1、谈水工混凝土结构裂缝成因及预防措施摘 要：混凝土质量的好坏,严重的影响着水工建筑物的质量安全。因此，我们必须加强对混凝土的质量控制。在施工过程中，需要加强管理和监督，防止混凝土质量通病的发生，这样才能保证工程质量。 关键词：混凝土；施工质量；措施 中图分类号： TU37 文献标识码： A 1 裂缝的原因分析 1.1 施工及养护过程中原因 在厚度较大的构件中，由于混凝土的塑性塌落受到模板或顶部钢筋的抑制，在浇捣后数小时会发生这种由于混凝土塑性塌落引起的裂缝。混凝土加水拌和后，水泥中的碱性物质与活性骨料中活性氧化硅等起反应，析出的胶状碱硅胶从周围介质中吸水膨涨，体积增大，从而使混凝土产生裂缝。 1
2、.2 由于受力引起裂缝 构件超载产生的裂缝，例如：构件在超出设计的均布荷载或集中荷载作用下产生内力弯矩，出现垂直于构件纵轴的裂缝，构件在较大剪力作用下，产生斜裂缝，并向上、下延伸。 1.3 正常使用中的环境因素 当钢筋混凝土处于不利环境中，例如：侵蚀性水，由于混凝土保护层厚度有限，特别是当混凝土密实性不良，环境中的氯离子等和溶于水中的氧会使混凝土中的钢筋生锈，生成氧化铁，氧化铁的体积比原来金属的体积大的多，铁锈体积膨胀，对周围混凝土挤压，使混凝土胀裂。 1.4 温度裂缝 混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力。后期在降温过程中，由于受到基础或老混凝上的约束，又会在
3、混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，即会出现裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢，但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。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，也往往导致裂缝。混凝土是一种脆性材料，抗拉强度是抗压强度的 110 左右，加荷时的极限拉伸变形很小。 二、预防裂缝发生的措施 1.混凝土原材料的控制 优选较低水化热且抗裂性能良好的水泥；保证粗细骨料级配良好，尽量减少粗细骨料中的含砂量；优化配合比设计，控制水灰比、混凝土集料的配合比；科学合理地掺入外加剂协同改善混凝土的性能，如掺入减水剂、缓凝剂等减
4、少水泥用量，改善和易性，推迟水化热的高峰值，掺粉煤灰改善混凝土的塑性，掺微膨剂和引气剂，补偿混凝土收缩，减小温度应力等。 1.1 水泥。水泥作为混凝土的最重要的原材料之一，对于混凝土材料的质量起着至关重要的影响，在水化的过程中，水泥会释放出大量的热，并且同水一起形成水泥浆，起到固结和胶结的作用。就目前来看，水利工程施工过程中常见的水泥种类有硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥以及粉煤灰硅酸盐水泥等几种。不同种类的水泥具有不同的盐碱含量，因此也就会产生不同的水化热反应，所以在施工之前应该根据具体的施工情况进行水泥类型的选择，对其检验标号、凝结时间和安定性进行综合分析。 1.2 砂。砂是混凝
5、土工程中最重要的细骨料之一，所以也要进行严格的质量控制，一般来说在对其进行质量监测的过程中，应该按照六百吨或者四百立方米为一个单位批次进行随机抽检。在检验的过程中，应该从以下几个标准去观测：(1)首先，砂料的质地要坚硬，并且具有很好的纯度，也就是说没有过多的杂质。(2)其次，砂的细度应该控制在 2.4 2.8 范围内, 但是具体的细度的选择还应该根据混凝土材料的强度要求进行调整。(3)再次，要对现有的砂料中的活性骨料进行专门的试验。 (4)最后，其他一些工程的特殊技术要求也要进行严格的检测。 1.3 粗骨料 粗骨料的选择标准大致相同，一般都是根据我国有关的技术执行标准水工混凝土施工规范中的有关
6、规定进行衡量的，下面笔者将以碎石为例，对其进行分析：(1)首先，碎石的最大颗粒的粒径应该控制在钢筋间距的三分之二以下，并且不得超过构件的横截面的边长的四分之一。(2)其次，对不同等级和颗粒大小的碎石应该严格的进行区分，并且分别堆放，避免由于混杂导致的筛选不便。 1.4 外加剂。所谓外加剂，就是在混凝土工程的施工过程中，为了更好的满足工程的要求，增强和巩固其功能而添加的化学制剂。在现代的水利工程的施工过程中，一般外加剂的作用在于提高混凝土的强度和耐久性，另外还有一些可以延缓和加速混凝土的凝结时间的外加剂，也被广泛的应用于一些有特殊需求的水利工程的施工过程中。就目前来看，常用的外加剂主要有膨胀剂、
7、速凝剂、引气剂以及木缓凝剂等等。这些外加剂在使用前必须要同现有的工程其他材料进行试验，符合要求后才能进行使用。 2.做好温度控制。采用各种措施，最大限度地降低混凝土的入仓温度，如预冷骨料、采用低热水泥、避开高温时段浇筑等。采用埋设冷却水管、减小浇筑层厚，延长浇筑块的间隙时间、利用天然仓面散热等降低混凝土水化热温升。 首先要降低混凝土的入仓温度，通过冷却拌和水、加冰拌和、预冷骨料等办法降低混凝土出机温度，采用加大浇筑强度、仓面保冷等办法减少浇筑过程中的温度回升；其次要降低内外温差，可以在混凝土内部埋设冷却水管，用地下水或人工冷却水进行人工导热，对于外部混凝土要进行隔热保护以调节表面温度下降的速度
8、，达到降低温度梯度的目的。3.把好设计关，杜绝计算失误和设计不合理的现象发生。设计人员严密考虑外荷载、约束、易裂部位等，准确计算，配置足够的钢筋；合理分层分块浇筑、或跳仓浇筑等，减少约束，减少热量的积聚，从而减小温度应力；结合计算和施工经验，合理设置伸缩缝的间距等减小温度裂缝发生的可能。 4.重视施工质量，采用综合措施，防止裂缝的发生。现场浇筑混凝土时，施工方需合理适量地振捣，保证混凝土的密实性和均匀性，浇注完毕后，表面压实、抹平，尽量减少诱导裂缝的产生。控制混凝土的拆模时间，在混凝土达到一定的强度后，合理拆模，严禁过早拆模。在混凝土浇筑过程中和浇筑后，需要一直进行混凝土的养护工作，包括测量结
9、构温度、观测裂缝是否发生，洒水降温，覆盖保温等。 针对成因分析中其他原因引起的裂缝，采取措施，尽可能地减小裂缝发生的几率。如掺低碱外加剂等尽量减少碱骨料反应；严格控制加载时间等。 5 混凝土的养护。 当温度高的时候，混凝土水化反应快，强度发展也快，变形速度也快；空气湿度小时，水分蒸发快，变形速度也快。对混凝土进行养护是为了减慢其变形速度。早期养护可以在模板未拆时，尽可能减小环境风速；拆模后浇水养护，保证混凝土表面湿润；模板起隔热和保湿的作用，可推迟拆除；拆模后立即在混凝土表面涂防裂剂，也能起到保湿效果。 6 裂缝出现后的处理措施 首先是细致检查和测试，确定裂缝发生的地方和形成的原因，从而确定裂
10、缝的种类、数量，贴玻璃丝等同步观测裂缝的发展情况；混凝土表面裂缝，先清洗，干燥后用环氧砂浆或表面涂抹剂涂抹封住。裂缝开裂较大的，应凿缝成槽，洗净后，按照规范里规定的要求用一定浆液比水泥砂浆或者环氧砂浆进行修补；结构裂缝，或者对防渗等有重要要求的重要位置出现的裂缝，根据裂缝的宽度，先凿缝成倒梯形槽孔，用一定浆液比的水泥浆封闭后，再采用化学灌浆的手段进行加固，并在上面设计铺设限裂钢筋网，防止裂缝向另一仓混凝土扩展。 三、结语： 混凝土施工是整个水利工程建设的核心环节，是保证整体工程质量的基础，对于混凝土的施工过程要科学地设计，严格地检验，合理地控制，加之安全、有效的施工，才能够有效地预防混凝土裂缝等缺陷，保证水工混凝土结构的质量，从而保证了整体工程的质量。 参考文献： 1鲁少林，等.水工大体积混凝土裂缝产生的原因与预防措施J.水电站设计,第 3 期,2008; 9，28-30 2刘勇军.水工混凝土温度与防裂技术研究D.南京：河海大学，2002. 3李继业，周翠玲，孟昭平.特殊施工新型混凝土技术M.北京：化学工业出版社，2007，8.
