混凝土裂缝在水利工程中产生的原因及防治

谢建强（山西省运城市水利建设工程局，山西　　运城　044000）

混凝土裂缝在水利工程中产生的原因及防治

谢建强
（山西省运城市水利建设工程局，山西运城044000）

摘要：自古农业就是事关国家生计的大事，而农业的成功与否又离不开水利工程的支持。进入新世纪以来，我国加大了对于水利设施的投入力度，大量的在建或新建水利工程上马。在水利工程的建设过程中，水泥混凝土是主要用料，其具有建设速度快、凝固后强度高、防水效果好等优点，在现今的水利工程中被广为使用。但是在水利建设工程中发现，水泥混凝土的使用普遍存在的裂缝问题影响了水泥混凝土的使用效果。本文将在分析影响水泥混凝土使用效果的基础上提出如何做好水泥混凝土裂缝的防治措施。

关键词：水泥混凝土；裂缝；危害；防治措施

在水利工程的建设过程中，水泥混凝土是现今广为使用的一种材料，但是在使用过程中，由于水泥标号选用不当、水泥混凝土浇筑不到位以及运行管理不善，或者是水泥混凝土在水利工程中的使用条件改变承受额外的附加载荷，或者是材料老化等都会使得水利工程中的水泥混凝土出现裂缝，这些裂缝会使得水利工程的防水效果大打折扣，从而影响水利工程的使用寿命。本文将在分析水利工程中的水泥混凝土产生裂缝的基础上提出一些针对性的防治措施，确保其使用寿命。

1　水泥混凝土裂缝对水利工程所造成的危害

水利工程主要起到引导水流的作用，其使用要求就是需要具有良好的防水效果和可靠的耐用性。如在水利工程中出现混凝土裂缝将会使得水利建筑产生渗漏，初期的裂缝是轻微的，但是随着水流的渗入及水流压力的作用，会使得混凝土裂缝的宽度和长度逐渐扩大，并逐渐演变成大裂缝从而使得水利工程的使用寿命大打折扣。通过对造成水利工程失效的原因调查后发现，有将近6成的损坏是由于混凝土裂缝而造成的。随着水泥混凝土裂缝的不断扩大，严重时所产生的贯穿性裂缝将有可能导致混凝土结构物的安全损坏。

2　水利工程中水泥混凝土裂缝产生的原因分析

造成水利工程中的水泥混凝土结构物产生裂缝的原因是多方面造成的，通过对造成水泥混凝土产生裂缝的原因进行对比分析后发现，可以将所有的裂缝根据其特性分为荷载和非荷载作用而产生的裂缝。

2.1荷载作用而产生的水泥混凝土裂缝。在进行水利工程的建设过程中总是处于带缝工作的，而且此类缝隙的方向总是与主拉应力的方向垂直，一般此种拉应力起源于荷载效应最大处。而一旦水泥混凝土所遭受的荷载效应相同，则水泥混凝土裂缝将首先在混凝土抗拉能力最低的地方产生。

2.2非荷载作用而产生的水泥混凝土裂缝。除了以上介绍在于混凝土凝固硬化的过程中导致混凝土出现内部的应力而产生的裂缝外，还有其他一些硬性因素会导致水泥混凝土出现裂缝，例如：由于温度的变化而产生的裂缝，由于水泥混凝土在硬化的过程中会由于水化作用而产生大量的热，当进行水利工程的大量的水泥混凝土水化时会在内部产生大量的热，由于此部分的热而使得水泥混凝土的内外出现较大的温差，从而使得水泥混凝土的结构内部受压，外部受拉，而在水泥混凝土的硬化初期，其抗拉能力不强，当水泥混凝土水化过程中由于发热而导致的拉应力超过其抗拉极限时，则会在水泥混凝土表面产生裂缝。还有就是在水泥混凝土热胀冷缩的过程中所产生的体积变化，由于水泥混凝土受到约束力的制约，使得水泥混凝土内部产生了温度应力，同时由于水泥混凝土的抗拉能力不强，在受到温度及体积变化所产生的拉应力的作用下会产生裂缝，最明显的由于温度变化及体积变化所产生的裂缝是由于太阳的暴晒而产生的裂缝。同时在水泥混凝土构件硬化成型后，如果构件内外的温差较大也会使得构件内部的温度梯度加大，从而导致水泥混凝土构件产生裂缝。除了由于温度变化而导致的水泥混凝土裂缝外，在水泥混凝土凝固过程的变形及施工操作不当也会导致水泥混凝土裂缝的产生。例如：在水泥混凝土的硬化过程中，体积的变化会导致混凝土表面及内部产生约束力，从而使得水泥混凝土产生裂缝。而在施工的过程中，在混凝土浇筑完成的最初几个小时，由于水泥混凝土还处于流质状态，在受到重力的作用下很容易会出现塑性坍落，而如果水泥混凝土搅拌不均将会导致泌水现象，水泥混凝土中的砂石等将会沉积到下部，这种移动会使得水泥混凝土产生裂缝。在水泥混凝土在使用的过程中由于受到侵蚀性水的作用而导致内部的钢筋产生氧化作用，使得形成体积较大的氧化铁，氧化铁体积的增大将会使得混凝土内部产生较大的作用力，使得混凝土沿着钢筋的方向产生顺筋裂缝，而此种顺筋裂缝对于水泥混凝土的耐久性的影响最为巨大。

3如何做好水利工程中水泥混凝土裂缝的防治

在水利工程中的水泥混凝土裂缝的产生主要是由于原材料问题、施工工艺不当以及后期硬化过程中保养不当等所造成的。在水泥混凝土选材及物料的配比过程中，要严控原材料的质量，并通过试验选出最优配合比，从而提高水泥混凝土的性能，同时在水泥的选用上尽量使用低热或中热降低矿渣水泥、粉煤灰水泥等，在其中加大砂石等的用量，降低水灰比并将其控制在0.6以内，通过掺加粉煤灰或高效减水剂来降低水泥的用量，并降低水化热，并在混凝土的搅拌阶段可以采用“二次风冷”的新工艺来降低水化热所产生的温度，减少内外温度差，同时在搅拌的过程中通过添加具有减水、增塑、缓凝作用的添加剂从而改善混凝土的流动性，降低水化热。在完成了混凝土的搅拌后，需要采用分层、分块的浇筑方式，并结合工程进度合理的安排施工工序，并在大体积混凝土的内部设置冷却管道来减少水化热的热量，并在浇筑完成后采取合理的混凝土养护措施，使用草帘、麻袋等进行覆盖并按时浇水。在冬季进行混凝土施工时需要做好混凝土浇筑后的保温措施，以减少内外温度差。

结语

水泥混凝土是在水利工程中使用较多的一种材料，其主要承担的是水利工程的结构安全及防渗要求，所以，做好水泥混凝土的裂缝的防治工作十分重要。水泥混凝土裂缝的产生不但会使得水利工程的抗渗性能下降，使得水利工程的承载力下降，还会进一步影响水利工程的使用寿命及使用安全。本文在分析水泥混凝土裂缝产生原因的基础上提出了如何做好水泥混凝土裂缝的防治工作，保证水利工程的建设质量。

参考文献

[1]李常书．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]刘军．试论常见水土混凝土裂缝的种类及预防措施[J]．甘肃科技纵横，2008．

中图分类号：TU37

文献标识码：A