1、1关于水工结构混凝土设计裂缝控制的有关探讨摘要：近年来，随着气候变暖和水质污染加剧，我国境内可使用的水资源总量正在日益减少，而受到污染的水源也变成了影响人民生产生活的负担。供水事业关系到民生，对国家发展有着重大意义。在国家的大力支持下，水工事业发展十分迅猛，水工事业的发展又带动了水工结构的进步，而水工结构又不等同于建筑结构，他们同源同根但发展方向不同，因此，加强水工建筑混凝土结构设计的研究是十分必要的 关键词：水工 混凝土 裂缝 控制 中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号： 1 水工混凝土结构设计 混凝土建筑结构在其设计阶段，应充分考虑建筑结构的使用特性，在严格遵守国家、地区及行业标
2、准的情况下,要尽可能的考虑结构构件的相关检测和维护过程, 从而在结构设计初期, 就应为后续工作的可实施而预留足够的工作面。针对水工混凝土结构的特点，应将使用过程中遭受病害的程度降至最低水平。所以这就要求, 要充分考虑材料受环境侵蚀的影响和老化的程度，在设计混凝土结构构件时,就要从根本上确保结构和构件的安全性，从而保证了其整体的稳定性。 2 原材料的选择及检验 形成混凝土的主要原材料有碎石、砂、水泥、外加剂等，要混凝土结构的施工质量就必须而根本上保证混凝土的质量。所以, 在选用相应2的混凝土原材料前,要以现有的技术性能指标，对所有的原材料进行试验检验, 通过苛刻的检验过程，保证原材料的质量，从而
3、才能从根本上保证工程的质量。如碎石骨料中含有过量有害物质时,会影响水泥的水化反应，降低混凝土强度，减弱骨料与水泥胶体的粘结，所以，只有完全的满足设计和规范要求的原材料，才能被用于实际的施工当中。混凝土搅拌施工也是一个关键的环节，其直接影响着混凝土的质量，这就要求质量控制管理人员，一定要随时根据现场测定的结果，及时对原材料的配比进行调整，从而从根本上保证所需材料的质量。 3 混凝土现场配合比的确定 细骨料砂子含水率、含泥量的变化是影响混凝土结构强度变化的一个重要因素，同时碎石含粉量的变化也是导致混凝土原材料配比变化而导致凝土结构强度变化的重要原因。 3.1 原材料施工配合比 混凝土搅拌的时候,碎
4、石骨料中的超粒径颗粒的含水量通常都会比饱和面干状态要高的多。因此, 在实际的搅拌时，应现场实测骨料的粒径变化范围，应现场实测石表面的实际含水率, 以实际的情况为基准，根据施工的需求换算为混凝土现场施工配合比。 3.2 混凝土施工配合比调整 一般混凝土施工所面临的是露天的条件，这种情况下易受现场其它条件的影响, 因此，在试验室里确定的设计配合比配置的混凝土，对于现场的施工条件来说，其现场坍落度也会随之改变，很难完全符合实际施工需求。因此，在实际的水工建筑当中，为确保其结构的混凝土能够3充分满足现场施工条件的要求, 在实际的操作过程中要保持水灰比不变,在此前提下对混凝土含水率、用水量应进行必要的调
5、整，以确保施工的质量。 4. 避免裂缝的产生 4.1 水工建筑物产生裂缝原因 混凝土裂缝产生的原因很多，水工建筑物产生裂缝主要有以下几种：（1）混凝土在硬化的过程中，由于干缩引起的体积变形受到约束时产生的裂缝，这种裂缝的宽度有时会很大，甚至会贯穿整个构件。 （2）大体积混凝土水化时产生的大量水化热得不到散发，导致混凝土内外温差较大，使混凝土的形变超过极限引起裂缝。 （3）在厚度较大的构件中，由于混凝土的塑性塌落引起的裂缝。 （4）当有约束时，混凝土热涨冷缩所产生的体积涨缩，因为受约束力的限制，在内部产生了温度应力，由于混凝土抗拉强度低，容易被温度引起的拉应力拉裂，从而产生温度裂缝。由于太阳暴晒
6、产生裂缝也是工程中最常见的现象。 （5）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，体积增大三倍，从而使混凝土涨裂产生裂缝。 （6）在炎热的大风天气，混凝土表面蒸发较过快，造成混凝土内部水化热过高，在混凝土浇筑数小时仍处于塑性状态，易产生塑性收缩裂缝。 4（7）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。 4.2 混凝土裂缝控制措施 1）原材料的选择。 水泥 ：水泥应符合国家现行标准，不得使用过期和受潮结块的水泥，并不得将不
7、同品种、标号的水泥混合使用。尽可能地在水泥中使用粉煤灰等掺合料，大体积混凝土应选用发热量低的水泥，防止混凝土内外温差较大引起裂缝。 砂、石 ：应符合现行普通混凝土用砂石质量标准及检验方法和普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法的规定。细骨料宜选用中砂，细度模数控制在 2.43.0，砂子过粗，拌制的混凝土易产生离析、泌水现象。砂子过细，水泥用量较多，增加混凝土自身收缩量。砂子中的有害物质如云母、硫酸盐及硫化物、有机质、粘土、於泥等能降低混凝土强度和耐久性，增大混凝土的干缩性，使用前应进行检测，控制在标准以内。粗骨料级配应合理，减小粗骨料空隙率，在满足施工要求前提下，粗骨料最大粒径尽量增大，以节
8、约水泥，提高混凝土密实度。控制粗骨料的针、片状含量，减少混凝土的薄弱层面。 外加剂 。混凝土外加剂具有减水、增塑、缓凝、引气等作用，可以有效地改善混凝土的和易性，并可降低混凝土中水泥和水的用量，对提高混凝土强度、推迟放热高峰、减少温度裂缝具有明显的作用。外加剂应符合国家或行业标准。 外加剂可单掺，也可复合使用，其品种和掺量5应通过试验确定。 4.3 混凝土配合比设计及优化 混凝土配合比设计应以耐久性为设计原则。在充分保证混凝土各项设计指标的基础上，通过减少水泥用量、提高粉煤灰掺量、降低用水量、掺加引气剂、减水剂等优化试验调整混凝土配合比，使混凝土内部水化热温升降低，温峰值出现的时间推迟，从而降
9、低混凝土防裂难度。 （1）坍落度：在满足施工要求的条件下，尽量采用较小的混凝土坍落度。 （2）用水量：应在满足混凝土施工和易性要求条件下，采用较小的用水量。 （3）水泥用量：在满足混凝土强度要求条件下不宜采用高的水泥用量。 （4）水胶比：应采用较小的水胶比，不宜采用大的水胶比。 （5）砂率：在满足工作性要求的条件下，应采用较小的砂率。 （6）控制泌水率。 4.4 施工过程中的控制措施 拌合。拌制混凝土时，必需严格遵守实验室签发的配料单进行配料，水、水泥、砂子均应以重量计，称量偏差控制在允许偏差范围内。拌和程序和拌和时间应通过试验决定，并严格控制。有资料证明，离差系数Cv 值小的混凝土相应的抗裂
10、能力就高，出现裂缝的机率就小，Cv 值应控制在 0.15 以内。 降低混凝土浇筑温度。预冷骨料和冷水拌和是降低混凝土温度主要6方法，同时合理安排浇筑时间，避免高温时段浇筑，运输皮带上方搭设遮阳棚不仅可以减少温升，而且减少水分蒸发，对混凝土的和易性也有好处。 混凝土振捣要不漏振、不过振。混凝土浇筑过程中如果漏振，尤其是各层接茬处振捣不到位，容易产生塑性裂缝。当混凝土过振时，骨料较多的集中到下部，表面水泥、粉煤灰浆过多，容易产生干缩裂缝。 5.结语 总之，混凝土结构设计及其施工是整个水利工程建设的核心环节，是整体工程质量的保证。对于混凝土的施工过程要科学的设计，严格的检验，合理的控制，加之安全、有效的施工，将能够有效的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 刘宏水工建筑混凝土施工质量控制 J . 中国新技术新产品, 2010, 7 2 水工混凝土施工规范( DL/ T5144- 2001) S 3 港口工程混凝土结构设计规范( JTJ267- 98) S 4 张国强水工建筑混凝土施工的质量控制 J . 水利水电建设, 2009, 5
