探析水利施工中的混凝土裂缝原因以及预防措施

摘 要：现在的水利施工中遇到的问题越来越多，作为修筑大坝的主要材料，混凝土的裂缝问题也就显得十分严重了。而这个问题能否得到解决也就对工程质量起到了决定性的作用。所以越来越多的专家投身其中，力争早日彻底的的解决裂缝的问题。但是解决问题并不是最好的办法，最好的办法是不让问题出现，所以做好预防措施就是最为关键的一步了。就像疾病的预防一样，在工程施工中做好了预防措施就等于成功了一半，这无疑是一道考验施工团队和施工人员能力的关卡。由于这一问题的重要性是众所周知的，所以现在的领导和员工都致力于预防混凝土裂缝的问题。

关键词：水利施工；混凝土；预防措施

引言：由于现在的混凝土容易出现裂缝，所以在水利工程中施工中修建大坝时，如何解决混凝土裂缝变成了令施工人员十分头疼的问题。整个大坝是由混凝土和钢筋混凝土所组成的，混凝土对建筑物的重要性可想而知。要解决混凝土裂缝问题就必须找到裂缝产生的原因。其实引起混凝土裂缝的原因有很多，我们只有按照工程的施工特点来进行合理的规划，从源头加以控制，并运用新技术，研究新工艺，才能最大限度的减少裂缝的产生。当我们尽力控制裂缝问题的时候工程的质量才可以得到提高。

一、水泥混凝土裂缝的分类

目前，混凝土的裂缝种类大致有两种：微观裂缝、宏观裂缝。前者是指混凝土本身所产生的肉眼不可见的裂缝，它主要有3种，一是骨料与水泥石粘合面上的裂缝，二是水泥石自身的裂缝，三是骨料本身的裂缝[1]， 微观裂缝在混凝土中呈不规则分布，他们彼此之间不是连通的。相对而言，宏观裂缝是肉眼可见的。这类裂缝的范嗣一般《0.05ram。这两者的联系在于宏观裂缝是通过微观裂缝渐渐扩展变宽而成的，对此，只要我们把它控制在允许的范围内，那么它就不会对坝身造成伤害。

二、裂缝的成因

造成坝身混凝土裂缝的原因有很多，大致可以归纳为以下六个成因：

1.水泥混凝土的收缩

水泥混凝土有一个重要特性，那就是收缩。因为收缩而造成的微观裂缝如果展开，那就有可能使构成坝身的整体结构开裂，其破坏力相当可怕，甚至可能使结构物破坏。导致坝身结构变形的原因主要有不均匀沉降、收缩、温度和膨胀。由于变性被束缚，自然而然的就产生了应力，一旦应力超过了该种混凝土所能承受的拉力时便会产生裂缝。下面我们来对混凝土的配料要点进行一下介绍： 矿渣硅酸盐水泥的水化热比较低，在选取水泥时要优先选用这种水泥。在掺加外加剂的时候要合理掺入，具体为每立方米掺加2.3kg～2.5kg 左右，这样的用量可以增加振捣的密实程度。在粗骨料的选用方面，一般来说，骨料粒径介于5mm～25mm，骨料的级配也要比较高；碎石的抗压强度高，也符合前面的两个要求，所以大多数情况下我们采用碎石作为粗骨料。而细骨料则更多地选用中粗砂，这种中粗砂的平均粒径必须大于0.5mm。以上粗、细骨料的选用可以帮助我们把用水泥用量和水量减少，还能使混凝土的温度降低。注意：不要选用那些碱骨料，因为它们的指标是超常的[1]。

2.配筋不足

我们可以从以往的工作经验中的出一些结论，例如混凝土的开裂几率和配筋间距是正比例关系，但与配筋率就成反比了。

3.水泥混凝土材料及配合比

混凝土的抗拉强度如何受到了配合比的直接影响，如果配合比设计得不合理，那么混凝土开裂的可能性会大大增加。配合比不合理具体包括：水泥用量过大、水灰比例太大、骨料的品种不佳和添加的外加剂种类不适合等。有关试验资料显示：当所用的水量没有改变的时候，多加入一份的水量，就会相应地使混凝土的收缩程度增加0.5份，同时也会使混凝土的抗压力程度减少20%。

4.养护条件

混凝土大坝建成后，如果前面的一切操作完全得当，那么接下来就要看养护条件的好坏了！如果养护条件标准，混凝土的冷却硬化和预期效果相同就不会出现裂缝，不过在现场施工的时候完全不可能有标准的养护条件。我们在施工过程中必须尽量的贴近标准条件，这样就可以减小开裂的可能性。

5.施工质量

在施工的时候，振捣要均匀，还不能有漏振、过振的情况出现在施工过程中。否则就会造成混凝土离析和相应的密实度差，不仅如此，这些失误还会使结构的整体性能大幅降低。混凝土的内部不能有气泡存在，不然就会降低混凝土与钢筋的粘合程度。与此同时，还要避免因钢筋受到振动过多的影响而导致粘结力降低的情况出现。以上五个因素都会使混凝土过度收缩，产生宏观裂缝[2]。

三、水泥混凝土裂缝预防措施

1.设计方面

“抗”与“放”的关系是在设计时需要重点考虑的一方面。 当结构处于被约束的状态、结构缺乏变形的余地时所采取的措施是谓“抗”。与此相反，当结构处于完全不受约束的状态、有变形的余地时所采取的措施我们称之为“放”。除此以外，在设计时更要避免断面突变而引起的应力瞬间集中的情况发生。尽量多的采取补偿收缩混凝土的措施。在所有种类的混凝土裂缝中，有很大一部分都是由混凝土收缩引发的。为了解决这个问题，我们可以在混凝土中掺加一些膨胀剂。通过实践，我们了解到这个办法十分不错。另外，钢筋的使用量和所使用的钢筋种类也要合理的选择。

2.选材和配合比设计方面

所选混凝土的强度和水泥的品种、等级都要根据实际要求来选择，对于早强高的水泥我们尽量不采用。至于砂和石的原材料都要根据规范的要求来选用。对于将要掺加进混凝土的膨胀剂，我们要根据用量和种类所带来的不同膨胀效果选用，而这些都要先进行实验探究，然后才能确定结果[3]。负责这方面的施工人员要切实按照施工所要求的混凝土浇捣技术和实际操作的水平来开展自己的工作，即：慎重选择混凝土的设计坍落度、调整砂子、石头的原材料在施工中的配合比。

3.施工操作方面

对混凝土的浇捣中，振捣捧的插入速度要快、拔出速度要相对的慢一些。在进行操作时要根据它的坍落程度来确定所需时间，避免过振及漏振，倡导使用二次振捣和抹面技术，以除去泌水和混凝土内部的水分和气泡。在这项工作中，混凝土的养护显得更为重要，如果这项工作做好了，就有可能减少混凝土的收缩。在施工方面，有一些方法的使用也是可以避免裂缝产生的，例如冰屑化水降温法、骨料真空降温法及液氮降温法等。冰屑化水降温法就是利用冰融化成水的时候所吸收的热量比水冷却时所吸收的热量多出了四倍的原理，来降低混凝土在搅拌混合时的温度。骨料真空降温法则指的是把冷水泼在骨料堆上用以降低混凝土的温度，在泼洒的时候要注意用量！真空降温法运用让用水冷却的效率提升至普通洒水降温法的十倍左右。 至于及液氮降温法，在此就不作赘述了[4]。

四、总结

总之，通过以上分析我们知道了裂缝的类型以及裂缝的形成原因。想出了一些解决坝体混凝土裂缝的原因，并根据大坝的施工工程特点在降低混凝土温度、合理使用配料、接缝的设置、混凝土振捣技术及其养护方法等方面做了详细的探讨，从而使得大坝的施工质量得到了保证。如何解决大坝混凝土裂缝已经成为了公认的技术难题，同时也被社会的各个方面关注着。大坝的表面性裂缝对大坝整体的承受能力和使用时的具体工作能力没有太大的影响，但对于那些非内行的观看人员而言可能会觉得不好看，甚至怀疑工程质量不好。但是结构性裂缝的危害就大了去了，它表明坝体的使用功能已经受到了影响。引起混凝土裂缝的原因在各个阶段各不相同，只要在施工阶段做好了预防，那么问题就不会很明显了。

参考文献：

[1] 曲鹏飞.水利工程施工质量管理常见问题分析[J].黑龙江科技信息，2010（18）

[2] 王鹏.混凝土常见裂缝的预防与处理[J].安徽电气工程职业技术学院学报，2011（03）

[3] 陈永奎 程继权.混凝土裂缝预防及处理[J].赤峰学院学报，2010（04）

[4] 李红.水工建筑物混凝土损坏及防治[J].安徽水利水电职业技术学院学报，2012（01）