李宏峰

【摘要】混凝土裂縫普遍存在于水工建筑之中，裂縫出現會對混凝土建筑物的正常使用造成不同程度的影響，然而現階段的水利工程技術尚不能完全解決此類問題。下文先簡要概述了混凝土溫度裂縫的形成，并對其產生原因進行了分析，提出了一些有效的控制措施，旨在為提升水工混凝土質量減少水工混凝土溫度裂縫提供參考。

【關鍵詞】水工混凝土；溫度裂縫；成因；控制措施

引言

裂縫是水工建筑物混凝土結構中普遍存在的一種現象。裂縫的存在，不僅會影響工程質量的整體外觀形象，而且會降低抗?jié)B和抗凍能力，并會導致鋼筋銹蝕，影響結構物的耐久性，影響結構物的正常使用功能，裂縫進一步擴大甚至可能會導致坍塌事故。因此，必須對混凝土裂縫進行深入細致的調查研究，探討裂縫的成因和防治措施，從而更好地防治裂縫，提高工程質量。

1、水工混凝土溫度裂縫概述

溫度裂縫多發(fā)生在大體積混凝土表面或溫差變化較大地區(qū)的混凝土結構中。溫度裂縫的走向通常無一定規(guī)律，大面積結構裂縫常縱橫交錯；梁板類長度尺寸較大的結構，裂縫多平行于短邊；深入和貫穿性的溫度裂縫一般與短邊方向平行或接近平行，裂縫沿著長邊分段出現，中間較密。裂縫寬度大小不一，受溫度變化影響較為明顯，冬季較寬，夏季較窄。高溫膨脹引起的混凝土溫度裂縫通常中間粗兩端細，而冷縮裂縫的粗細變化不太明顯。此種裂縫的出現會引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，降低混凝土的抗凍融、抗疲勞及抗?jié)B能力等。

2、水工混凝土溫度裂縫成因

（1）大體積混凝土水化時產生的大量水化熱得不到散發(fā)，導致混凝土內外溫差較大，使混凝土的形變超過極限引起裂縫；（2）混凝土在硬化的過程中，由于干縮引起的體積變形受到約束時產生的裂縫，這種裂縫的寬度有時會很大，甚至會貫穿整個構件；（3）當有約束時，混凝土熱脹冷縮所產生的體積脹縮，因為受約束力的限制，在內部產生了溫度應力，由于混凝土抗拉強度低，容易被溫度引起的拉應力拉裂，從而產生溫度裂縫；（4）混凝土加水拌和后，水泥中的堿性物質與活性骨料中活性氧化硅等起反應，析出的膠狀堿——硅膠從周圍介質中吸水膨漲，體積增大3倍，從而使混凝土漲裂產生裂縫；（5）在炎熱的大風天氣，混凝土表面水分蒸發(fā)過快，造成混凝土內部水化熱過高，在混凝土澆筑數小時仍處于塑性狀態(tài)，易產生塑性收縮裂縫；（6）當鋼筋混凝土處于不利環(huán)境中，由于混凝土保護層厚度有限，環(huán)境中的氯離子等和溶于水中的氧離子會使混凝土中的鋼筋生銹，鐵銹體積膨脹，對周圍混凝土擠壓，使混凝土脹裂。

3、水工混凝土溫度裂縫控制措施

混凝土裂縫因形成原因不同，其預防措施也不盡相同。經過工程實踐摸索，混凝土結構裂縫可從多方面采用措施加以預防。

（1）結構設計方面。優(yōu)化結構設計，充分考慮邊界條件和環(huán)境因素，選擇合適的結構形式，合理分縫、分塊，合理設計鋼筋保護層厚度，在滿足結構穩(wěn)定性前提下，盡量使用低強度等級混凝土；（2）材料配比方面。優(yōu)化混凝土配合比，有效控制水膠比，使用水化熱相對較低的中熱或低熱水泥，限制水泥用量，降低混凝土入模溫度，選擇優(yōu)質原材料，選用低堿水泥，適量摻用優(yōu)質膨脹劑、粉煤灰、纖維等材料，提高混凝土自身抗裂性能。（3）材料選取方面。首先，水泥的選取。應優(yōu)先選擇低水化熱和中水化熱的硅酸鹽水泥，從根本上降低混凝土后期凝結硬化時因高水化熱而造成的溫度裂縫。其次，骨料的選取。選擇質地良好、級配優(yōu)良的砂石骨料。應優(yōu)先選擇石灰?guī)r、玄武巖等熱膨脹系數小、粒徑較大的粗骨料，以中、粗砂為主的細骨料。骨料應粒徑均勻、含泥量低（如石骨料不應超過1%，砂骨料不應超過2%）。最后，摻合料和外加劑的選擇。積極采用水工混凝土摻合料和外加劑。使用摻合料和外加劑可以減小水灰比和水泥用量、降低混凝土絕熱溫升、降低水化熱放熱速率、延緩溫度峰值出現的時間、改善水工混凝土的工作特性，從而極大降低產生裂縫的幾率；（4）溫度控制方面。首先要降低混凝土的入倉溫度，通過冷卻拌和水、加冰拌和、預冷骨料等辦法降低混凝土出機溫度，采用加大澆筑強度、倉面保冷等辦法減少澆筑過程中的溫度同升。其次要降低內外溫差，可以在混凝土內部埋設冷卻水管，用地下水或人工冷卻水進行人工導熱，對于外部混凝土要進行隔熱保護以調節(jié)表面溫度下降的速度，達到降低溫度梯度的目的；（5）施工方面：優(yōu)化施工工藝和施工程序，規(guī)范施工行為，夯實地基基礎，確保其壓實度合格。嚴格控制混凝土原材料計量和拌合過程，提高混凝土密實度和抗?jié)B性。避免集中卸料，保證混凝土均勻性，加強或改進混凝土養(yǎng)護制度，適當延長養(yǎng)護時間。預處理混凝土原材料，降低混凝土入模溫度，嚴格控制結合面處理質量，確?；炷琳辰Y牢固，避免起層破壞；（6）養(yǎng)護和拆模?；炷翝仓戤吅螅皶r進入保溫保濕養(yǎng)護階段。剛澆筑不久的混凝土尚在凝固硬化階段，水化的速度較快。一般在澆筑完畢后12-18h內即開始養(yǎng)護，整體養(yǎng)護時間不少于14d，結構重要部位至少28d。養(yǎng)護過程中要注意混凝土的保溫，防止混凝土因內外溫差較大出現表面裂縫和溫度裂縫?；炷敛鹉r間應根據當地的氣溫和混凝土建立的強度確定。事實表明，在一定程度上延長混凝土的拆模時間，有利于控制混凝土裂縫。

結束語

在當前對混凝土耐久性要求日益提高的情況下，水工混凝土裂縫是一個不容忽視的問題。水工混凝土作為工程施工技術飛速發(fā)展的產物，廣泛應用于水利工程建設中，結構開裂現象更是屢見不鮮，嚴重影響了水工混凝土結構物的耐久性和安全性。鑒于水工混凝土使用環(huán)境復雜，引起其開裂破壞的因素眾多，加強水工混凝土裂縫研究，對確保重大水工混凝土結構安全和耐久意義深遠。

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