如何预防水工混凝土建筑物的裂缝

摘要：钢筋混凝土结构在水利水电工程、 桥梁工程等土木工程领域，发挥着极其重要的作用,其裂缝的控制问题是建筑工程中的主要问题之一。本文对如何预防水电工程中混凝土的裂缝问题进行了分析。

关键词：水电工程；混凝土；裂缝；成因；预防

Abstract: Reinforced concrete structure in water conservancy and hydropower engineering, bridge engineering, civil engineering, play a very important role, control problem of fracture is one of the main issues in construction. This article on how to prevent concrete crack problem of hydroelectric engineering are analyzed.

Key words: hydropower engineering; concrete; crack; cause; prevention

中图分类号：TU757.4

引言：水工混凝土建筑物一般规模较大，施工条件艰苦，有的建筑结构甚至建在覆盖层等软基上，而且水工程混凝土建筑物一般采用高标号水泥、大体积浇筑，故裂缝是水工混凝土建筑物最普遍、最常见的病害之一。混凝土裂缝不但影响美观，如不及时处理，随着裂缝的发育，影响混凝土的整体性和结构的安全性；结构性贯穿裂缝，将渗漏量增加，易发生渗漏，而且降低混凝土的承载力，结构钢筋锈蚀等，影响工程使用功能。因此，在设计和施工方面，要做好预防裂缝发生的措施，对施工过程严格按规程、规范要求进行控制；发现裂缝要及时观测、巡查、统计分析裂缝成因，并结合设计方、施工单位、业主、监理等共同商议，制定合理的裂缝处理方案，及时处理，确保工程的施工质量。

1水电工程中混凝土的裂缝问题成因分析

混凝土中产生裂缝有多种原因，主要是混凝土温度和湿度的变化，混凝土的脆性和不均匀性，以及结构不合理，原材料不合格（如碱骨料反应），模板变形，基础不均匀沉降等。

1.1温度变化引起的混凝土裂缝

由于混凝土具有热胀冷缩的性质，当温度高时膨胀，温度低时收缩，当温度在短时间内变化过大时，造成内外温差，混凝土的温度形变过大，由此， 产生的基础约内外过大温差产生的不均匀膨胀和收缩附加应力将超出混凝土本身的抗拉能力，这时就会产生温度裂缝，这种现象一般在北方地区较为常见，并集中发生在早春和秋冬季节。

1.2收缩引起的混凝土裂缝

混凝土凝结之前会出现塑性收缩，塑性收缩一般是由于混凝土表面失水过快而没有采取有效的养护措施而造成的，一般出现在干燥天 气，由于天气条件和混凝土本身内外温度不同，塑性收缩引起的裂缝严重程度也不一样。另外在混凝土的养护过程中，有可能出现化学收缩，化学收缩一般是由混泥土拌合所产生的碱性离子与混凝土中一些活性较强的骨料发生化学反应，而吸收周围水分，导致混凝土内部膨胀而造成的。

1.3混凝土材料质量引起的混凝土裂缝

因混凝土材料质量不合格而引起的裂缝较为常见。混凝土材料质量问题一般包括水泥质量差、外加剂的添加不符合技术要求、啥时骨料中有机质杂质多、粗骨料和细骨料级配不符合技术标准及配合比不当等等，这些问题都容易造成混凝土的裂缝。

1.4荷载引起的混凝土裂缝

在混凝土结构的施工过程中，一些不当的荷载也会造成混凝土裂缝。例如在混凝土的结构强度尚未达到设计要求时，如拆模之前就向其加载，而这一阶段的混凝土结构只能自身维持稳定，不能承受外来荷载，稍有外力作用就很容易造成混凝土开裂。可见不规范的施工操作和没有足够的强度增长期，也是造成混凝土裂缝的主要原因之一。

1.5地基的不均匀沉降引起的混凝土裂缝

地基基础的不均匀沉降会造成混凝土结构受力变化，极容易造

成混凝土剪切和自重产生裂缝。常见的地基不均匀沉降大多由下列因素造成：

1.5.1地基基础土质不均匀，特别是有些地基有软弱夹层未做可靠处理。

1.5.2地基浸水造成的地基不均匀。

1.5.3在冬季严寒天气冻土膨胀或冻土融化造成的地基不均匀。

1.6施工工艺问题引起的混凝土裂缝

混凝土的施工设计因素较广，因此由施工工艺问题引起的混凝土裂缝成因较为复杂，常见的有以下几种：

1.6.1在混凝土的拌合、运输、浇捣、振实等各个工序中因操作不当而直接或间接导致的混凝土裂缝。

1.6.2模板设计不合理、支撑结构不可靠或拆模过早造成的混凝土裂缝。

1.6.3混凝土施工过程中，因违规操作造成的钢筋污染、保护层大小不合适，造成钢筋与混凝土的碰撞从而引发的裂缝。

1.6.4不注重对混凝土的养护，使其表面过早干燥或内外温差大而造成的混凝土开裂。

2裂缝对建筑物的危害

裂缝是水电工程中最普通、最常见的病害之一，不发生裂缝的水电建筑物是极少的，严重的裂缝不仅危害建筑物的整体性和稳定性，而且还会产生大量的漏水，裂缝往往还会引起其他病害的发生与发展。如渗漏溶蚀，环境水侵蚀，冻融破坏及钢筋锈蚀等等。

3混凝土的裂缝预防措施

混凝土裂缝的预防可以做到“防微杜渐”、防备在先，也是混凝土裂缝的事前控制，因此加强混凝土裂缝预防措施的研究具有十分 重要地位。 做好预防工作应把好设计、施工及运用管理等各个环节。

3.1在设计上要注意到那些容易开裂的部位，如深基与浅基、高低跨处等，应考虑到由于地基的差异沉降或结构原因而引起的薄弱环节，在设计中加以解决。在构件截面允许、配筋率不变而且在浇筑方便

的情况下，钢筋直径越细、间距越小则对预防开裂越有利。

一些参数主要包括：

3.1.1在保证混凝土满足和易性和强度要求的前提下，单位用水量、砂率、坍落度、水灰比尽可能采用小值。

3.1.2添加外加剂，如减水剂、高性能引气剂和粉煤灰时尽可能取大值，提高混凝土和易性和流动性，增加抗裂性能。

3.1.3大体混凝土选用低热水泥，如通用水泥中的火山灰、粉煤灰、矿渣水泥和复合水泥。

3.1.4混凝土配合比的优化设计。采用掺入粉煤灰, 选择减水剂, 保证泵送流动度。采集原材料进行试拌, 尽可能地减少水泥用量 ,添加1级粉煤灰,将水胶比控制在规范允许的范围内, 粗骨料尽可能采用三级配，可减少温度应力。掺入适量的粉煤灰对改善混凝土的和易性, 降低温升, 减少收缩, 提高抗侵蚀具有良好的作用。

3.2原材料的选择。砂料细度模数控制在 2.4以上, 含泥量控制在1% 内。碎石针片状控制在 10 %以内,含泥量控制在1% 内,尽可能使用低水热化水泥, 控制原材料的质量减少混凝土产生的收缩。

3.3 施工中严格控制好工序

3.3.1预防收缩裂缝。主要预防措施：（1）选用干缩值较小、早期强度较高的硅酸盐或普通硅酸盐水泥。（2）严格控制水灰比，掺加高效减水剂来增加混凝土的坍落度和和易性，减少水泥及水的用量。（3）混凝土浇筑前，将基层和模板浇水均匀湿透。（4）保持混凝土终凝前表面湿润。（5）在高温和大风天气加强养护，采取挡风遮阳措施。

3.3.2对松软土、填土地基在上部结构施工前应进行必要的基础处理，模板支撑可靠牢固，并使地基受力均匀。

3.3.3大体积混施工，应改善混凝土的搅拌工艺，在传统的“三冷技术”基础上采用“二次风冷”新工艺。同时要采用塑料薄膜和草袋覆盖，以确保混凝土内外温差小于250C。

3.3.4振捣要密实，同时加强养护，拆模后要挂草帘、铺草浇水或喷淋水养护保湿。

(1)二次振捣法消除混凝土沉缩裂缝。对于浇筑后坍落度已经消失接近初凝的混凝土进行二次振捣, 混凝土会重新液化, 能较好地消除粗骨料、钢筋下面的水膜, 消除沉缩收缩量。尤其是泵送混凝土特别需要二次振捣。

(2)二次压光消除混凝土塑性收缩裂缝。此种裂缝是混凝土表面水分散失引起的, 发生在混凝土初凝至终凝期间, 消除此种裂缝应使用机械抹光机进行大面积、高强度的提浆抹光, 然后使用机械收光机进行大面积、高强度的收光, 将极大地提高混凝土的平整度和表面强度, 在混凝土终凝前再进行二次人工抹压收面。

3.4混凝土的养护和表面保护。养护的目的是使混凝土正常水化硬化，强度增长，不受或少受外界影响。关键是设法使混凝土温度慢慢下降到接近外界气温，缩小降温过程的温差。以便减小温度应力，尽量防止裂缝的产生常规的养护方法是，混凝土表面喷水，对一般混凝土结构，减少表面收缩，防止龟裂是可行的。大体积混凝土由于块体内外温度不一致，强度增长不同，常常是在强度增长慢的表面开裂，其养护就不能只满足于常规方法。具体说，尽量晚拆模，拆模后要立即覆盖或及时回填，避开外界气候的影响，养护期应以混凝土强度增长最快的阶段为准，即7~28 d，时间增加几天效果更好，必要时采用埋设冷却管通事宜温度的冷水冷却消除内外温差。

3结语

由于水电建筑物所处的自然环境恶劣、水文气象条件复杂、混凝土施工外界影响因素繁杂。因此 ，裂缝是水工混凝土建筑物难以控制，普遍存在的一种顽固病害。裂缝使建筑物出现渗水和侵蚀破坏、引起钢筋的锈蚀、混凝土的碳化、降低材料的耐久性，影响建筑物的承载能力和安全性。因此要对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待、采用合理的方法进行处理至关重要， 同时应重视设计和施工环节，采取各种有效的预防措施，来预防裂缝的出现和发展，保证建筑物安全和正常使用。

参考文献：

[1]黄浩，田桥.浅析混凝土裂缝产生的原因、防治及补救[J].科技资讯.

2010(7):65.

[2]王晶，邵鵾,王方海.浅谈混凝土裂缝产生的成因防治及处理[J]. 科 技致富导向. 2010(16):545.