劉紅偉 李小霞

（1.聊城市水利開發(fā)投資公司，山東 聊城 252000；2.聊城市水利勘測設計院，山東 聊城 252000）

受到外部環(huán)境因素、施工技術水平、主觀人為因素的影響，在水利工程的混凝土施工當中，混凝土本身極易出現(xiàn)干縮裂縫、塑性收縮裂縫以及溫度裂縫，如果不及時予以修復，將給水利工程的主體結(jié)構(gòu)造成致使打擊，甚至出現(xiàn)水利工程建筑倒塌、塌陷、決堤等重大安全事故，進而直接威脅人民群眾的生命財產(chǎn)安全。因此，施工單位應當始終秉持“質(zhì)量至上”的宗旨，在材料選用、施工準備、混凝土拌合、混凝土澆筑振搗、后期養(yǎng)護等工序大做文章，將混凝土裂縫的產(chǎn)生概率降到最低點。

1 混凝土裂縫的主要類型與產(chǎn)生原因

1.1 干縮裂縫

干縮裂縫的產(chǎn)生時間一般在混凝土養(yǎng)護期結(jié)束后的15d左右，在這一期間，由于外部環(huán)境干燥，導致混凝土表面的水分蒸騰速度較快，混凝土本身的變形量也將逐步增大。而混凝土內(nèi)部在經(jīng)過養(yǎng)生期以后，變形量已經(jīng)極其微小，因此，與混凝土表面的變形量形成一個巨大的反差，進而產(chǎn)生一個較大的拉應力，促進了干縮裂縫的快速形成。一般情況下，干縮裂縫常常遍布混凝土表面的大部分區(qū)域，并且呈現(xiàn)出細小的網(wǎng)狀或者平行線狀的微小裂縫，裂縫寬度往往介于0.05mm—0.2mm之間[1]。

1.2 塑性收縮裂縫

從混凝土澆筑工序開始到混凝土終凝，需要一段漫長的硬化時間，在混凝土持續(xù)硬化過程中，表面水分蒸必速度快，在這種情況之下，混凝土極易產(chǎn)生塑性收縮裂縫。如果外界氣溫較高、風力加大，便助長了水分蒸發(fā)速度，這時，出現(xiàn)塑性收縮裂縫的概率也將明顯增大。這種裂縫類型多現(xiàn)于混凝土表面，呈現(xiàn)出不規(guī)則縫隙，而且每一條縫隙的長度各不相同，有的裂縫長度可以達到3m左右，而最大寬度能夠達到5mm左右。如果不及時予以處理，這些裂縫的寬度將進一步增大，嚴重的還會造成混凝土整體結(jié)構(gòu)斷裂。

1.3 溫度裂縫

水利工程施工中使用的混凝土多為大體積混凝土，受到水泥水化熱的影響，混凝土內(nèi)部的熱量無法及時排出，進而在體內(nèi)越積越多，在這種情況下，混凝土內(nèi)部溫度不斷飆升，并與外部溫度形成巨大的反差，這時，混凝土內(nèi)部產(chǎn)生的拉應力將遠遠超過混凝土本身的承載能力，而產(chǎn)生形狀不一、分布不均的裂縫，這些裂縫在混凝土表面常常呈現(xiàn)出縱橫交錯的狀態(tài)，不僅影響混凝土的美觀度，同時，也容易埋下重大的安全風險隱患。

1.4 混凝土裂縫的產(chǎn)生原因

水利施工混凝土裂縫的產(chǎn)生原因主要與施工材料、混凝土配合比以及現(xiàn)場施工技術有著直接關聯(lián)。首先，預制混凝土的主要材料是水泥和各種粒徑的砂石，如果這些材料質(zhì)量不達標，將嚴重影響混凝土的結(jié)構(gòu)強度，進而產(chǎn)生各種不同類型的裂縫缺陷。比如對水泥這種原材料來說，如果在運輸過程中，出現(xiàn)雨淋或者受潮的情況，水泥本身的強度值就會大幅降低，若采用這種材料來預制混凝土，混凝土出現(xiàn)裂縫的概率也陡然上升。其次，在拌制混凝土之前，需要根據(jù)標準配合比，來預制混凝土，如果混凝土配合比例失衡，也將嚴重影響混凝土的整體質(zhì)量。

2 水利工程混凝土裂縫控制措施

2.1 嚴控原材料質(zhì)量

水泥水化熱是溫度裂縫形成的主要原因，這一影響因素無法徹底根除，但是，卻可以將影響程度降到最低點。比如選用水化熱低、凝固時間長、后期強度高的水泥，可以有效降低溫度裂縫的產(chǎn)生概率，因此，在水利工程施工中，多選用礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥等。以火山灰硅酸鹽水泥為例，這種水泥主要是由硅酸鹽水泥熟料和20—50%的火山灰質(zhì)混合材料加入適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料，其水化熱為315～420J/g，而普通硅酸鹽水泥的水化熱達到375～525J/g。

2.2 合理選擇骨料

砂石骨料是組成混凝土的重要成分，在選擇砂石骨料時，應當遵循“少用水、少用水泥”的原則，這樣可以大幅降低混凝土的收縮性與泌水性。在配合比例不變的情況下，施工單位應當優(yōu)先選擇碎石作為混凝土骨料，因為這種骨料本身強度高，抗裂性好，所以，將碎石作為粗骨料，能夠有效防止混凝土裂縫的產(chǎn)生[2]。

2.3 合理添加摻合料

為了改善混凝土的和易性，提高混凝土的結(jié)構(gòu)強度，在拌合混凝土時，通常在混凝土拌合料當中添加粉煤灰、硅粉、礦渣粉、燒粘土等礦物質(zhì)摻合料，這些材料能夠節(jié)省大量的水泥，降低混凝土的水化熱，同時，混凝土強度也將大幅提升。

2.4 合理使用外加劑

為了最大限度的降低混凝土裂縫的出現(xiàn)概率，施工單位可以適當在混凝土拌合料當中使用一些外加劑，常用的外加劑品類主要包括減水劑、膨脹劑等。減水劑可以有效減少水泥的用量與水的用量，因此，具有較好的經(jīng)濟性。而膨脹劑能夠減緩和抵消混凝土收縮時產(chǎn)生拉應力，這就有效遏制了混凝土裂縫的產(chǎn)生。

3 水利施工混凝土裂縫防治技術

3.1 灌漿、嵌縫封堵技術

該技術主要適用于對混凝土結(jié)構(gòu)整體性有所影響或者對防滲漏提出嚴格要求的混凝土裂縫修補。在應用該技術時，首先使用壓力設備將膠結(jié)材料壓至混凝土的裂縫當中，在施工當中，較為常用的膠結(jié)材料包括水泥砂漿、環(huán)氧樹脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化學材料。當膠結(jié)材料進入混凝土裂縫以后，將快速硬化而與原混凝土結(jié)構(gòu)組成一個整體，進而達到消除裂縫的目的。而嵌縫技術主要是使用塑性填充材料或者剛性止水材料，施工時，需要沿著裂縫的邊沿開鑿出一個槽體，然后，將填充材料注滿槽體，來封堵混凝土裂縫。塑性填充材料主要包括塑料油膏、聚氯乙烯膠泥以及丁基橡膠等，剛性止水材料一般以聚合物水泥砂漿為主。

3.2 表面修補技術

該技術主要適用于面積大、裂縫寬度較小的混凝土裂縫的防滲處理。在應用表面修補技術時，一般采取增加水泥砂漿層或者細石混凝土面層的方法。施工時，首先利用工具對裂縫周邊的表面隆起部分進行鑿毛處理，然后將裂縫鑿成深度在15mm—20mm之間、寬度在150mm—200mm之間的溝槽，當溝槽成型以后，應當利用鋼絲刷配合高壓水對溝槽內(nèi)部進行清洗，使溝槽內(nèi)的混凝土充分濕潤，接下來，在溝槽底部刷涂一層水泥砂漿，刷涂砂漿過程中，應當使用1∶2比例的水泥砂漿刷涂兩到三層，刷涂厚度應當控制在10mm—20mm之間，并利用鐵抹將砂漿表面抹光，最后利用水泥凈漿以及1∶2.5的水泥砂漿抹壓4至5遍，進而形成一個剛性防水層。通過這種方法，不僅能夠修補混凝土裂縫，而且能起到防水、防滲作用。

3.3 實時監(jiān)測溫度

混凝土溫度監(jiān)測貫穿于混凝土澆筑與養(yǎng)生全過程，在澆筑階段，需要對混凝土的澆筑溫度進行實時監(jiān)測，在混凝土養(yǎng)護階段，需要對外界氣溫、混凝土內(nèi)外溫差進行監(jiān)測，工程技術人員通過監(jiān)測數(shù)據(jù)的觀察與分析，能夠及時獲取混凝土結(jié)構(gòu)的溫度變化情況。在監(jiān)測混凝土溫度時，需要在混凝土結(jié)構(gòu)當中預埋鋼管管件，然后利用便攜式電子溫度計測定混凝土內(nèi)部溫度。近年來，隨著信息技術的迅猛發(fā)展，技術人員可以利用計算機技術對混凝土溫度實施自動監(jiān)測，這樣，可以大幅提升監(jiān)測精度。

3.4 混凝土養(yǎng)護技術

在混凝土養(yǎng)護期間，應當始終保持濕潤狀態(tài)，尤其對水利工程來說，大體積混凝土數(shù)量較多，因此，應當采取蓄水養(yǎng)護或者流水養(yǎng)護的方式，養(yǎng)護時間視外界溫度而定，一般介于14～28d之間。由于水泥材料本身存在水化熱問題，除了采取降溫措施外，應當避免水化熱高峰的集中出現(xiàn)。當混凝土澆筑工序結(jié)束后，施工人員可以利用塑料薄膜、彩條布或者濕麻袋覆蓋在混凝土表面，并實時對混凝土的內(nèi)外溫度進行測量，以獲取混凝土內(nèi)外的溫差值，一旦內(nèi)外溫差較大，則需要及時對其進行灑水降溫處理。

3.5 澆筑振搗施工中的注意事項

在拌制混凝土時，可以采用二次投料技術，來減少混凝土上下層之間的強度差，這樣可以有效阻止水分集中，使砂石與水泥砂漿能夠快速結(jié)合成一個整體結(jié)構(gòu)，在這種情況下，也將加快硬化速度，硬化界面的過渡層結(jié)構(gòu)也能夠保持緊密貼合狀態(tài)，這樣一來，混凝土本身的結(jié)構(gòu)強度也將提升10%左右。在振搗施工中，對于混凝土基礎的垂直施工縫以及混凝土結(jié)構(gòu)接縫，應當采取二次振搗的方法，振搗時間最好在混凝土澆筑60min以后進行。另外，澆筑施工是混凝土施工的一道關鍵工序，澆筑時，應當采取多次分層澆筑的方法，為了充分釋放混凝土的水化熱，每一個澆筑層應當按照施工縫處理，每一層的厚度應當保持在0.6～2.0m之間，當下層混凝土溫主降至標準限值以后，方可澆筑上層混凝土，這樣，能夠?qū)⑸舷聦踊炷恋臏夭羁刂圃谝粋€合理區(qū)間內(nèi)，進而降低溫度裂縫的產(chǎn)生概率。

4 結(jié)語

水利工程是利國利民的民生工程，在國家基礎設施建設當中始終占據(jù)著主導位置，因此，施工單位應當高度重視施工質(zhì)量，尤其在混凝土施工中，應當積極借鑒成功的混凝土裂縫防治經(jīng)驗，不斷提高技術人員的專業(yè)技術水平，在有效防治混凝土裂縫的同時，為社會奉獻出更多的優(yōu)質(zhì)工程與精品工程。