水利施工中砼裂缝产生的原因与防治

　　摘要：文章分析了水利工程施工中裂缝产生的原因，提出了一些防治措施，

　　关键词：水利工程,砼裂缝,防治

　　砼裂缝直接影响着水利工程的外观和耐久性，应给予高度重视。混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均质脆性材料。由于混凝土施工和本身变形、约束等一系列问题，硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙、气穴和微裂缝，正由于如此这些混凝土建筑和构件通常都是带缝工作的，由于裂缝的存在和发展通常会使内部的钢筋等材料产生腐蚀，降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性及抗渗能力，影响建筑物的外观、使用寿命，严重者将会威胁到建筑物的结构安全。

　　1水利施工中砼裂缝产生的原因

　　1.1塑性收缩裂缝

　　混凝土在凝固的过程中，会逐渐散热和蒸发，这是引起混凝土体积收缩的主要原因，尤其是一些大体积的混凝土。如果混凝土在收缩时受到外界环境的约束，就会自然的形成收缩应力，当这种应力超出当时混凝土极限抗拉强度时，混凝土就会产生裂缝。裂缝是混凝土建筑物最常见的病害之一。裂缝是材料的不连续现象，属于物理性病害，是水工混凝土耐久性的首要影响因素。裂缝的出现，多数在施工期就存在，有的虽然在施工期以后，也多在运行初期5~10年以内，不是由于运行期长工程老化问题，而是早期的问题。裂缝的存在直接导致混凝土抗拉性能的降低，裂缝也会引导有害物质进入混凝土内部，造成钢筋锈蚀，甚至混凝土结构破坏。对于水库蓄水发电和灌溉来说，挡水混凝土结构的裂缝会直接引起渗漏，如果渗漏量达到一定程度，就直接危及工程的蓄水能力;对于混凝土重力坝来说，如果裂缝达到一定贯穿深度和宽度，会引起坝体扬压力的急剧增长，削弱坝体的抗滑能力，对结构抗震非常不利、甚至会对整个坝滑能力，对结构抗震非常不利，甚至会对整个坝体的结构稳定和安全造成威胁。

　　1.2温差裂缝

　　温差裂缝是由于混凝土内部和外部之间产生温差所引起的，温差产生的原因是水泥水化热引起的混凝土内部和混凝土表面的温差过大。在温度正负交替过程中，混凝土微孔中的水成为结冰或过冷的水，体积膨胀产生冻胀压力，过冷的水迁移产生渗透压力，当两者的附加作用力超过混凝土的抗拉强度时，混凝土就遭受破坏。温差裂缝主要有三种情况：(1)水工混凝土在施工初期，产生大量的水化热，内外的温差使其产生裂缝;(2)混凝土拆模前后，混凝土表面的温度会急速下降，裂缝产生;(3)由于混凝土内部温度到达极限，但是热量散发慢，而产生温差裂缝。施工中的大体积混凝土，主要是由于温差产生裂缝，诸如水工大坝、分洪闸、拦河坝等体积水工混凝土更易发生此类裂缝。

　　1.3安定性裂缝

　　安定性裂缝主要是龟裂，通常是因为混凝土的质量不合格引起的。另外，钢筋因为外界的腐蚀也会引起混凝土裂缝。

　　2水工砼裂缝的防治措施

　　2.1设计方面的防裂措施

　　在满足要求的条件之下，应当为胀缩缝和砼裂缝预先留下适当的距离，同时，要注意构件之间因为上述现象而产生的相互约束的作用。使用合适的截面形状和结构类型，在尺寸变换比较大的转角、洞口等部位，要防止因收缩引起的应力集中。钢筋对砼的变形有抑制作用，钢筋应采用直径小，间距较密的形状，不宜采用光圆钢筋。防止大体积砼产生温度裂缝，同时还应该在构造设计方面、改善边界约束等方面采取一系列技术措施。如设应力缓和沟、合理分段浇筑、设置缓冲层、设置滑动层、合理配筋、避免应力集中等。

　　2.2施工方面的防裂措施

　　①重视对砼入模过程中的温度控制。在夏季进行施工的过程中，应该严格控制温度，使用以下几种措施，进行降温工作。首先，提前一周的时间将水泥入库，进行降温工作，同时，使水泥有完善的通风条件，对石堆场、砂进行整体的覆盖。第二，减少阳光直射，避免因为阳光的直射导致的搅拌机温度升高，可以使用搭建凉棚的方式为搅拌机散热。第三，还可以通过自来水冲洗原料，在拌和水中放置冰块的方式进行降温，对制作砼的原材料实施冷处理，使其入模的温度降低。②对拌制砼的时间进行控制。砼应该在施工现场进行拌制，并及时入模，最大限度的降低在运输过程中砼停留的时间。同时，对浇注的速度进行严格的控制，在对砼进行一次性浇注的过程中，应该避免出现过高、过厚的问题，使砼的温度能够匀速上升。一些断面结构的相差较大，应该首先对较深的部分进行浇灌。在静止一两个小时之后，砼会沉降，这时与空洞和断面上的砼一起进行浇注，为了减少在施工过程中裂缝的出现，可以使用人力推车和吊塔同时进行。③合理使用微膨胀剂。如果砼的长度超出了规定的标准，可以在砼中掺入一定比例的微膨胀剂，减少因为温度变形或收缩产生的挣应力。在浇注砼的十二个小时之后，应该对其表面进行再次压光，避免因为收缩变形而导致的砼裂缝。

　　2.3材料方面的防裂措施

　　在选择砼骨料的过程中，应该与卵石、碎石、普通用砂的使用标准相同，同时，还应该重视以下几点要求。砂石是一种天然按材料，因此，经常会在其中混入粘土、云母和淤泥等有害物质。这些物质会对水泥造成腐蚀，使砼的强度降低。如果在使用的原料之中，混合进有碱性的反应骨料，例如，石灰块或者紫云石等，在经过一段时间的膨胀之后，会使砼出现剥落和裂开的现象，进而导致结构产生破坏。因此，在骨料中不能含有上述的有害物质。应该使用低热或者中热的水泥，从根本上落实对砼升温的控制。根据相关规定，水泥熟料之中的氧化镁含量不应该超过5%，三氧化硫的含量不应该超过35%。同时，应该首先使用粉煤灰水泥、矿渣水泥、火山灰水泥，应该将强度控制在C20至C35的范围之内。掺合料及外加剂的使用。超细矿渣粉具有微珠润滑效应及明显的减水作用，可以提高砼的和易性、密实性、体积稳定性和抗化学侵蚀性，同时也具有提高砼强度、降低水化热、减少砼坍落度损失等方面的作用。可通过在砼中掺加适量的超细矿渣粉来改善砼的性能。目前用的较多的是粉煤灰。另外，还要在砼中掺加适量的缓凝型减水剂，以延缓水化热的释放速度、推迟温峰的出现并延长砼的凝结时间。水的选择。对于拌制大体积砼，最好采用洁净的饮用水。

　　2.4温度的控制

　　因为砼具有体积大、容易产生砼裂缝的特点，因此，在施工过程中，应该加强对温度的控制，在不同位置铺设传感器，使用砼记录仪对整个施工的过程进行检测和跟踪，可以实时的了解砼的温度变化，同时，在对大体积砼进行基础性施工的过程中，可以使用在内部铺设蛇形冷却水管的方式进行有效的降温，同时，对混凝土的内部、外部温度进行严格的控制，保证温差在25℃之间。

　　2.5宜采用较小的水灰比

　　由于水灰比越大，水泥浆会稀释，在形成水泥石之后会含有更多的凝胶体，所以，如果砼的水灰比较大，会造成较大的收缩率，提高开裂的可能性，相应的，可以通过减少用水量的方式减少开裂的现象。

　　2.6控制水泥用量

　　通常，如果水灰比不变，那么水泥含量会更高，造成砼的干缩率增大，如果能够将水泥用量和用水量二者同时减少，有助于改善干缩问题，使砼的抗裂性得到有效的提高。针对相关的实践资料表明，为了控制砼的温度上升，使温度应力降低，防止温度裂缝，一方面，可以结合结构承受荷载的具体情况，对结构的刚度和强度进行复核，相应的，砼水化热温升降低4~7℃，减少每立方米砼的水泥用量。另一方面，在保证砼的耐久性和强度的前提下，应该减少水泥的使用量。

　　3结语

　　裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象，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，因此要对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待，采用合理的方法进行处理，并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，保证建筑物安全、稳定地工作。

　　参考文献：

　　[1] 毛登睿.水工混凝土裂缝的修补处理方法与实践[J].混凝土,2006.

　　[2] 钟进章.混凝土裂缝成因及控制措施[J].混凝土,2004.

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文章名称： 水利施工中砼裂缝产生的原因与防治

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