水利施工中混凝土裂缝的分析和控制

于小苇

(辽宁省水资源管理集团有限责任公司，沈阳 110003)

0 引 言

混凝土出现裂缝是水利施工中比较普遍存在的现象，在水利工程中应用最广泛的一种材料就是混凝土，但由于它自身离散性较大、均匀性较差的特点，特别容易产生裂缝。混凝土一旦产生裂缝就会对建筑的承载力造成严重的影响，并且对抗渗性能也有一定的影响。所以，我们需要分析混凝土产生裂缝的原因，有针对性的提出预防混凝土产生裂缝的建议，保证水利工程的健康发展。

1 混凝土裂缝防治的必要性

混凝土裂缝在当前水利工程中屡见不鲜，是影响水利施工质量的主要因素。目前混凝土裂缝表现主要包括温度裂缝、干缩裂缝以及塑性裂缝等等。温度裂缝主要有两种形式，分别是 “外约束”裂缝和 “内约束”裂缝。“外约束”裂缝主要是由于混凝土受到外部的力在表面所产生的裂缝;而 “内约束”裂缝主要是因为混凝土内部质点之间的相互约束形成的裂缝。两者相比较来说，外约束对混凝土工程所造成的伤害更大，更容易引发其它的工程事故。

2 混凝土施工产生裂缝的原因

2.1 水泥在水化过程中释放大量的热量

水泥在使用过程中会产生大量的热，导致混凝土内部温度不断提升，混凝土在浇筑完成后的1-3d会产生大量的热，而此时产生的热量是总热量的1/5，而在接下3-5d中混凝土内部将会达到最高温度。不仅如此，外部温度的变化也会对内部产生极大的影响，其中内外温差大不仅会影响到温度应力和温度变形还会影响到混凝土的内部温度。混凝土的尺寸与内部温度成正比，如果温度高其内部就会膨胀，以此类推，如果温度低其就会收缩。如果内外温差特别大，混凝土就会出现裂纹。鉴于此，我们在施工中要重视对于内外温度的调节工作。

2.2 混凝土内外约束条件的影响

因为水泥与水相结合后会在混凝土内部产生大量的热，尤其是中心温度，会达到最大化，温度达到一定热时，混凝土就会出现膨胀的现象。而温度慢慢降下来之后，混凝土又会不断进行收缩，在收缩的过程中，在混凝土的中心地方会出现拉应力，当混凝土的抗拉强度负担不了拉应力的时候，混凝土就会出现裂缝。同时，如果混凝土早期温度升高特别快的话，由于混凝土弹性变小，就会导致混凝土聚变和抗拉松弛度提升。不仅如此，如果混凝土在徐变的时候会对其结构和构建的受力产生较大的影响，严重还会导致预应力的损失，给工程带来严重影响。如果，混凝土的温度突然出现变化，就会产生特别大的温差，对混凝土的接应力产生影响，如果接应力超过混凝土的承受范围，混凝土就会出现垂直的裂纹。

2.3 混凝土收缩变形的影响

在浇筑完混凝土后，尤其是在初凝和终凝这一点时间内，随着骨料和水凝浆结合等原因就会产生干裂缝隙和沉陷裂缝。与此同时，混凝土在硬化过程中，大量的水分会被蒸发干净，此时，混凝土在没有水的情况下表面就会快速收缩，同时中心部位收缩就会变慢，在中心混凝土约束的条件下，其表面就会产生大量的拉应力，从而产生裂纹。此外，水泥品种、水泥的多少、添加剂、施工手法和保养等都会导致混凝土干燥收缩现象。

2.4 水利施工过程及其现场护理的影响

在水利施工过程时，需要对现场的混凝土进行振捣，其振捣力度的大小也会对混凝土产生一定的影响，振捣力度过大就会使混凝土产生裂缝。对混凝土进行浇筑的时候，一般都在高空中进行，如果当时的风力过大或者太阳光过强这都会使混凝土的收缩值增大；与此同时，对混凝土进行现场的护理工作也很重要，如果护理的不及时，混凝土在早期就会出现脱水的现象，一旦脱水混凝土在后期就会产生裂缝。此外，混凝土产生裂缝还有个重要的原因就是因为模板的拆除的方式不够精准，模板拆除的时间都需要精准的把握才可以。以上的所有原因都会使混凝土收缩值过大，从而导致混凝土产生裂缝。

2.5 外部环境温度变化的影响

混凝土徐变的主要因素就是温度。混凝土内部发生的周期性变化与外界的温度的影响无关，混凝土的内部温度主要有三个方面组成:①水化热的温度，②浇筑混凝土时的温度，③混凝土的通风温度。同时，在混凝土建筑时是受到外界温度影响的，外界的温度越高浇筑混凝土的温度也就越高，二者之间成正比，混凝土会出现裂缝很重要的一个原因就是内外温差导致的。所以，在对混凝土进行温度控制的时候不仅要对内部温度进行控制也要对外部温度进行控制。控制外部温度是防止断裂的主要措施之一。

3 混凝土施工裂缝的有效控制措施

在水利工程混凝土施工的时候，裂缝现象时有发生，这就需要我们在施工的时候采取科学有效的施工措施来减少它的发生，对裂缝的产生进行有效的防护，科学避免大体积混凝土的裂缝。在具体施工的时候，我们要对各个环节的温度下进行科学的控制，提高混凝土的抗裂效果，不仅如此，我们还要完善对约束的管理，减少温度应力，科学合理的提高混凝土自身性能，并根据施工的具体情况作出处理，从而达到对混凝土裂缝的有效控制。

3.1 合理设计水利工程施工方案

在设计水利工程施工方案的过程中，需要对混凝土容易产生裂缝的地方重点注意，在构件材料截面允许并且不改变配筋率大小的条件下，我们要选择钢筋直径与间距之间最小的，这样一来，在施工过程中就能降低混凝土产生裂缝的概率。此外，混凝土的配筋过程也需要特别注意，在规格上一定要合适才可以，比如说要优先选取直径比较小以及间距小的钢筋，这样的钢筋不容易使混凝土产生裂缝。制定一套合理的水利工程施工方案是保证混凝土不产生裂缝的有效措施，所以，在开工之前必须确保施工方案的合理性。

3.2 做好施工设计，规范施工流程

水利施工的过程中要严格的依照施工要求及规范对混凝土施工进行设计，在此基础上形成科学合理的混凝土施工流程，使其能够严格依照规定顺利施工。对此设计人员就需要对严格的把控好施工中的重点区域，尤其是容易产生裂缝的地方更要特别的留意，对容易产生裂缝的地方要有针对性的控制手段，最大程度的降低混凝土产生裂缝的可能。除此之外，还要做好混凝土配筋加固设计，按照实际的工程情况来做施工设计确定配筋加固时的各项操作规程，最大程度上减小配筋对混凝土拉应力的影响，减小配筋加固过程中可能出现的混凝土结构问题。

3.3 合理选择施工原材料

在选用混凝土原材料的时候，我们可以选择矿渣硅酸盐水泥等产品来降低温度，合理的减少水化热现象。在选择加强对混凝土的和易性的时候，我们要选择有效的外加剂来降低水化热。在选择骨料来进行配置混凝土的时候我们要第一时间采用自然连续的材料。尽可能选择直径较大配级优良的石子。在选择骨料时，要选择中粗砂。在施工时通过改善对原材料的比例来提高混凝土的抗裂性能，更大的增加拉伸变形能力，在大体积混凝土施工时，要以微膨胀以及低收缩为主，进而加强对大体积混凝土抗断裂进行控制，以加强建筑物的总体质量。

3.4 合理控制过程温度

对大体积的混凝土的有效控制主要从以下2个方面入手：①控制入模温度，它的控制主要就是控制原材料的初始温度，方法就是在高温天气施工时使用一定量的地下水或者冰水拌和。②温度控制，把冷凝水管埋放在混凝土中，通过水的流动性和吸热性来降低其内部产生的热量，达到降低水化层温度的目的，对混凝土进行养护温度控制和科学合理的管理。

3.5 合理制定浇筑方案

在大体积混凝土浇筑方案要运用分层、分段、分缝式区域交错的方式进行处理，在连续性浇筑时，要对结构物的大小、材料的疏密程度和运输条件等进行合理的选择和确定。混凝土的浇筑可以分为两个部分，①分层，②分面。其中一定要注意，在进行第二层浇筑的时候，一定要在第一层混凝土还没有开始凝结而且还有一定热量的时候进行浇筑。并以此类推，直到浇筑过程完成。像这种施工方式比较适合面积过大，结构比较厚的工程。浇筑时，要从结构物短的一边开始，沿着长边进行。再进行分层或分段浇筑时，可以把它分成两个部分或三各部分进行处理，先中间后两端的模式主要运用在厚度较薄而直径较大的混凝土工程中。

4 结 语

综上所述，我国水利工程在施工工艺和施工经验上还要多多学习，要学会在施工中合理的组织施工，不仅如此还要加强对新技术的研究和实验，顺应时代潮流。在实际施工时发现问题要学会查阅资料并对问题进行收集整理，对混凝土温度变化等进行研究，科学的安排施工时间。从各个方面采取强有效的措施来提高对混凝土裂缝的控制。在水利工程施工中，混凝土在结构安全方面有着不可替代的作用，因此预防混凝土产生裂缝是很有必要的，混凝土承担着结构安全和防渗等作用，所以保证混凝土在施工中不出现裂缝是非常重要的。因此，有效的控制混凝土裂缝的产生和发展，对提高混凝土的结构质量，从而增加水利工程施工的安全都起着十分重要的作用，必须得到我们充分的重视，促进我国水利工程的良性发展。

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