水工混凝土表面裂缝产生的原因及对策分析

张宝艳

水工混凝土表面裂缝产生的原因及对策分析

张宝艳

（临县水利局 033200）

混凝土表面裂缝是水利工程中最常见的一种问题，但如果处理不慎，极易发展成深层裂缝，严重威胁整个水工建筑物的安全；本文选取水工混凝土为研究对象，对其产生表面裂缝的原因进行了分析，同时提出了相应的建议。

水利工程；水工混凝土；施工技术

在水利工程中，混凝土表面出现裂缝的原因众多，且普遍存在难以治理的问题，在前人分析和研究的基础上，本文针对这一问题进行探讨，并提出相应的措施及建议。随着科学技术及信息时代的发展，水利主管部门及施工企业应对出现的水利施工新技术加以充分的利用与推广，主要达到两个目的：①通过对先进技术的有效利用，实现科技资源共享；②水利施工企业应充分认识到信息知识的重要性，及时把控相关信息资源发展的新动态，以实现科学技术创新。

1 水利工程施工的特点

总体来说，水利工程具有以下几个特点：

（1）水利工程在建筑物的稳定性、承压能力、耐磨性及防渗性等方面具有较高的要求，在具体的施工过程中必须要提高警惕，并严格按照相关规范规程进行施工与管理，保证建筑物质量。

（2）随着我国科学技术的发展，近年来，我国在水利工程的建设方面取得了举世瞩目的成效，很多新型建筑材料及大型的、专业化的施工机械逐渐投入到了水利工程的建设行列中来，我国的水利工程建设逐渐由传统的人力施工走向了机械化施工。

（3）由于水工建筑物对地基承载力具有较高的要求，所以，在水工建筑物建设之前，需要通过专业化的手段并按照施工标准对地基进行特殊化的处理。

（4）水工建筑物施工受季节性影响较为明显，所以，在应充分分析当地的水文条件及气候环境，根据水工建筑物的特性对施工进行具体的安排，同时应制定相应的防洪与度汛预案，并设置相应的职责岗位，进而为水工建筑物的正常施工提供保障。

2 水工混凝土表面产生裂缝的原因

2.1 水化热大

水工混凝土具有体积大、建设周期长、建设难度大等特点，所以，水泥水化热难以散发，很容易出现体积变化的现象。由于体积的变化，致使混凝土内产生外部约束力与内部约束力：

（1）外部约束。由于新混凝土的建筑是在老混凝土或岩石上完成的，所以其体积变化主要受到两种外部因素的制约：①岩石；②老混凝土；初期，水泥水化热处于急剧上升的趋势，体积逐渐膨胀，完全处于一个受压状态，但由于混凝土的弹性模量较低，致使其产生了较小的压应力；后期，水泥水化热逐渐减少，这时的水泥水化热量要低于散热量，温度逐渐下降，由于受到以上两种外部因素的制约，体积在收缩过程中由初期的受压状态变成了受拉状态，在这种情况，混凝土内部便产生了一定的拉应力，致使水工混凝土表面出现了裂缝。

（2）内部约束。混凝土内部的水泥水化热难以在短期内散发完毕，但其表面的水泥水化热会及时散发，这时便出现了“内外”温度不均的现象，最终产生表面裂缝。

2.2 混凝土抗拉能力低

混凝土不同于其他材料，其不具有很强的抗拉能力，可以说，混凝土的抗拉强度还没有其抗压强度的1/10；所以，水工混凝土如果在温度发生变化时，其内部产生的拉应力往往会超过其极限抗拉强度，致使混凝土产生裂缝。

3 防止水工混凝土表面产生裂缝的主要措施

3.1 原材料的控制

水泥：水工混凝土对水泥的采用应符合国家现行规定，对于大体积混凝土而言，应采用一些发热量低的普通硅酸盐水泥，其目的就是为防止温度变化而出现裂缝。

细骨料：在细骨料的选择上，宜选用细度模数在2.4～3.0之间的中砂，如果所选砂子过粗，在混凝土的搅拌过程中极易出现离析现象；若砂子过细，那么就势必会增加水泥的用量，如此便增加了混凝土的收缩量。由于沙子中掺和有能降低混凝土耐久性及强度的有机质等，所以，在采用砂子之前，应对其进行检测。

粗骨料：应科学计算出粗骨料级配，在遵循各级施工原则的情况下，尽量增大粗骨料粒径，以降低对水泥的用量，进而来提高整个混凝土的密实度。

配合比：按照施工要求及相关规定，对混凝土配合比进行科学的计算，确定各掺和比的科学比例。对于大体积混凝土而言，在设计其配合比时，应少量掺加一些外加剂如缓凝剂等，以降低水泥水化热。

3.2 减小温度变形

3.2.1 拌和制冷并控制出机口温度

采用拌和制冷的目的就是对混凝土的出机口稳定进行控制。通常来讲，根据混凝土的浇筑区域及施工季节等来确定其出机口温度。对于一些主体建筑物的重要结构部位来说，冬季可采用自然入仓，除此之外，在其他季节，混凝土的出机口温度通常都应保持在7℃以下。为降低混凝土温度，通常还可以采用冷水搅拌、加冰搅拌等方法。

3.2.2 遮阳、覆盖与仓面喷雾调节环境温度

由于混凝土搅拌厂通常都与施工现场保持一定的距离，所以，为控制混凝土在运输过程中的温升，在混凝土运输过程中可以设置遮阳蓬，以此来控制温度上升；为进一步防止混凝土在浇筑过程中温度上升过快，应对浇筑层面予以覆盖，以避免太阳直射，同时采用喷雾降温的方式来控制整个浇筑仓面的温度上升，其中，喷雾降温包括仓面与拌合楼前等两种形式。

3.2.3 混凝土通水冷却

混凝土通水的目的就是控制其初期温度上升。通过混凝土内部通水，进而来控制其内部高温，确保其内部温度在允许最高值以下；混凝土中期通水的目的就是控制其内外温差，而后期通水是为了稳定其内部温度。

3.2.4 混凝土表面养护与保温

当混凝土浇筑结束之后，应对其表面进行养护，确保混凝土在一定的时间内，其温度与湿度保持相当，为混凝土的进一步硬化创造良好的条件，这也是提高混凝土强度及防治其出现裂缝的主要措施。

4 结语

随着科学技术的发展，我国在水利建设过程中取得了很好的成效；为进一步拓展水利工程的实效性，还需加大对水利施工技术的创新与探究，所以，我们应充分结合水利工程的施工特点，更好的来应用并推广新技术、新工艺。

[1]彭圣洁．建筑工程施工组织设计实例应用手册[M]．北京：中国建筑工业出版社，2014（16）.

[2]申爱琴．水泥与水泥混凝土[M]．北京：人民交通出版社，2012（17）.

[3]王志军．水工混凝土施工技术探讨[M]．上海：上海人民出版社，2013（11）.

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