水利施工中混凝土裂縫的分析和控制

于小葦

(遼寧省水資源管理集團有限責任公司，沈陽 110003)

0 引 言

混凝土出現裂縫是水利施工中比較普遍存在的現象，在水利工程中應用最廣泛的一種材料就是混凝土，但由于它自身離散性較大、均勻性較差的特點，特別容易產生裂縫?；炷烈坏┊a生裂縫就會對建筑的承載力造成嚴重的影響，并且對抗滲性能也有一定的影響。所以，我們需要分析混凝土產生裂縫的原因，有針對性的提出預防混凝土產生裂縫的建議，保證水利工程的健康發展。

1 混凝土裂縫防治的必要性

混凝土裂縫在當前水利工程中屢見不鮮，是影響水利施工質量的主要因素。目前混凝土裂縫表現主要包括溫度裂縫、干縮裂縫以及塑性裂縫等等。溫度裂縫主要有兩種形式，分別是 “外約束”裂縫和 “內約束”裂縫?！巴饧s束”裂縫主要是由于混凝土受到外部的力在表面所產生的裂縫;而 “內約束”裂縫主要是因為混凝土內部質點之間的相互約束形成的裂縫。兩者相比較來說，外約束對混凝土工程所造成的傷害更大，更容易引發其它的工程事故。

2 混凝土施工產生裂縫的原因

2.1 水泥在水化過程中釋放大量的熱量

水泥在使用過程中會產生大量的熱，導致混凝土內部溫度不斷提升，混凝土在澆筑完成后的1-3d會產生大量的熱，而此時產生的熱量是總熱量的1/5，而在接下3-5d中混凝土內部將會達到最高溫度。不僅如此，外部溫度的變化也會對內部產生極大的影響，其中內外溫差大不僅會影響到溫度應力和溫度變形還會影響到混凝土的內部溫度?；炷恋某叽缗c內部溫度成正比，如果溫度高其內部就會膨脹，以此類推，如果溫度低其就會收縮。如果內外溫差特別大，混凝土就會出現裂紋。鑒于此，我們在施工中要重視對于內外溫度的調節工作。

2.2 混凝土內外約束條件的影響

因為水泥與水相結合后會在混凝土內部產生大量的熱，尤其是中心溫度，會達到最大化，溫度達到一定熱時，混凝土就會出現膨脹的現象。而溫度慢慢降下來之后，混凝土又會不斷進行收縮，在收縮的過程中，在混凝土的中心地方會出現拉應力，當混凝土的抗拉強度負擔不了拉應力的時候，混凝土就會出現裂縫。同時，如果混凝土早期溫度升高特別快的話，由于混凝土彈性變小，就會導致混凝土聚變和抗拉松弛度提升。不僅如此，如果混凝土在徐變的時候會對其結構和構建的受力產生較大的影響，嚴重還會導致預應力的損失，給工程帶來嚴重影響。如果，混凝土的溫度突然出現變化，就會產生特別大的溫差，對混凝土的接應力產生影響，如果接應力超過混凝土的承受范圍，混凝土就會出現垂直的裂紋。

2.3 混凝土收縮變形的影響

在澆筑完混凝土后，尤其是在初凝和終凝這一點時間內，隨著骨料和水凝漿結合等原因就會產生干裂縫隙和沉陷裂縫。與此同時，混凝土在硬化過程中，大量的水分會被蒸發干凈，此時，混凝土在沒有水的情況下表面就會快速收縮，同時中心部位收縮就會變慢，在中心混凝土約束的條件下，其表面就會產生大量的拉應力，從而產生裂紋。此外，水泥品種、水泥的多少、添加劑、施工手法和保養等都會導致混凝土干燥收縮現象。

2.4 水利施工過程及其現場護理的影響

在水利施工過程時，需要對現場的混凝土進行振搗，其振搗力度的大小也會對混凝土產生一定的影響，振搗力度過大就會使混凝土產生裂縫。對混凝土進行澆筑的時候，一般都在高空中進行，如果當時的風力過大或者太陽光過強這都會使混凝土的收縮值增大；與此同時，對混凝土進行現場的護理工作也很重要，如果護理的不及時，混凝土在早期就會出現脫水的現象，一旦脫水混凝土在后期就會產生裂縫。此外，混凝土產生裂縫還有個重要的原因就是因為模板的拆除的方式不夠精準，模板拆除的時間都需要精準的把握才可以。以上的所有原因都會使混凝土收縮值過大，從而導致混凝土產生裂縫。

2.5 外部環境溫度變化的影響

混凝土徐變的主要因素就是溫度?；炷羶炔堪l生的周期性變化與外界的溫度的影響無關，混凝土的內部溫度主要有三個方面組成:①水化熱的溫度，②澆筑混凝土時的溫度，③混凝土的通風溫度。同時，在混凝土建筑時是受到外界溫度影響的，外界的溫度越高澆筑混凝土的溫度也就越高，二者之間成正比，混凝土會出現裂縫很重要的一個原因就是內外溫差導致的。所以，在對混凝土進行溫度控制的時候不僅要對內部溫度進行控制也要對外部溫度進行控制?？刂仆獠繙囟仁欠乐箶嗔训闹饕胧┲?。

3 混凝土施工裂縫的有效控制措施

在水利工程混凝土施工的時候，裂縫現象時有發生，這就需要我們在施工的時候采取科學有效的施工措施來減少它的發生，對裂縫的產生進行有效的防護，科學避免大體積混凝土的裂縫。在具體施工的時候，我們要對各個環節的溫度下進行科學的控制，提高混凝土的抗裂效果，不僅如此，我們還要完善對約束的管理，減少溫度應力，科學合理的提高混凝土自身性能，并根據施工的具體情況作出處理，從而達到對混凝土裂縫的有效控制。

3.1 合理設計水利工程施工方案

在設計水利工程施工方案的過程中，需要對混凝土容易產生裂縫的地方重點注意，在構件材料截面允許并且不改變配筋率大小的條件下，我們要選擇鋼筋直徑與間距之間最小的，這樣一來，在施工過程中就能降低混凝土產生裂縫的概率。此外，混凝土的配筋過程也需要特別注意，在規格上一定要合適才可以，比如說要優先選取直徑比較小以及間距小的鋼筋，這樣的鋼筋不容易使混凝土產生裂縫。制定一套合理的水利工程施工方案是保證混凝土不產生裂縫的有效措施，所以，在開工之前必須確保施工方案的合理性。

3.2 做好施工設計，規范施工流程

水利施工的過程中要嚴格的依照施工要求及規范對混凝土施工進行設計，在此基礎上形成科學合理的混凝土施工流程，使其能夠嚴格依照規定順利施工。對此設計人員就需要對嚴格的把控好施工中的重點區域，尤其是容易產生裂縫的地方更要特別的留意，對容易產生裂縫的地方要有針對性的控制手段，最大程度的降低混凝土產生裂縫的可能。除此之外，還要做好混凝土配筋加固設計，按照實際的工程情況來做施工設計確定配筋加固時的各項操作規程，最大程度上減小配筋對混凝土拉應力的影響，減小配筋加固過程中可能出現的混凝土結構問題。

3.3 合理選擇施工原材料

在選用混凝土原材料的時候，我們可以選擇礦渣硅酸鹽水泥等產品來降低溫度，合理的減少水化熱現象。在選擇加強對混凝土的和易性的時候，我們要選擇有效的外加劑來降低水化熱。在選擇骨料來進行配置混凝土的時候我們要第一時間采用自然連續的材料。盡可能選擇直徑較大配級優良的石子。在選擇骨料時，要選擇中粗砂。在施工時通過改善對原材料的比例來提高混凝土的抗裂性能，更大的增加拉伸變形能力，在大體積混凝土施工時，要以微膨脹以及低收縮為主，進而加強對大體積混凝土抗斷裂進行控制，以加強建筑物的總體質量。

3.4 合理控制過程溫度

對大體積的混凝土的有效控制主要從以下2個方面入手：①控制入模溫度，它的控制主要就是控制原材料的初始溫度，方法就是在高溫天氣施工時使用一定量的地下水或者冰水拌和。②溫度控制，把冷凝水管埋放在混凝土中，通過水的流動性和吸熱性來降低其內部產生的熱量，達到降低水化層溫度的目的，對混凝土進行養護溫度控制和科學合理的管理。

3.5 合理制定澆筑方案

在大體積混凝土澆筑方案要運用分層、分段、分縫式區域交錯的方式進行處理，在連續性澆筑時，要對結構物的大小、材料的疏密程度和運輸條件等進行合理的選擇和確定?；炷恋臐仓梢苑譃閮蓚€部分，①分層，②分面。其中一定要注意，在進行第二層澆筑的時候，一定要在第一層混凝土還沒有開始凝結而且還有一定熱量的時候進行澆筑。并以此類推，直到澆筑過程完成。像這種施工方式比較適合面積過大，結構比較厚的工程。澆筑時，要從結構物短的一邊開始，沿著長邊進行。再進行分層或分段澆筑時，可以把它分成兩個部分或三各部分進行處理，先中間后兩端的模式主要運用在厚度較薄而直徑較大的混凝土工程中。

4 結 語

綜上所述，我國水利工程在施工工藝和施工經驗上還要多多學習，要學會在施工中合理的組織施工，不僅如此還要加強對新技術的研究和實驗，順應時代潮流。在實際施工時發現問題要學會查閱資料并對問題進行收集整理，對混凝土溫度變化等進行研究，科學的安排施工時間。從各個方面采取強有效的措施來提高對混凝土裂縫的控制。在水利工程施工中，混凝土在結構安全方面有著不可替代的作用，因此預防混凝土產生裂縫是很有必要的，混凝土承擔著結構安全和防滲等作用，所以保證混凝土在施工中不出現裂縫是非常重要的。因此，有效的控制混凝土裂縫的產生和發展，對提高混凝土的結構質量，從而增加水利工程施工的安全都起著十分重要的作用，必須得到我們充分的重視，促進我國水利工程的良性發展。

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