基于水利施工中混凝土裂縫防治措施的分析

張水珠

(福建京源建設(shè)工程有限公司，福建 三明365400)

0 引 言

在國家經(jīng)濟(jì)社會全面深入發(fā)展的大背景下，水利建設(shè)等基礎(chǔ)性的工程也得到了深入的發(fā)展。在水利建設(shè)中，混凝土技術(shù)因?yàn)槠淇箟簭?qiáng)度高、取材廣泛、外形易于塑造、耐火性好、養(yǎng)護(hù)費(fèi)用低、抵抗風(fēng)化能力強(qiáng)等各種優(yōu)點(diǎn)，被廣泛地應(yīng)用于水利工程中。

由于各種各樣的原因，以及混凝土本身易于變形的特性，在硬化成型的混凝土之中往往會出現(xiàn)一些微小的裂縫、微小的孔隙以及微小的氣穴等情況。這些微小縫隙的存在往往會造成鋼筋材料的腐蝕，讓鋼筋混凝土本身的抗?jié)B能力、承載能力以及耐久性等各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)大大地降低。

本文對水利設(shè)施建設(shè)中的混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)縫隙的原因展開分析，并且提出一定的防治措施［1］。

1 水利施工中混凝土出現(xiàn)裂縫的原因分析

1.1 熱脹冷縮引起的裂縫

在現(xiàn)實(shí)生活中，大多數(shù)的物質(zhì)都具有熱脹冷縮的特性，混凝土也不例外。如果混凝土所處的外部環(huán)境以及混凝土的內(nèi)部溫度發(fā)生變化比較大，這時候內(nèi)外就會產(chǎn)生較大的溫差，如表1 所示，當(dāng)混凝土的配合比例不均勻，直接導(dǎo)致混凝土發(fā)生裂縫，其干縮程度以及混凝土的水泥中成分以及質(zhì)量、水灰比、水泥的使用量、集料的用量和性質(zhì)、外加劑用量的多少等等，都會導(dǎo)致混凝土熱脹冷縮之后導(dǎo)致裂縫的情況產(chǎn)生。

混凝土溫度的變化大致過程是上升、冷卻、穩(wěn)定，因此這種溫差的情況下，再加上混凝土材料的配合比不均勻造成了混凝土的外部與內(nèi)部的熱漲冷縮程度不一樣，當(dāng)混凝土的抗拉能力被應(yīng)力超過時，混凝土就會出現(xiàn)裂縫。

表1 配合比比較表(C25)

1.2 混凝土自身的收縮

混凝土的收縮而導(dǎo)致的裂縫，是水利施工中最常見的?；炷恋氖湛s可以分成不同的類型，主要有:自主收縮、塑性收縮以及縮水收縮等。由于混凝土的收縮產(chǎn)生的裂縫大多都分部在混凝土的表面上，而且裂縫的寬度非常的細(xì)，裂縫的形狀像龜裂狀，并沒有什么規(guī)律可以遵循。

1.3 由于外荷載而產(chǎn)生的裂縫

在水利施工中，混凝土因?yàn)橥夂奢d的結(jié)構(gòu)次應(yīng)力以及直接應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫，這也是施工中非常容易見到的。這種裂縫還具有發(fā)育非常的不均勻、形式的多種多樣等等。為了便于仔細(xì)區(qū)分，我們應(yīng)從這些裂縫的形成原因上進(jìn)行分析，其形式分為次應(yīng)力裂縫以及應(yīng)力裂縫。

1.4 施工人員的技術(shù)處理不到位

除了混凝土的本身特性會導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生之外，由于施工人員的技術(shù)措施落實(shí)不當(dāng)，混凝土產(chǎn)生裂縫的現(xiàn)象也是經(jīng)常發(fā)生的。一般的混凝土施工技術(shù)人員自身能力有限，檢測技術(shù)不夠所導(dǎo)致的直接結(jié)果，所以在沒有督促施工人員進(jìn)行施工技術(shù)重點(diǎn)要求時，施工質(zhì)量和績效考核制度都無法落實(shí)，導(dǎo)致混凝土裂縫的問題也更加地嚴(yán)重。

在混凝土施工中，混凝土配置和原材料的配置比例不科學(xué)就會導(dǎo)致混凝土的裂縫情況直接地產(chǎn)生，混凝土的振搗中力度不均勻，養(yǎng)護(hù)不到位都會引起裂縫，所以整個工程的施工質(zhì)量和管理都要重視混凝土施工［2］。

2 混凝土裂縫在水泥施工中的類型

通過對造成混凝土出現(xiàn)裂縫的原因所做的分析，我們又將混凝土中所出現(xiàn)的裂縫分為以下3個類型:

2.1 塑性收縮裂縫

因?yàn)榛炷了枰挠不^程太長，在硬化過程中如果混凝土的表面水分蒸發(fā)的過快，就會產(chǎn)生塑性收縮裂縫，特別是在一些風(fēng)大或者環(huán)境干熱的地區(qū)，會經(jīng)常性地出現(xiàn)。這種裂縫的長度一般在20～30 cm，長的可以達(dá)到2 ～3 m。

造成這種裂縫出現(xiàn)的主要原因是:

1)在風(fēng)力較大或者溫度很高的情況下，混凝土表面的水分會損失過快，其本身的收縮力超過了其抵抗強(qiáng)度，所以就發(fā)生了龜裂的現(xiàn)象，

2)導(dǎo)致混凝土塑性收縮的主要因素除還有混凝土中水分和石灰的比例，混凝土用多少時間能夠發(fā)生凝結(jié)，混凝土周圍的外界環(huán)境中空氣的相對濕度，空氣中的溫度，環(huán)境中的風(fēng)速大小［3］。

2.2 混凝土的干縮裂縫

混凝土的干縮裂縫一般發(fā)生在混凝土施工完成后的養(yǎng)護(hù)時期結(jié)束大概兩個星期左右。因?yàn)榛炷练浅Ｈ菀资艿酵獠凯h(huán)境的影響，混凝土表面的水分流失太多，就會發(fā)生很大的變形。如果一些大型的混凝土表面發(fā)生干縮，會受到內(nèi)部條件的約束，這時候混凝土表面的拉應(yīng)力就會變得很大，從而導(dǎo)致發(fā)生干縮裂縫的現(xiàn)象。這種類型的裂縫多在混凝土的表面呈現(xiàn)出平行線狀態(tài)或者網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，而且裂縫的寬度很小，大約在0.05 ～0.2 mm，在一些比較薄的梁板中會經(jīng)常性的沿著短向來分布，導(dǎo)致鋼筋的腐蝕進(jìn)一步的加劇，這樣就使得混凝土的承載力以及耐久性受到很大的影響［4］。

2.3 在施工過程中產(chǎn)生的裂縫

在水利施工當(dāng)中，由于混凝土構(gòu)件在運(yùn)輸、制作、脫模、堆放以及吊裝這一系列的操作過程中，產(chǎn)生這樣的裂縫原因有以下6 種:

1)在木模進(jìn)行澆筑之前隔離劑失效或者根本就沒有澆水濕透。

2)混凝土與隔膜之間發(fā)生黏結(jié)。

3)模板因?yàn)槲樟怂木壒拾l(fā)生了膨脹，導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)拉裂現(xiàn)象。

4)構(gòu)件的堆放吊裝位置和支撐位置不恰當(dāng)。

5)構(gòu)件在成型之時與拆模的過程中震動過于劇烈。

6)在運(yùn)輸?shù)倪^程中由于路面的顛簸造成的振動沖擊。

這些原因都會造成混凝土發(fā)生裂縫。

3 對水利施工中混凝土裂縫的治理

對水利施工中混凝土裂縫的治理主要從以下4個方面入手:

3.1 嚴(yán)格控制選材的質(zhì)量

在選擇水利施工中所需要的原料時，首先要選擇好水泥的品種、水泥的等級、混凝土的強(qiáng)度等級進(jìn)行合理的篩選。因?yàn)榛炷恋氖┕ぴ谒こ讨衅鸬綌r截水流的作用，一定要避免裂縫情況的產(chǎn)生，一旦有裂縫的情況出現(xiàn)，大壩或者筑堤會產(chǎn)生滲水，在壓強(qiáng)作用下甚至?xí)?dǎo)致潰堤的情況［5］。

混凝土的配合比例以及相對應(yīng)材料的選擇一定要在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)要求范圍內(nèi)開展篩選，確保整體工程的建設(shè)質(zhì)量。因此在選擇砂石的時候，首先要看砂石的質(zhì)量是否符合標(biāo)準(zhǔn)，在摻料和添加外加劑的時候一定要嚴(yán)格按照科學(xué)的比例要求進(jìn)行混合摻拌。加強(qiáng)對混凝土中的補(bǔ)償收縮技術(shù)的應(yīng)用方法的學(xué)習(xí)，在確定配置比例的時候一定要進(jìn)行嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)。

另外，需要注意的一點(diǎn)是，在進(jìn)行水利施工的過程中，一定要合理的設(shè)計(jì)混凝土的塌落度，設(shè)計(jì)的時候要結(jié)合現(xiàn)場的實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，以最大限度的保障現(xiàn)場養(yǎng)護(hù)工作能夠進(jìn)展順利。

3.2 在水利施工過程中進(jìn)行合理的溫度控制

為了盡可能的防止混凝土的表面出現(xiàn)裂痕，可以適當(dāng)?shù)母纳扑┕さ默F(xiàn)場狀況:

1)要對骨料級配進(jìn)行改善，要選用具有干硬特性的混凝土來摻加塑化劑、引氣劑或者是混合料，進(jìn)而把混凝土中的水泥的用量盡可能的減少下來。

2)在對混凝土進(jìn)行攪拌的時候應(yīng)該添加適量的水，或者使用時把碎石冷卻，這樣混凝土在進(jìn)行澆筑的時候溫度就會降低。

如果在進(jìn)行混凝土澆筑的時候天氣很熱的話，特別是針對大體積澆筑這種情況，在澆筑的時候就要注意澆筑的厚度要減小，而且最好把厚度控制在50 cm之內(nèi)，從第5 d到第7 d的時候，可以把頻率變?yōu)? h測一次。等到了第八天到第十五天的時候，改為每一天觀察一次即可以了。一定要把混凝土里面和外面的溫差控制在25 ℃以內(nèi)。一旦發(fā)現(xiàn)溫差超過了規(guī)定范圍，馬上調(diào)整混凝土的養(yǎng)護(hù)方式，把溫差降下來。

3.3 提高施工質(zhì)量管理和監(jiān)控

混凝土的裂縫情況產(chǎn)生和資源的分配具有關(guān)鍵性的作用。

在混凝土的施工中對于裂縫的問題解決的有效措施就是預(yù)防工作的展開，在對新施工的混凝土工程中要及時的做好早期的養(yǎng)護(hù)工作。

控制好對構(gòu)建工程的濕潤度，對體積較大的混凝土和構(gòu)建可以使用流水或者蓄水養(yǎng)護(hù)，并規(guī)定好施工和養(yǎng)護(hù)方案，全面的落實(shí)混凝預(yù)防裂縫的要求。

掌握好混凝土施工中的時間養(yǎng)護(hù)周期，對于較大的混凝土構(gòu)建要全面的分析考慮混凝土的水熱化現(xiàn)象，并及時的采用降溫工作，盡量的避免水化熱高峰的情況出現(xiàn)。

3.4 混凝土振搗工作要密實(shí)，加大養(yǎng)護(hù)力度

在混凝土施工后要及時的開展振搗工作，促使混凝土各個配比材料之間的密度較為均勻，而且還要保證混凝土的濕潤度，及時的進(jìn)行草簾的掛設(shè)或者澆水蒲草來進(jìn)行養(yǎng)護(hù)保濕。

所以在混凝土的施工中要進(jìn)一步的分析混凝土新施工工程中的容易受損程度，并且及時的加強(qiáng)對于混凝土施工工程的管理，防止裂縫情況的產(chǎn)生和蔓延。

養(yǎng)護(hù)工作主要是指避免混凝土裂縫問題表面產(chǎn)生深進(jìn)的裂縫，并且導(dǎo)致水泥砂漿或者混凝土土層的裂縫逐漸的擴(kuò)張，形成對于整個水利工程的質(zhì)量威脅。

養(yǎng)護(hù)工作要針對混凝土工程中的小縫隙及時地進(jìn)行混凝土涂抹，將混凝土的裂縫表面進(jìn)行撫平，按照已成的裂縫走向開鑿深度為10 ～20 mm左右的凹槽，然后用鋼絲進(jìn)行凹槽的濕潤，及時地涂抹水泥砂漿，確保養(yǎng)護(hù)工作及時有效。

4 結(jié) 語

通過對水利施工中混凝土出現(xiàn)裂縫的原因分析，以及針對性的混凝土施工選材，混凝土裂縫的主要類型，做出了研究分析，而且針對塑性收縮裂縫、沉陷裂縫、溫度裂縫以及干縮裂縫等主要裂縫類型的成因和解決方法，都做了詳細(xì)具體的分析。

根據(jù)實(shí)際的施工要求開展對于水利工程中混凝土施工的選材質(zhì)量管控、配合施工比例管控、溫度管控等形式，并及時的提高施工人員的施工技能和專業(yè)水平，全面的維護(hù)水利工程中混凝土的整體性和堅(jiān)固性，為以后的水利施工人員的施工技術(shù)和重點(diǎn)管控提供有效的參考。

［1］門忠. 水利工程建設(shè)中混凝土裂縫折有效防治措施［J］.黑龍江水利科技，2011，39(02):81 －82.

［2］馮是明，鄒福畢. 水利工程施工混凝土裂縫防治技術(shù)芻議［J］. 黑龍江水利科技，2006，34(03):220 －221.

［3］黃綿松，于忠濤，金峰，蘆志強(qiáng)，李風(fēng)亮. 堆石混凝土技術(shù)在水運(yùn)工程中的應(yīng)用［J］. 中國水運(yùn):下半月，2014(07):317 －319，327.

［4］紀(jì)風(fēng)蘭. 高性能混凝土在水利工程項(xiàng)目中的應(yīng)用［J］. 門窗，2014(06):308.

［5］艾爾肯·阿布力米提. 水利施工中的混凝土裂縫的原因分析及防治研究［J］. 珠江水運(yùn)，2014(14):45 －46.

［6］劉文玲. 預(yù)制鋼筋混凝土模板在小溶江大壩懸挑結(jié)構(gòu)施工中的應(yīng)用［J］. 中外公路，2014(04):199 －201.