水利工程施工中控制混凝土裂缝的技术研究

刘旭洋

摘  要：混凝土具有高强度、耐久性、可塑性、成本低等优点，因此广泛应用在建筑工程中。混凝土作为水利工程建设的主要建筑材料，混凝土施工质量直接关系到水利工程质量。由于混凝土硬化过程中，水泥发生水热化反应，释放大量的热量，导致混凝土结构内外温差大，引起收缩裂缝和温度应力裂缝，如果裂缝范围进一步扩大，可能威胁到水利工程的质量和安全。本文主要分析了水利工程施工过程中的混凝土裂缝原因，以及水利工程施工中控制混凝土裂缝的技术要点，希望提高混凝土结构的施工质量。

关键词：水利工程;混凝土裂缝;施工质量

引言：

水利工程具有防洪、灌溉、航运、发电以及进行水量的调节和分配等功能，满足人们生活、生产所需的用水。为了满足经济建设需求，全国各地大规模建设水利工程，水利工程的数量和规模不断扩大。混凝土是由水泥、砂石骨料、水、添加剂等构成的人造石材，是水利工程的主要建设材料。由于混凝土本身是一种多孔材料，混凝土硬化后，结构内部出现一定的裂缝，如果混凝土裂缝过大，则可能影响到混凝土结构的质量与安全。因此水利工程建设过程中，必须严格控制混凝土裂缝，通过添加减水剂、矿物质材料、钢纤维材料等，提高混凝土密實度和强度，减少混凝土的自收缩性和温差应力，提高混凝土的强度。

1.水利工程施工中的混凝土裂缝原因

1.1混凝土温度应力

混凝土材料浇筑后，混合物中的水泥发生水热化反应，并散发大量的热量，由于混凝土内部的散热条件差，导致结构内部的热量无法快速扩大，混凝土结构外部散热条件好，热量散发的速度比较快，从而导致内外温差比较大。如果混凝土结构的内外温差超过了混凝土材料的最大拉应力，则混凝土会出现裂缝。

1.2混凝土自收缩性

混凝土中含有一定的水分，水泥水热化现象，导致混凝土材料中的水分蒸发，造成混凝土体积干燥收缩，收缩性是检验混凝土强度的重要指标。混凝土的收缩量与混凝土的强度有关，混凝土强度越大，则混凝土的自收缩性越大。普通混凝土自收缩率为20-100 ，高性能混凝土自收缩可以达到200-300 ，如果混凝土的自收缩性比较大，混凝土中的大量水分被蒸发，混凝土结构出现变形裂缝[1]。

1.3施工不当

混凝土是由胶凝剂水泥、砂石骨料、水以及构成的混合材料，混凝土的强度不同各种材料的配比也不同。根据工程项目的需求，需要合理配置混凝土的配比，确保混凝土材料符合施工要求。在施工过程中，如果混凝土结构的配比不符合施工要求，可能影响到混凝土最终硬化效果，混凝土结构的强度、抗剪切力无法达到设计要求。在荷载和非荷载作用下，容易出现变形裂缝。其次，混凝土施工过程中，施工人员没有按照混凝土施工工艺作业，混凝土浇筑过程中，没有进行振捣、挤压，导致混凝土中含有大量多孔气泡，从而影响到混凝土的密实度。混凝土浇筑后，没有及时洒水、覆膜、铺草袋进行保养以及温度监测，导致混凝土结构产生温差应力过大，引起混凝土裂缝[2]。

2.水利工程施工中控制混凝土裂缝的技术

2.1实时监测混凝土结构的温度

水利水工建筑、围堰结构、大坝等结构需要大量的混凝土材料，混凝土结构体积大，施工过程中，难免出现温度裂缝，因此需要将温度裂缝控制在水利工程施工允许的范围内。利用测温仪和传感器，实时监测混凝土结构的温度变化，降低最高温升，降低混凝土结构表面的温度梯度和内外温差，让混凝土的温度分布均匀，温度梯度控制在合理的范围内，并有效控制混凝土结构的温度下降速度以及上下层温差，这样可以防止混凝土层间裂缝。具体操作方法如下：混凝土浇筑过程中，需要在混凝土底板的上、中、下位置设置温度传感器和测温仪，各个监测点的距离大于0.5米，实施监测混凝土材料的入模温度、施工环境温度、混凝土初凝温度。各个测点的测量时间从混凝土浇筑10小时后开始进行测量，混凝土浇筑后三天内2小时测量一次，3-7天之内4小时测量一次，7-15天内6小时测量一次，直到混凝土的温度相对稳定。如果混凝土结构在测量过程中，出现温度过高或者过低，需要及时查明原因，并采取相应的措施，防止混凝土裂缝进一步扩大[3]。根据《地下工程防水技术规范》的要求，混凝土中心温度和混凝土的表面温度差不能大于25℃，混凝土结构的表面温度与大气温度差异不能大于20℃，混凝土降温速度不能超过2℃/天。

2.2优化混凝土配比

混凝土本质是一种多孔的混合物，混凝土的水灰比、水泥品种、砂石骨料的配置和用量、成型以及养护都会影响到混凝土的强度。因此，必须合理配置混凝土各种材料的比例，才能改善混凝土的抗拉强度。混凝土在配置的时候，需要根据水利工程对混凝土的和易性、耐久性、强度等要求，选择合适的原材料，并进行科学配比。水泥选择普通的碳酸盐水泥，砂石骨料分为粗砂石和细砂石，粗骨料可以采用天然的岩石和鹅卵石进行破碎，选择颗粒直径大于5mm的碎石和卵石，含水率小于1%;细骨料是砂石颗粒直径在0.16—5mm之间的骨料，主要是天然砂石风华后形成或者不同矿物质颗粒形成的混合物，包括河沙、海沙。按照《水工混凝土施工规范》DL/T5144-2015的要求，细骨料的砂模数控制在2.8-2.85之间，含泥量小于3%。在选择材料的时候，必须按照《普通混凝土用砂质量标准及验收方法》的要求，将砂石骨料中的硫酸盐、淤泥、粘土、硫化物等有害杂质去除，以免影响到整个混合物的质量[4]。混凝土材料中的水采用自来水，为了减少水泥水热化现象，还可以在混凝土增加粉煤灰、减少剂等添加剂。粉煤灰可以减少混凝土材料的碱—集料反应，可以有效控制混凝土结构的温度裂缝，减少内外温差;减水剂可以减少水泥水热化现象，有效控制内部温度。

2.3加强混凝土施工过程控制

由于水利工程现场施工人员比较多，必须严格控制现场混凝土的施工过程，降低施工不当引起的混凝土裂缝。混凝土材料运输到现场以后，施工人员需要对混凝土材料进行检测，检查混凝土的坍落度、强度，以免混凝土材料出现硬块。大体积混凝土结构采用分层分段浇筑方式，从底层开始浇筑，浇筑到一定面积后开始浇筑第二层，并按照这样的方式逐渐浇筑其他层[5]。浇筑到顶层后，第一层末端混凝土还没有初凝时，第二段需要开始分层浇筑。混凝土在浇筑的时候，还要配合振捣棒进行振捣，在振捣的时候，尽量避免碰触到预埋件，以免造成位移。混凝土浇筑以后，需要在混凝土结构表面覆盖薄膜、草袋，对混凝土结构进行保温保湿，防止混凝土结构散热过快。

结束语：

混凝土作为水利工程主要的建筑材料，混凝土的施工质量直接影响到水利工程的质量。由于混凝土属于多孔混合材料，混凝土容易出现温差裂缝、收缩裂缝裂缝。在施工过程中，施工人员必须优化混凝土的配比、实时监测混凝土结构的温度，提高混凝土施工质量。

参考文献

[1]  蔡晓辉.水利工程施工中控制混凝土裂缝的技术解析[J].建筑工程技术与设计，2020，（6）：2783-2783.

[2]  张维.水利工程施工中控制混凝土裂缝的技术解析[J].装饰装修天地，2019，（18）：391-392.

[3]  徐欢，吴镕，张磊.水利工程施工中控制混凝土裂缝的技术研究[J].建筑工程技术与设计，2019，（20）：1602-1602.

[4]  张士兵.水利工程施工中控制混凝土裂缝的技术分析[J].科技与创新，2019，（14）：62-63.

[5]  杨丽佳.水利工程施工中控制混凝土裂缝的技术研究[J].建筑工程技术与设计，2019，（18）：2901-2901.