对水利工程中混凝土裂缝的成因预防措施

摘 要 ：在许多水利工程建筑物中,混凝土的裂缝问题是一个普遍存在而又难以解决的工程实际问题,本文主要对水利工程中常见的混凝土裂缝的成因进行了探讨分析,并有提出相应防治措施.

关 键 词 ：水利工程；裂缝；措施

1.引言

随着工程质量要求不断提高和施工技术水平的不断发展,在水利工程中,确保混凝土工程质量非常重要.在水利施工过程中,经常发现混凝土墩墙与底板之间产生了大量的表曲裂缝,甚至贯穿性裂缝,混凝土裂缝产生的原因很多,有变形引起的裂缝：如温度变化、收缩、膨胀、不均匀沉陷等原因造成的裂缝,有外载作用造成的裂缝；有养护不当和化学作用造成的裂缝等等.在实际工程中要区别对待,根据实际情况解决问题.

2.干缩裂缝产生的原因及预防措施

2.1 干缩裂缝产生的原因分析

干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的段时间或混凝土浇筑完毕后的一周左右.干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果：混凝土受外部条件的影响；表面水分损失过快,变形较大,内部湿度变化较小变形较小,较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束,产生较大拉应力而产生裂缝.相对湿度越低,水泥浆体干缩越大,干缩裂缝越易产生.大体积混凝土中平面部位多见,较薄的梁板中多沿其短向分布.干缩裂缝通常会影响混凝土的抗渗性,引起钢筋的锈蚀,影响混凝土的耐久性,在水压力的作用下会产生水力劈裂影响混凝土的承载力等等.混凝土干缩主要和混凝土的水灰比,水泥的成分,水泥的用量、集料的性质和用量、外加剂用量等有关.

2.2 预防措施

（1）选用收缩量较小的水泥,一般采用中低热水泥和粉煤灰水泥,降低水泥的用量.

（2）混凝土的干缩受水灰比的影响较大,水灰比越大,干缩越大,因此在混凝土配合比设计中应尽量控制好水灰比的选用,同时掺加合适的减水剂.

（3）严格控制混凝土搅拌和施工中的配合比,混凝土的用水量绝对不能大于配合比设计所给定的用水量.

（4）加强混凝土的早期养护,并适当延长混凝土的养护时间.冬季施工时要适当延长混凝土保温覆盖时间,并涂刷养护剂养护.

（5）在混凝土结构中设置合适的收缩缝.

3.沉陷裂缝的原因及预防措施

3.1 沉陷裂缝的原因分析

沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软,或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致；或者因为模板钢度不足,模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致,特别是在冬季,模板支撑在冻土上,冻土化冻后产生不均匀沉降,致使混凝土结构产生裂缝.此类裂缝多为深进或贯穿性裂缝,其走向与沉陷情况有关,一般沿与地面垂直或呈30～45度角方向发展,较大的沉陷裂缝,往往有一定的错位,裂缝宽度往往与沉降量成正比关系.裂缝宽度受温度变化的影响较小.地基变形稳定之后,沉陷裂缝也基本趋于稳定.3.2 预防措施

（1）对松软土、填土地基在上部结构施工前应进行必要的夯实和加固；

（2）保证模板有足够的强度和刚度,且支撑牢固,并使地基受力均匀.

（3）防止混凝土浇灌过程中地基被水浸泡.

（4）模板拆除的时问不能太早,且要注意拆模的先后次序.

4.温度裂缝产生的原因及预防措施

4.1 温度裂缝产生的原因分析

温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中.在混凝土的施工中当温差变化较大,或者是混凝土受到寒潮的袭击等,会导致混凝士表面温度急剧下降而产生收缩.表面收缩的混凝土受内部混凝土的约束,将产生很大的拉应力而产生裂缝,这种裂缝多发生在混凝土施工中后期,通常只在混凝土表面较浅的范围内产生.此种裂缝的出现,会引起钢筋的腐蚀,混凝土的碳化,降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力.

4.2 预防措施

（1）尽量选用低热或中热水泥,如矿渣水泥、粉煤灰水泥等.

（2）减少水泥用量,将水泥用量尽量控制在450千克/立方米以下.

（3）降低水灰比,一般混凝土的水灰比控制在0.6以下.

（4）改善骨料级配,掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量,降低水化热.

（5）改善混凝土的搅拌加工工艺,在传统的“三冷技术”的基础上采用“二次风冷”,降低混凝土的浇筑温度.

（6）在混凝土中掺加具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂,改善混凝土拌和物的流动性、保水性,降低水化热,推迟热峰的出现时间.

（7）高温季节浇筑时可以采用搭设遮阳板等辅助措施控制混凝土的温升,降低浇筑混凝土的温度.

（8）合理安排工序,分层、分块浇筑,以利于散热,减小约束.

（9）在大体积混凝土内部设置冷却管道,通冷水或者冷气冷却,减小混凝土的内外温差.

（10）预留温度收缩缝.

（11）减小约束,浇筑混凝土前宜在基岩和老混凝土上铺设5mm左右的砂垫层或使用沥青等材料涂刷.

（12）加强混凝土养护,混凝土浇筑后,及时用湿润的草帘、麻片等覆盖,并注意洒水养护,适当延长养护时间,保证混凝土表面缓慢冷却.在寒冷季节,混凝土表面应设置保温措施,以防止寒潮袭击.

（13）混凝土中配置少量的钢筋或者掺入纤维材料将混凝土的温度裂缝控制在一定的范围之内.裂缝是混凝土结构中普遍存在的现象,它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力,影响建筑物的使用功能,而且会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影响建筑物的承载能力.

5.思考及建议

（1）设计方面

对混凝土强度等级的确定,除柱、墙竖向承重构件外,应尽可能降低混凝土的强度等级,对于高强混凝土的设计强度可以采用60d的强度,以降低水泥的用量,减少裂缝出现的机会.

（2）混凝土的配合比方面

①尽可能降低水泥用量,并用水化热较低的水泥；用量不宜超过50～500kgPm3；

②选用的水泥细度不能太细,其比表面积应控制在400cm2Pg以下,以减小其水化速度,减少温度裂缝的出现；

③粗骨料的粒径控制在5～20mm,最大不超过25mm,级配良好,压碎指标不超过6%；

④C60混凝土水灰比宜控制在0.35以下；

⑤掺加外加剂,如加以补偿收缩为主要功能的UEA膨胀剂,可以减少混凝土干缩和温差引起的裂缝,掺用高效减水剂可以降低用水量,使混凝土收缩值降到最低,能有效防治早期收缩裂缝的形成.

（3）施工方面

①制订合理的浇筑方案,根据具体工程确定浇筑厚度、施工缝或后浇带的位置、不同等级的混凝土浇筑方法等,如本工程-3.35m以上墙柱混凝土为C60,梁板混凝土为C35,施工中将高等级混凝土浇筑延伸到低等级混凝土中1.5倍梁的高度,墙板交界处未出现裂缝,起到了较好的效果；

②严格按配合比计量,振捣密实,不过振不漏振；

③模板系统应牢固可靠变形小,以免产生沉降裂缝；

④施工中与大气直接接触的混凝土应多次搓压表面,以减少混凝土表面的龟裂；⑤加强养护,混凝土浇筑完成后应立即覆盖,保湿防风防干,以减少混凝土干裂和塑性裂缝.

6结束语

裂缝是水利建筑物混凝土结构中普遍存在的一种现象,它的出现不仅会降低水利建筑物的抗渗能力,影响水利建筑物的使用功能,而且会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影响水利建筑物的承载能力.所以,必须对混凝土裂缝进行深入细致的调查研究,区别对待,在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展,以保证水利工程建筑物的构件的安全、稳定、经久、耐用.