1、水利工程混凝土裂缝产生原因及防治措施摘 要：混凝土是现代水利施工中最重要的建筑原材料之一，就目前的施工技术而言，混凝土产生裂缝不可避免，究其原因，有自然原因，也有人为因素。本文就南水北调水利施工中常见的混凝土裂缝及其产生原因进行较为具体的分析，并给出了防治措施，供同仁参考。 关键词：水利工程；混凝土；裂缝；预防；处理 Abstract: Concrete is the most important construction materials in modern water conservancy construction, aiming at the current construction
2、 techniques, concrete cracks are inevitable, its reason have natural causes and also anthropogenic factors. In this paper, the South-to-North Water Transfer Project in water conservancy construction of common concrete crack and cause more specific was analyzed, and gives the measures of prevention a
3、nd cure, offer colleague reference. 中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号： 一、前言 混凝土是现代水利施工中最重要的建筑原材料之一， 混凝土产生裂缝的原因很多，有变形引起的裂缝：如温度变化、收缩，不均匀沉陷等原因引起的裂缝；有外载作用引起的裂缝；养护不当和化学作用引起的裂缝。在水利工程施工中要根据具体情况制定的相应的解决措施。 二、混凝土常见的裂缝及预防 1、收缩裂缝及预防 11 产生原因：混凝土在凝结时，其水化热用水仅为混凝土含水量中 20%，其余的均要蒸发掉。最初蒸发的 30%为自由水分，不会引起收缩；而随着高温或较大风力的影响下，混凝土约 2
4、0%的吸附水会逸出，出现干燥收缩。继而出现表面收缩快，中心收缩慢的现象，引起表面与中心的收缩不一致，表面产生约束的拉应力引起裂缝。 12 预防措施（1）在材料选择上，可选用干缩性较小的早期强度较高的硅酸盐或普通硅盐水泥。 （2）严格控制水灰比，掺入高效减水剂来增加混凝土坍落度和易性，减少水泥及水的用量， （3）浇筑混凝土前将基层模板浇水均匀湿透。 （4）浇筑完成后，要及时覆盖塑料薄膜或者潮湿的草垫、纤维麻片等，保持混凝土终凝前表面湿润，或者在混凝土表面喷洒养护剂进行养护，如浇水是最常用的方法。 2、温度裂缝及预防 21 产生原因：温度裂缝也是水利施工中较为常见的一种裂缝。主要发生在冬季施工或温
5、差较大地区的混凝土结构中，在大体积混凝土构件中也很普遍。这主要是因为混凝土体积较大，水泥在硬化过程中构件内部聚积大量的水化热，这种热能不易散发，但混凝土表面散热较快，这样就形成混凝土构件内外存在较大的温差，产生内外冷缩程度不同，使混凝土表面产生拉应力，当这种拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时，裂缝就产生了。 22 预防措施 （1）高温浇筑混凝土时要采取辅助措施控制混凝土的升温。 （2）混凝土内外温差不大于 20（包括中心与表面温差，表面与外界气温温差） ，当结构混凝土具有足够的抗裂能力时，不大于 2530;并结合内部降温法如预埋水管及投毛石等方法来降低温差； （3）采用保温法保证混凝土温差小于
6、20； （4）混凝土表面布设抗裂钢筋网片，并预留出温度伸缩缝。 。 （5）拆模时混凝土温差不超过 20； 3、约束应力而产生的裂缝及预防 3、1 产生原因：这种裂缝主要是由于施工地基土质不均匀，或回填土不实造成的；尤其在遇到软弱地基和回填土土质不匀称时，同一块混凝土的约束应力相差可能会很大，从而造成混凝土受到的约束应力非常不均匀，局部还可能造成应力集中的现象，使混凝土产生约束裂缝。混凝土浇筑前仓面不同的自然状态也会产生不同的约束作用，如超欠挖及由此造成的平整度差、喷混凝土与不喷混凝土、喷层的厚度及均匀性、先期是否浇筑垫层混凝土、超挖或塌方部位的回填混凝土先浇与后浇或同时浇筑、地基系统支护的型式
7、、锚杆布置及外露长度、锚杆与钢筋混凝土结构的连接形式、钢拱架等临时支护手段的实施情况、施工现场的温度、等，都会产生不同的约束应力，从而不同程度地影响混凝土的抗裂性能，引起裂缝的产生。另外，由于模板刚度不足，模板支撑间距过大或支撑底部松动也是造成裂缝的主要原因。尤其是在冬季施工，模板支撑在冻土上，冻土化后产生不均匀沉降，致使混凝土结构产生裂缝。 32 预防措施（1）在上部结构施工前，应对松软土、回填土地基进行充分夯实和加固，使其达到规范规定的承载要求，确保地基受力均匀。（2）开工前应对模具进行必要的检查，确保模板有足够的强度、刚度及稳定性。 （3）做好地基防水工作，防止混凝土浇筑过程中地基被水浸
8、泡。（4）严格控制模板拆除时间，并遵循模板拆除的先后顺序。 （5）在冻土上加设模板时要采取一定的预防措施，防止冻土融化后地基塌陷。 4、施工工艺原因而产生的裂缝 4、1 产生原因： 施工工艺的科学与否是减少和避免混凝土裂缝的根本。施工工艺不当或施工质量控制不严均会引起裂缝的产生，如养护不周、时干时湿，表面干缩形变受到内部混凝土的约束，水灰比不稳定，运输和浇筑过程中的离析现象，以及浇筑过程中的振捣不均匀等，从而造成同一块混凝土结构的不均匀性，混凝土中相对薄弱的环节往往是裂缝首先开裂的部位。 4、2 预防措施 (1)改善搅拌工艺。混凝土的搅拌在时间上有较为严格的要求，搅拌过程中时间过长或者过短，都
9、会造成拌和物均匀性变坏而增大沉陷。采用二次投料的净浆裹石或砂浆裹石工艺，可有效地防止水分聚集在水泥砂浆和石子的界面上，使硬化后界面过渡层结构致密、黏结力增大，从而可提高混凝土强度 1O 或节约水泥 5 左右，并进一步减少水化热和裂缝。 (2)合理安排施工工序，将大体积浇筑板尽量分层、分块，以利于散热、减小约束，尤其是浇筑块的不均匀约束。尽可能浇筑大级配、小坍落度的混凝土，具备条件时可浇筑常态混凝土。对于不同浇筑块之间的间隔时间安排要合理，结构缝等部位钢筋尽量不要过缝。 (3)超挖较大部位的超填混凝土宜与结构混凝土分开浇筑。超挖部位需要回填混凝土，以弥补超挖造成的缺失，这样必然导致同一浇筑块混凝
10、土厚度的不均一，尤其是在局部有塌方的部位，因此，对这些部位或先浇筑，或等结构混凝土浇筑后二次回填，这样可以减少不均匀约束产生应力集中引起过大的拉应力而导致裂缝的产生。例如，很多工程在底板混凝土浇筑前先在设计断面以外浇筑垫层混凝土，其一方面方便了施工，改善了作业环境；另一方面也改善了底板混凝土的约束条件，有利于防止裂缝的产生。 (4)加强开挖的质量控制，保证开挖面的平整度，从而改善混凝土与基岩的约束条件，减少裂缝产生的几率。 (5)严格控制浇筑流程。混凝土浇筑时，下料不宜太快，以防堆积或振捣不充分。混凝土浇筑尺寸较大时，采用台阶式浇筑法。混凝土应振捣密实，时间以 1O15h 次为宜，在柱、梁、墙
11、和板的变截面处宜分层浇筑、振捣。同时，应对仓内浇筑人员进行培训，提高技术水平，增强责任心，保证人仓混凝土振捣及时、充分、均匀，减少混凝土的薄弱环节，提高混凝土的均质性，这对预防混凝土的开裂也会起到一定的作用。 (6)适当延长混凝土的拆模时间。在混凝土浇筑初期，由于水化热的散发，表面引起相当大的拉应力，此时表面温度亦较气温高，此时拆除模板，表面温度骤降，必然产生较大的温度梯度，从而在表面附加一个拉应力，与水化热应力叠加，再加上混凝土干缩，表面的拉应力达到很大的数值，就有导致裂缝的危险。 5、化学反应引起裂缝 51 产生原因：混凝土拌合后会产生一些碱离子，这些离子与某些活性骨料产生化学反应并吸收周
12、围环境中的水分而体积增大，造成混凝土酥松、膨胀开裂。这种开裂一般出现在砼结构使用期间，一旦出现很难补救。因此在施工中要采取有效措施进行预防。 52 预防措施：（1）在材料选取上，可选用碱活性小的砂石骨料。（2）选用低碱水泥或无碱外加剂。 （3）选用适当的掺合料抑制碱骨料反应。 三、结论 水利工程中混凝土裂缝是一个复杂的问题， 目前这方面的系统研究逐步被重视，不少工程对预防和减少裂缝的产生做了大量的有益探索，并取得了一些经验，只要我们坚持不懈地努力，采取恰当的措施，裂缝一定会得到有效的控制。 参考文献： 1张强，李笑文. 大体积混凝土裂缝控制措施J. 交通科技,2011,(3). 2王放.混凝土裂缝成因与防治措施探讨J. 价值工程,2009,(14). 3姚欣然. 浅谈混凝土施工技术中的裂缝问题J. 黑龙江冶金,2010,(2).
