀干缩，加强振捣使之密实，清除混凝土中的泌水，加强表面的抹压收光，掺加优质粉煤灰，降低水灰比，可有效地控制混凝土湿胀干缩裂缝产生。

2.6混凝土内部的温度控制。

大体积混凝土内部预先埋设热电耦测温，及时掌握混凝土内部的温升变化及内部最高温度的发生时间，通过蓄热保温措施让混凝土内外温差控制在25℃以内，可以通过两层农膜加干铺两层草袋的做法进行控温。

2.7混凝土的养护与保护。

混凝土良好的养护可使混凝土保持或接近饱和状态，水化作用速度最大，可以更好的减少混凝土裂缝发生概率，按照养护规范进行管理，一般保温、保湿养护的时间不少于14天。

3 混凝土裂缝处理方法

3.1 压力注浆法修补裂缝

压力注浆法可分为机械动力法和低压注浆法。机械动力法是通过压送设备将补缝浆液注入混凝土裂缝，以达到闭塞的目的，该方法属传统方法，修补效果较好。低压注浆法是通过弹性补缝器将注缝胶注入，不借用其他动力，操作简单，修补效果较好。

3.2 涂抹封闭法修补裂缝

涂抹封闭法是指在混凝土表面涂刷防水涂膜以封闭细微裂缝的修补方法，该方法适用于修补宽度小于0.20mm的细微裂缝。

3.3 开槽填补法修补裂缝

此方法要沿混凝土裂缝开凿成槽，用聚合物水泥砂浆将其填补封闭，适用于结构允许开槽而宽度较大但数量不多的裂缝。

混凝土裂缝，尤其是水利工程中的混凝土裂缝，它的质量好坏直接影响着水利工程运行的效果，更重要的是严重危及建筑物的使用寿命，进而影响社会和人民，所以施工技术人员必须要认真学习技术规范，在实践中要不断总结经验，提高发现问题、分析问题、解决问题的能力，对水工混凝土裂缝要采取以预防为主的方针，尽量杜绝出现问题后的修补。