水利工程施工中混凝土裂缝的防治技术

2021-11-24

商品与质量 2021年11期

德州鬲津水利有限公司山东德州 253000

在现今我国水利工程当中，混凝土是重要的材料类型，能够保证水利的坚固稳定。而在实际钢筋混凝土材料应用当中，也存在着一定的问题。其中，结构裂缝是最为常见的问题类型，不仅影响因素众多，且会在出现后对水利质量产生较大的影响[1]。

1 水利施工中导致混凝土裂缝产生的原因分析

1.1 水泥材料的水化反应

在不断硬化混凝土的过程中，水泥材料会发生水化反应，在该反应发生的过程中所释放的热量，会逐渐升高混凝土内部温度，甚至比外部环境温度更高。当结束反应后，受到热胀冷缩原理的影响，混凝土不断收缩，以至于裂缝产生在构件表面。而如果混凝土构件体积比较大，在反复的浇筑后会产水化反应，继而影响混凝土结构的稳定性，引发裂缝问题。

1.2 材料原因

混凝土材料自身的性能很容易使结构中的梁出现裂缝，其典型原因就是混凝土结构发生收缩。造成混凝土收缩的原因较多，最主要的原因是混凝土所使用的骨料材质、胶凝材料或者原材料的质量不符合工程要求。首先，一般情况下，如果混凝土的骨料或者胶凝质量较差，容易导致水灰比例不协调，难以掌控水泥和胶凝材料的使用量，混凝土中的砂质含量过大，骨料的粒径被过度磨损而减小。其次，骨料的泥物质含量明显高于质量标准时也会使得骨料用量增加，影响混凝土性能。再次，如果混凝土中没有按照质量要求添加适度比例的外加剂，使外加剂之间产生不同程度的催化反应，就会导致混凝土的体积变小，质量降低。最后，混凝土在凝结固化时会发生不同形态的物理变化，这种变化本身会影响结构体积的稳定性，使得混凝土结构发生膨胀，表面平整度降低，进而出现不同深度的裂缝[2]。

1.3 施工中操作不当而导致裂缝产生

混凝土的施工也是一项有着严格要求的工作，其中每个施工环节如果操作不当都有可能影响混凝土结构性能，从而引发裂缝问题。如钢筋绑扎距离控制不当使得混凝土局部抗拉力发生变化，进而混凝土在受环境条件影响下就会出现裂缝；模板拆除过早使得混凝土凝固的强度与硬度都达不到施工标准，进而引发裂缝。此外还有许多施工中的不当操作都会对混凝土裂缝的产生带来隐患，因此这一人为因素是绝对不可忽视的。

2 水利施工中的混凝土防裂缝技术

2.1 规范混凝土浇筑施工

混凝土施工过程中操作将对其结构性能产生影响，因此混凝土浇筑施工中必须对其施工技术加以规范。如在进行基岩面浇筑时，就需要在其上铺设水泥砂浆，并将其厚度控制在2 至3 厘米。对于大体积混凝土的浇筑，施工中必须严格按照设计厚度、规定的顺序与方向进行分层浇筑，同时浇筑期间不能向仓内加水。如果水利施工现场温度高于20℃，则混凝土浇筑的间隔时间必须根据混凝土材料的类型进行严格控制，以避免间隔时间过长导致其结构出现深层裂缝。最后，还需要对浇筑完成的混凝土进行严密的振捣，确保每一个位置都振捣到位。

2.2 优化配比设计

在具体施工中，需要做好高性能混凝土材料的选择，如果使用的为补偿收缩混凝土，则需要在其中做好适量膨胀剂的掺加，通过混凝土微膨胀情况的形成，对在此当中形成的收缩情况进行补偿。同时，需要在施工中做好水灰比的控制，保证低于0.5，在有效降低水灰比的情况下对混凝土材料的弹性模量进行提升，以此使其在抗裂性方面具有更好的表现。而在保证混凝土质量满足需求的基础上，也需要对石子用量进行增加，降低砂、水泥材料的含量[3]。

2.3 加强对砂石质量的控制

针对混凝土裂缝出现的原因，制定出对应的防治对策。首先，粗骨料选用粒径介于5mm 到25mm 之间的碎石，碎石含泥量不超过1%，这种粒径较大的碎石配置的混凝土具有不错的抗拉强度与和易性，不会出现成坨成堆的现象；其次，细骨料采用中砂，山砂（45%）+人工砂（55%）混合使用，无论是山砂还是人工砂，其平均粒径都最好要大于0.5mm，而含泥量要低于1%。这样的细骨料在配置成混凝土时，同样能够减少用水量，降低水泥水化的热量，降低混凝土出现温度裂缝的概率，进而保障混凝土的质量；最后，粉煤灰在混凝土中的占比应该控制在10%以内，配置方法使用外掺法，也就是粉煤灰的使用不能影响混凝土配置中的水泥用量。外加剂具有降低水化热峰值的作用，能够降低混凝土出现温度裂缝的概率。

2.4 加强混凝土养护

混凝土养护的关键在于温度的控制与保持，避免出现温度过高或者温差较大的情况，防止混凝土干缩。一般情况下，养护手段以喷水为主。而对于大体积混凝土，其土体内部和外部温差较大，强度性能也有所不同，这就需要额外使用埋设循环冷却水管的方法，进一步加强降温处理。同时，还需要把握好拆模的时间，在模具拆除后需要立即对其进行覆盖并洒水，以降低周围环境、温度对混凝土结构的影响。养护时间主要与混凝土的实际强度和设计要求有关，根据两者之间的差距来控制养护时间，一般不少于7 天。此外，如果混凝土强度小于1.2MPa 时，则应该避免在混凝土结构上进行后续施工，以免影响混凝土结构而产生裂缝，还可以在其表面铺设一层薄膜，以减少混凝土内部水分的过度蒸发，使其表面保持湿润，减少裂缝的出现。