1.河南省水利第一工程局；2.河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院

摘要：混凝土裂縫控制始終是水利施工難點(diǎn)，只有做好了混凝土裂縫控制，確保了水利工程混凝土工程的施工質(zhì)量，水利工程整體性能才能得到本質(zhì)上的提升。為此，水利施工單位一定要提高水利施工的質(zhì)量，盡量避免水利施工過程中混凝土裂縫的產(chǎn)生。本文從裂縫的危害及產(chǎn)生原因進(jìn)行相關(guān)分析，提出有效控制混凝土裂縫產(chǎn)生的措施。

關(guān)鍵詞：水利施工；混凝土；裂縫；控制

在水利工程施工過程中，混凝土裂縫是水利工程建筑物常見病害之一，裂縫主要受各種內(nèi)、外條件的影響產(chǎn)生，并且對(duì)水利工程建筑造成了不同程度的危害，嚴(yán)重影響了水利工程的正常運(yùn)行。為此，施工單位在進(jìn)行水利施工的過程中，一定要嚴(yán)格混凝土施工，保證混凝土的制作質(zhì)量，不斷提高水利工程建筑物的質(zhì)量，消除水利工程建筑物的安全隱患。

一、水利施工中混凝土裂縫的成因

1.氣溫的影響

受混凝土自身特性影響，混凝土的質(zhì)量受外界環(huán)境溫度和濕度的影響較大。當(dāng)施工環(huán)境溫度較低時(shí)，混凝土的表面會(huì)產(chǎn)生拉應(yīng)力，進(jìn)而產(chǎn)生收縮，如果收縮應(yīng)力大于混凝土的自身約束力時(shí)，混凝土表面會(huì)產(chǎn)生較大的裂縫；當(dāng)外界環(huán)境溫度發(fā)生變化時(shí)，混凝土內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)這種內(nèi)部拉應(yīng)力超過混凝土自身的極限抗壓能力時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生混凝土裂縫。但是在水利施工過程中，混凝土制作人員可能會(huì)忽視外界溫度變化，特別是在冬季施工時(shí)，沒有及時(shí)采取各項(xiàng)保溫措施，導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫。

2 材料混凝土的抗裂性

這里的材料指混凝土施工原材料包括水泥、水、骨料、外加劑等。水泥是影響并決定混凝土質(zhì)量高低關(guān)鍵因素，原因在于水泥材料自身抗裂性比較差尤其是發(fā)生水化作用時(shí)其中的熱量會(huì)隨之放出，進(jìn)而導(dǎo)致混凝土施工溫度升高，形成混凝土內(nèi)外部溫度差，使混凝土內(nèi)部、外部同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)抗壓應(yīng)力與拉應(yīng)力二者較衡若內(nèi)部抗壓應(yīng)力無法抵抗外部拉應(yīng)力或者說當(dāng)內(nèi)部抗壓應(yīng)力小于外部拉應(yīng)力時(shí)昆凝土結(jié)構(gòu)表面就會(huì)產(chǎn)生裂縫。

3.原材料的配合比例

在混凝土原材料的配合過程中，單位混凝土的水泥用量越大，用水量越高，混凝土的收縮性就會(huì)越大，坍塌的可能性也會(huì)越大；配合比不當(dāng)導(dǎo)致混凝土裂縫的原因主要包括三方面內(nèi)容。首先，通常情況下，預(yù)攪拌混凝土的控制應(yīng)該在5～35mm，現(xiàn)澆混凝土中的粗骨料石子粒徑應(yīng)該在20～35mm，含砂率應(yīng)該在0.35 左右，但是在實(shí)際的混凝土制作過程中，作業(yè)人員沒有嚴(yán)格依據(jù)混凝土的制作標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，原材料的配合比例不恰當(dāng)，造成混凝土裂縫的產(chǎn)生；其次，在配合比的設(shè)計(jì)過程中含沙率、水灰比的不同，導(dǎo)致混凝土的保水性不良、沁水、離析，增加收縮；最后，在混凝土制作中需要摻加外加劑，由于需要添加的外加劑種類較多，作需要選擇添加劑的種類和數(shù)量，導(dǎo)致混凝土由于添加外加劑的數(shù)量過多而產(chǎn)生裂縫。譬如在常溫情況下，混凝土的施工應(yīng)該選用堿水型的外加劑，冬期工程則應(yīng)減少抗凍的復(fù)合添加劑。

4.后期養(yǎng)護(hù)不夠

混凝土的養(yǎng)護(hù)工作不到位，是目前水利施工中出現(xiàn)混凝土裂縫的主要原因之一。通常情況下，混凝土澆筑完成之后，其本身含有的水分足以完成水泥水化的需要，不利于水泥水化的進(jìn)行。由于后期養(yǎng)護(hù)工作不當(dāng)，導(dǎo)致很多混凝土的表面失水過快，混凝土產(chǎn)生塑性變形，形成裂縫，而且在露天施工過程中，受風(fēng)吹日曬，混凝土的表面水分蒸發(fā)更快，加劇體積收縮，加之混凝土早期的抗拉能力較弱，不能抵抗收縮而引起拉應(yīng)力產(chǎn)生裂縫。為此，水利施工過程中，混凝土澆筑后的一段時(shí)間是混凝土早期養(yǎng)護(hù)的關(guān)鍵，也是減少混凝土裂縫的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

二、水利工程中混凝土裂縫的危害

1.混凝土裂縫的存在，會(huì)破壞整體水利建筑結(jié)構(gòu)的整體性。由于混凝土是其主要的構(gòu)成部分，承擔(dān)著塑造整個(gè)建筑的主要壓力。一旦有裂縫產(chǎn)生，就會(huì)使整體結(jié)構(gòu)受力不均，產(chǎn)生變形。嚴(yán)重地會(huì)使結(jié)構(gòu)開裂、甚至造成整體坍塌，給水利設(shè)施的運(yùn)行帶來不確定性。

2.混凝土的裂縫一旦產(chǎn)生，由于受力的龐大，很容易逐漸擴(kuò)展變大，加重對(duì)建筑整體的損害。而在水利設(shè)施中，其危險(xiǎn)之所以更高，是因?yàn)榱芽p會(huì)導(dǎo)致水的滲入，使混凝土的堿度降低。作為混凝土支架的鋼筋，其純化膜就會(huì)遭受破壞。當(dāng)水和空氣同時(shí)期滲入，鋼筋就會(huì)被銹蝕，整體混凝土的框架就會(huì)從內(nèi)部開始衰弱，變成外強(qiáng)中干的建筑。鋼筋這“骨頭”一旦疏松，水利設(shè)施的使用壽命就必然大大減少。

3.裂縫會(huì)使混凝土中一系列的化學(xué)變化成為可能。混凝土裂縫的存在，導(dǎo)致水泥水化物中游離的氫氧化鈣[Ca（OH）2]吸收軟土中的水和土孔隙中的二氧化碳，相互作用形成碳酸鈣，這就是常說的混凝土碳化。而混凝土碳化，又被稱為混凝土的癌癥，足見其危害之大。混凝土這個(gè)基礎(chǔ)一旦從內(nèi)部開始崩壞，整個(gè)水利設(shè)施就會(huì)面臨危機(jī)。

三、水利施工中的混凝土裂縫控制措施

1.氣溫條件

水利工程在混凝土的施工過程中，混凝土的澆筑溫度要視當(dāng)時(shí)工地的氣溫變化而變化，一定要嚴(yán)格依據(jù)溫度的變化適時(shí)調(diào)整施工條件，保證混凝土的質(zhì)量。根據(jù)混凝土自身存在的特性特征，施工方案要嚴(yán)格根據(jù)施工工地的實(shí)際情況制定，在施工過程中要充分考慮各種特殊情況，實(shí)施的改進(jìn)施工方案，譬如在混凝土的澆筑過程中經(jīng)常會(huì)有模板變形的情況，施工單位應(yīng)該派專人對(duì)模板進(jìn)行看護(hù)，如果發(fā)現(xiàn)模板有變形、位移現(xiàn)象，應(yīng)該立即停止混凝土澆筑，并及時(shí)進(jìn)行修理恢復(fù)模板；特別是在冬季施工時(shí)，要注意氣溫對(duì)施工材料的影響，冬季混凝土的入模溫度應(yīng)該不低于10℃，夏季的混凝土入模溫度應(yīng)該不高于25℃，通過嚴(yán)格控制混凝土制作的加工過程，確?；炷恋馁|(zhì)量。

2.做好材料的選擇

通常情況下施工材料的選擇正確與否與工程項(xiàng)目質(zhì)量的高低，有著直接的關(guān)系。因此在水利工程施工過程中制作混凝土之前，一定要對(duì)摻合料和水泥的選擇加以管理施工單位在對(duì)相關(guān)材料進(jìn)行選擇時(shí)，為了進(jìn)一步對(duì)混凝土內(nèi)部溫度降低避免內(nèi)外溫度差距過大水化熱較低的水泥應(yīng)該作為采購人員的優(yōu)先選擇保持混凝土強(qiáng)度與水泥強(qiáng)度的一致性對(duì)于強(qiáng)度過高或者是硬性水泥要盡量的不去選擇盡量將細(xì)度較差的水泥作為原材料從而有效的提高混凝土的抗裂性。此外在骨料的選擇方面池不能掉以輕心要嚴(yán)格按照國家《普通混凝土用碎石或卵石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法》的規(guī)定，同時(shí)要在混凝土的制作標(biāo)準(zhǔn)下對(duì)原材料的配合比例進(jìn)行規(guī)范對(duì)混凝土的質(zhì)量提供強(qiáng)有力的保障。

3.配合比例

采用混凝土原料進(jìn)行試拌，通過試驗(yàn)尋求最佳的配合比例，要求是盡量降低水泥的用量。在配制混凝土?xí)r，可適當(dāng)摻加I 級(jí)粉煤灰，同時(shí)注意合理控制水膠比，選擇二級(jí)骨料。另外，添加適量的粉煤灰有利于減少收縮，緩解溫差，增強(qiáng)混凝土的抗腐蝕性，提高混凝土的和易性。在進(jìn)行混凝土施工前，都有專門的試驗(yàn)室按設(shè)計(jì)要求對(duì)混凝土的配比進(jìn)行試驗(yàn)。合格后由監(jiān)理審查后才進(jìn)行掛牌，并按規(guī)定要求制作混凝土試塊。試驗(yàn)取得了很好的成效，保證了整個(gè)混凝土的質(zhì)量，從而達(dá)到減少出現(xiàn)混凝土裂縫的目的。

4.加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)

混凝土養(yǎng)護(hù)的目的是為了使混凝土可以有適宜的溫濕條件，所以養(yǎng)護(hù)工作應(yīng)該避免混凝土內(nèi)外溫差過大、表面溫度梯度差距過大，使混凝土施工時(shí)的溫度不低于混凝土使用時(shí)的溫度，盡量減小新、舊混凝土之間的溫度差?；炷恋脑缙陴B(yǎng)護(hù)，一方面要確?；炷潦┕r(shí)有適宜的溫度和濕度，不會(huì)發(fā)生干縮變形；另一方面，確保水泥水化熱的正常進(jìn)行，保證混凝土的強(qiáng)度和耐久性。另外，為了避免內(nèi)外溫差過大，造成溫度應(yīng)力大于同期混凝土抗拉強(qiáng)度的現(xiàn)象，施工單位可以依據(jù)實(shí)際的施工情況，適當(dāng)延長混凝土的養(yǎng)護(hù)時(shí)間，采取保溫保濕的養(yǎng)護(hù)辦法，在混凝土表面和底層用薄膜澆水養(yǎng)護(hù)，并盡快覆蓋。

5.監(jiān)督管理要到位

做好監(jiān)督管理工作和混凝土養(yǎng)護(hù)工作。在水利施工中，由于工程量大、涉及范圍廣、管理人員多，在施工時(shí)就很難控制好質(zhì)量問題。

因此，必須建立專門的監(jiān)督管理部門，對(duì)水利施工進(jìn)行全面科學(xué)的監(jiān)督管理。特別是要完善混凝土工程這一塊的質(zhì)量監(jiān)督，消除由于施工質(zhì)量不佳所帶來的水利工程的安全隱患。同時(shí)，管理方也要在施工結(jié)束后，加強(qiáng)對(duì)水利設(shè)施的養(yǎng)護(hù)。及時(shí)發(fā)現(xiàn)混凝土裂縫，評(píng)估裂縫嚴(yán)重程度，采取措施進(jìn)行補(bǔ)救。

四、結(jié)語

水利施工過程中的混凝土裂縫是一種較為普遍的現(xiàn)象，為了預(yù)防混凝土裂縫的產(chǎn)生，施工人員應(yīng)該嚴(yán)格水利施工過程中混凝土的施工技術(shù)，盡量避免混凝土裂縫的產(chǎn)生，提高水利工程建筑的質(zhì)量，保證水利工程建筑物可以正常運(yùn)行。

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