关于水利施工中砼的裂缝探讨

摘要：水利工程大部分是由砼预制拼装或现浇而成的，在水利施工中砼的裂缝是人们十分重视并致力于解决的问题。文章对水利工程砼裂缝产生的原因进行分析，进而提出有针对性的防止措施。

关键词：水利施工砼裂缝原因 防治技术

Abstract: Most of hydraulic engineering concrete prefabricated assembly or cast from the cracks of concrete in hydraulic construction attaches great importance and is committed to solve the problem. The article analyzed the causes of hydraulic engineering concrete crack, and then propose targeted preventive measures.

Keywords: water conservancy construction, concrete cracks, the reasons for, prevention and control technology.

中图分类号：TV 文献标识码：A文章编号：

我国水利工程建设随着国民经济的繁荣发展也呈现出不断上升的趋势。为满足国民经济发展以及工农业生产的需要，大量水利工程开始兴建。在水利工程施工过程中，水泥的使用量在所有材料中占比重最大。这是由于砼具有来源广泛、价格低廉、可塑性强、耐火且抗风化作用强等一系列的优点。但是，混凝土也有其自身的缺点，在施工过程中由于各种因素的影响造成砼变形，以及砼在硬化的过程中可能会出现气泡、裂纹以及一些微小的空隙。这些细小的瑕疵平时很难被发现，但是随着时间的推移这些瑕疵会造成砼内的钢筋腐蚀，从而使混凝土的强度大大降低，容易出现渗漏现象。本文针对水工建筑砼结构裂缝的成因进行分析，并提出一些防治措施。

一、裂缝成因

1、砼受温、湿度变化影响

水利工程中砼的裂缝是一种常见病和多发病，且大多数发生于施工阶段，其原因较复杂，造成裂缝主要原因是温度和湿度的变化。

砼硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力。后期在降温过程中，受到结构基础或周边约束影响，使砼内部出现拉应力。当这些拉应力超

出砼的抗裂能力时，即会出现裂缝。在施工完成后，后期的养护不周、时干时湿，表面干缩形变受到内部混凝土的约束，也易导致裂缝的产生。砼自身是一种脆性材料，抗拉强度是抗压强度的1/10左右，短期荷载的极限拉伸变形只有(0.6～1.0)×104，长期荷载的极限位伸变形也只有(1.2～2.0)×104。由于原材料不均匀，水灰比不稳定，加上运输和浇筑过程中的离析现象，使得在同一块砼中其抗拉强度产生不均匀，存在许多抗拉能力很低，易于出现裂缝的部位。因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。

2、砼材料及配合比影响

配合比设计不当直接影响砼的抗拉强度，是造成砼开裂的原因。配合比不当指水泥用量过大，水灰比大，含砂率不适当，骨料种类不佳，选用外加剂不当等，这几个因素是互相关联的。有关试验资料表明：用水量不变时，水泥用量每增加10%，混凝土收缩增加5%；水泥用量不变时，用水量每增加10%，混凝土强度降低20%，混凝土与钢筋的粘结力降低10%。

3、施工过程及现场养护影响

（1）现场浇捣砼时，振捣或插入不当，漏振、过振，均会影响砼的密实性和均匀性，诱导裂缝的产生。

（2）高空浇注砼，风速过大、烈日暴晒等因素都会造成混凝土收缩值大。

（3）砼浇注时，现场砼降温及保温工作不到位，引起砼内部温度过高或内外温差过大，造成砼产生温度裂缝。

（4）现场养护措施不到位，砼早期脱水，引起收缩裂缝。

（5）现场模板拆除不当，引起拆模裂缝或拆模过早。以上这些因素都会引起砼较大的收缩，产生裂缝。

二、水利施工中混凝土裂缝的类型

1、干缩裂缝

干缩裂缝通常出现在大约砼养护期结束后的两个星期。砼在硬化过程中容易受到外部环境的影响，表面的水分蒸发的比较快，所以变形程度比较大，而砼内部的湿度相比比较稳定，则不容易产生变形。这样就导致了砼表面和内部变形的程度不一致。砼内部变形制约表面的干缩变形，从而造成很大的拉力，进而造成干所裂缝。分布于砼表面的网状或平行线状的干缩裂缝，其宽度大约在0.05毫米到0.2毫米之间。干所裂缝会造成水渗入砼中，对内部的钢筋造成腐蚀，降低砼的强度和生命周期。砼干缩裂缝的大小主要受到砼的水灰比、水泥的成分和质量、水泥的用量、集料的性质和用量、外加剂的用量等因素的影响。

2、塑性收缩裂缝

砼的硬化需要一个比较长的过程，在这个过程中表面水分蒸发较快容易导致塑性收缩裂缝。在环境比较干热或者大风的气象环境下塑性收缩裂缝出现的概率大大增加。塑性收缩裂缝的长短不一且分布不连贯，裂缝多呈两端细长且中间较宽的特性。塑性收缩裂缝的长短相差很大在20厘米到3米之间，宽度多在1毫米到5毫米的范围之内。塑性收缩裂缝的产生主要是由以下原因造成的：砼在硬化过程中强度很小甚至没有强度，砼表面的水分在受到大风或者高温的气象环境的影响下，迅速蒸发。由于水分流失过快混凝土中的毛细管随之产生较大的负压，砼表面在负压的作用下会迅速收缩，砼此时还未完全硬化，其强度不足以抵消自身的收缩，这样塑性收缩裂缝就产生了。除此之外，砼塑性收缩裂缝的产生还受到砼的水灰比、砼的凝结时间、外界环境温度、风速、相对湿度等因素的影响。

3、沉陷裂缝

水利工程由于地基土质不匀、松软或回填土不实和浸水而产生不均匀沉降，这时就会产生沉陷裂缝。除此之外，模板支撑间距过大以及模板刚度不够等因素也是造成沉陷裂缝的重要因素。这种情况大多发生在冬天进行施工的水利工程中，因为模板支撑在冻土层上，随着天气转暖，冻土层融化变软从而造成不均匀沉降，进而导致砼产生沉陷裂缝。贯穿性裂缝以及深进型裂缝是此类裂缝最为常见的形式，其走向大多受沉陷的实际情况的影响，比较小的裂缝一般与地面垂直，而较大的裂缝一般存在一定的错位，裂缝宽度往往与沉降量成正比关系。此外，温度对裂缝的宽度几乎没有影响。沉陷裂缝随着水利工程地基的沉陷而不断发展，在地基沉陷停止后，沉陷裂缝也趋于稳定。

4、温度裂缝

水利工程施工过程中使用的砼的体积通常都比较大，这样在大体积的砼内部容易积聚大量的水化热，这些热量没有有效的散发从而导致砼内部温度急剧上升。然而，与砼内部刚好相反，表面的热量散发很快，温度下降也快，表面温度较低。这样混凝土内外的温差很大导致不同的热胀冷缩，这样就会产生一个拉力，当这个拉力大于砼自身的强度的时，裂缝就会在砼的表面或者温差变化剧烈的部位产生，尤其是在砼施工的末期，这种情况更为明显。温度裂缝的走向通常无固定规律，大面积结构裂缝常常表现为纵横交错。

三、防止砼裂缝的措施

1、设计上采取措施

在设计时应当考虑裂缝出现的可能性，注意砼在硬化过程中因温度湿度的变化而产生的收缩，尽量减少砼收缩时遇到的约束。例如在适应结构要求的情况下，以适当间距预留胀缩缝和施工缝。同时注意相邻构件因砼收缩互相引起约束作用。正确地选择结构和截面形状，在尺寸变换较大的洞口、转角等部位，要防止因收缩引起的应力集中。

钢筋对砼的变形有抑制作用，主要是通过钢筋表面与砼之间的粘结力实现的，粘结力越大，抑制越强，应当考虑钢筋抗裂的重要作用。钢筋应采用直径小，间距较密的形式，不宜采用光圆钢筋。

2、使用较小的水灰比

砼的水灰比越大，收缩率越大，开裂的可能性也越大。因为水灰比越大，水泥浆越稀，硬化成水泥石后所含凝胶体越多，警惕越少，而干燥收缩主要是凝胶体的干燥收缩引起的。因而可以相应地减少用水量来防止开裂现象，对大体积砼构件，如大把则可采用水灰比很小的碾压砼。

3、控制水泥用量

一般情况下，若水灰比不变，则水泥含量越高，砼的干缩率越大，因为砼的干缩率主要产生于水泥浆的干缩，水泥浆也少，砼中骨料对干缩的制约作用越显著。若同时减少用水量和水泥用量，对于改善干缩，提高砼的抗裂性会更为有效。

4、加强养护

养护不良不但会造成砼的开裂，而且会使砼的品质下降。因此应及时对砼进行养护，并采用正确的养护方法，使水泥充分水化，水泥石中的晶体增多胶体减少，可使干缩减少。而且适当延长养护时间，使砼强度增加，也有助于减少裂缝的产生。

5、注意温度的变化

夏季施工时，应尽量降低砂石料进入搅拌机的温度，必要时可采用遮阳和淋水等措施。冬季采用覆盖保护施工，应当在砼达到足够强度时再拆模和取走覆盖物。因为温度的急剧变化可能造成砼的开裂。

6、其他措施

选择干缩较小的水泥品种，拌制时掺入适量的外加剂以减少砼的收缩，或在砼中掺用各种纤维增强材料，来抑制微裂缝的扩张，增大砼的抗拉强度，避免开裂。

结语

本文分析了在水利工程中砼裂缝的形成的原因，针对其原因采取防治裂缝的措施，进行了理论上的初步探讨，在实践中的应用效果也是比较好的，以后在具体设计、施工及后期养护上就要靠我们多观察、多比较，出现问题后多分析，结合多种预防处理措施，砼的裂缝是可以避免的。

[1]李凯丰，魏国正．浅析混凝土裂缝的原因、预防与处理[J]四川建材，2006

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