试论水利施工中的混凝土裂缝控制.doc
王贺民
[摘 要]混凝土裂缝是当前水利工程中普遍容易出现的问题，裂缝的产生不仅影响水利工程的防渗功能，使水利工程无法正常运转，还会造成钢筋被腐蚀的现象，使水利工程的稳定性受到威胁，給水利过程带来极大的安全隐患。所以，在实际的水利工程建设的混凝土施工过程中，要结合实际情况，注重对混凝土裂缝的控制，同时加强对混凝土施工的监督与管理，尽可能的避免裂缝现象，有效的提高工程质量，确保水利工程能够正常运转。本文细致的阐述了混凝土裂缝形成的原因，并提出了相应的控制混凝土裂缝的策略。
[关键词]水利施工；混凝土裂缝；控制措施
中图分类号：TV544 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）25-0209-02
1 水利施工中混凝土裂缝的危害
在水利工程的施工过程中，混凝土裂缝会让建筑物出现渗漏的问题，混凝土的裂缝会因为外力的作用而不断扩大，并且混凝土的内部结构会因为水的渗入而发生变形。由于混凝土裂缝的存在，水泥化合物可能会与渗入内部的二氧化碳相结合而产生化学反应，从而导致碳酸钙物质的产生，混凝土会因为碳化而加剧收缩，从而产生混凝土裂缝；在相对潮湿的环境中，空气中的二氧化碳会和水泥中的化学成分发生化学反应，降低混凝土的碱度，从而破坏钢筋纯化膜，加重钢筋锈蚀，对钢筋的强度和刚性造成严重的影响。此外，混凝土的水拉能力会因为裂缝而降低，从而进一步扩大裂缝，对混凝土的质量造成严重的损害。总的来说，混凝土裂缝的存在，对混凝土结构的强度和稳定性具有严重的影响，对水利工程建筑物的正常使用和外观都非常的不利，严重的情况下，还会导致水利工程建筑物自身水利功能的丧失，给国家和人民造成巨大的损失。
2 水利施工中混凝土裂缝的成因
2.1 材料因素
2.1.1 水泥的选择
混凝土主要是由水泥组成，混凝土的质量与水泥的使用和选择有着直接的关系。在水利施工的过程中，水泥自身所具有的特性被混凝土制作人员所忽视，从而导致在施工过程中混凝土裂缝的产生。水泥具有抗裂性差、强度高的特性，在进行水化时，会将一定的热量释放出来，混凝土内部温度会随着这些热量的聚集而逐渐的升高，从而导致内外温差的升高，在这个时候，混凝土的内部和外部分别会产生抗压应力和拉应力，当内部的抗压应力小于外部的拉应力时，混凝土表面的裂缝也就会随之产生。
2.1.2 材料的使用比例
在制作混凝土时，原材料的配合比例相当重要。混凝土的水泥用量越大，用水量越高，那么混凝土的收缩性变会越大，坍塌的风险也会提高。导致这种情况的原因一般有三方面。首先，预搅拌的混凝土应该控制在5-35mm之间，现浇的混凝土石子直径应该在20-35mm之间，含砂率应该在35%左右。但是由于个别操作人员的失职，没有严格按照标准配料，使得这种原料的配合失当，从而造成混凝土的裂缝。其次，在配合过程中，如果含砂率、水灰比不适当，会导致混凝土的保水性差、沁水等问题。最后，混凝土的制作离不开外加剂的使用。由于外加剂的种类较多，特性不一，所以在添加外加剂的过程中，一些制作人员往往会忽视外加剂的特性及用量，从而导致混凝土出现裂缝。
2.2 湿度差异
由于混凝土外部和混凝土内部的水分蒸发的程度不一样，进而混凝土内外湿度存在着差异，以及造成各种变形。通常混凝土受外界环境影响，其表面的水分蒸发速度较快，就会发生较大的变形，然而混凝土内部的湿度不会发生太大的变化，这样就对混凝土表面干缩变形形成了较大的约束力，从而出现强大的拉应力，导致混凝土裂缝的形成。一般状况下，混凝土的湿度越小，水泥浆体干缩的程度就会越大，发生混凝土裂缝的概率就越高。由于湿度差异造成的裂缝还在不同的程度上影响混凝土的抗渗性能，使坝体钢筋发生锈蚀，混凝土的耐久性遭到极大的削弱，往往会在水流的压力下形成更大的裂缝，对混凝土实际承受能力造成较大影响。
2.3 塑性收缩
塑性收缩现象是水利工程建设中比较常见的一种表现形式，在施工中，经过浆液浇筑使其固化，从而来满足施工建筑需要。但是在此现象中，混凝土可能会受到外界因素的干扰，而出现水泥水化的现象使得内部温度随着水分不断蒸发，最终导致混凝土体积收缩，承受力下降，当外在压力大于自身承载力时，就会出现裂缝等现象，最终影响水利工程的施工质量。
2.4 结构异常变形产生裂缝
混凝土材料对水利建筑结构进行浇注后，要实现真正意义上结构体系必须要经过一定时间的凝固过程。在凝固的过程中出现的异常变形就是由于凝固过程的收缩现象导致的，在完全实现凝固之前，混凝土结构由于长时间的太阳暴晒、空气流通以及暴露在外的影响，导致外部水分蒸发较快，内部水分蒸发较慢，内外干湿不一致导致塑性收缩的状况。
2.5 养护工作不到位
在水利工程施工过程中，如果施工单位没有充分做好混凝土的养护工作，那么也有可能会造成混凝土出现裂缝。通常在混凝土浇筑工作完成以后，那么其自身的含水量就可以满足水泥水化的需求，这就严重阻碍了水泥水化的正常进行。如果施工单位没有做好混凝土的后期养护工作，就会造成一些混凝土的表面失水速度过快，使得混凝土发生变形，最终造成裂缝的发生。
3 水利施工中混凝土裂缝的控制措施
3.1 注重温度对混凝土的影响
在水利工程建设施工的过程中，进行混凝土浇筑的时候，要充分考虑到施工工地的气温变化幅度，应依据外界气温的变化适当的调整施工的条件，以此来保证混凝土的施工质量。同时，在实际的施工中，要正确认识到混凝土自身的特性，并结合施工现场的实际情况，这样才能找出最佳的施工方案。例如，在混凝土浇筑的过程中，常常会出现模板变形的状况，这时施工单位应该派专门的工作人员进行看护，一旦发生位移变形的状况，则马上停止混凝土浇筑，并且要及时的对模板进行修理。如果是在冬季施工，更应该注意温度对混凝土的影响，在实际的施工中，混凝土入模的温度应该不小于10°；若是夏季，混凝土入模的温度应该小于25°，只有控制在这样的范围内，才能够保证混凝土质量。
3.2 注重混凝土材料的选择与配合比
施工中依据不同的施工作业环境对混凝土材料都有不同的需求，所以在混凝土材料使用及选择上必须依据实际施工作业情况进行合理的选择，如在混凝土施工作业时，可以选择低水化热、细料较差的、或是强度适宜的水泥，这样不但能够提高混凝土的强度及抗裂性，还能避免因温度过高而出现裂缝等现象。在选择 骨料方面，必须按照国家规定的施工技术要求，进行合理施工选择材料。同时，施工单位要加强对原材料的审核作业，防止不合格的施工材料进入施工现场，从根本上杜绝质量问题的出现。从另外一个角度来讲，混凝土的配合比也是极其重要的，绝对不能凭借其经验任意选配，要充分考虑到混凝土泵送的流动度及易和性。
3.3 添加外加剂防止裂缝
为保证混凝土工程质量， 防止裂缝产生， 提高混凝土的耐久性， 正确使用外加剂也是减少开裂的措施之一， 例如使用减水防裂剂等。其主要作用为： 水灰比是影响混凝土干缩的重要因素， 使用减水防裂剂可使混凝土用水量减少； 水泥用量也是混凝土收縮率的重要因素， 掺加减水防裂剂的混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少水泥用量， 其体积用增加骨料用量来补充； 减水防裂剂可以改善水泥浆的稠度， 减少混凝土泌水， 减少沉缩变形； 掺加外加剂可以使混凝土密实性好， 可以有效地提高混凝土的抗碳化性， 减少碳化收缩； 掺减水防裂剂后混凝土缓凝时间适当， 在有效防止水泥迅速水化放热的基础上， 避免因水泥长期不凝而带来的塑性收缩增加。
3.4 混凝土养护
混凝土浇筑完工之后，其后续的养护工作也值得重视。养护的目的是让混凝土能够适应温湿条件，避免出现混凝土内外温差、表面温差过大的情况。要保证混凝土施工时的温度不能低于使用时的温度，而且还需减小新旧混凝土之间的温差。混凝土早期的养护，一方面要确保混凝土有适宜的温度和湿度，另一方面则要确保混凝土的强度和持久度。除此之外，为避免混凝土的内外温差过大，而出现内外作用力失衡的情况，施工单位可适当的延长混凝土的养护时间，可以再混凝土表面和底层使用薄膜浇水养护。
3.5 加强监督管理
在水利工程的施工过程中，监管部门要充分做好监督检查管理工作，要充分发挥自身的监督管理职能，而且还要不断地提高工程施工人员以及监督管理人员的综合素质与专业水平，从而使其能够及时发现施工中存在的问题，并妥善解决。对于新上岗的施工人员要加强工艺的培训，从而使其掌握规范的施工工艺流程，保证合格上岗。由于混凝土裂缝会严重影响到水利工程的质量，因此必须对混凝土的施工过程给予严格的监督管理，要采取有效措施防止混凝土裂缝现象的产生，从而有效提高水利工程建筑物的整体质量。
4 裂缝修补的方法
4.1 表面覆盖法
施工人员可以在细微的裂缝表面涂膜，从而提高混凝土的防水性和耐受性，使养护工作更加方便。这种涂膜方式一般可以分为两种，一是使用钢丝刷在混凝土表面打毛，从而对混凝土表面进行清理，然后用水清理干净，并使其充分干燥，再用修补材料覆盖其表面，确保其不会轻易受到影响。
4.2 注入法
当裂缝的宽度较小但较深时，可以将修补的材料注入到混凝土的内部。首先要在裂缝处设置注入的用管，其他的部位用表面处理封住，使用低粘度的环氧树脂注入材料，用电动泵或是手动泵注入进行修补。若裂缝影响到了结构的安全，可采用粘贴加固法、围套加固法和钢箍加固法等结构加固的方法。此类方法皆属于结构加固，必须经过设计验算同意后才能进行。
4.3 采用钢箍和粘贴加固法
钢箍加固是在结构裂缝部位四周加U型螺栓或型钢套箍将构件箍紧，使钢套箍与混凝土表面紧密接触，以保证共同工作。粘贴加固是粘结前，钢材表面进行喷砂除锈，混凝土刷净干燥，粘结层厚度可为1～4mm。可以用钢板或型钢用改性环氧树脂和粘结剂，粘结到构件砼裂缝部位表面，使钢板或型钢与混凝土连成整体共同工作。这样就可以防止裂缝扩大，提高结构的刚度及承载力。
4.4 围套加固法
在尺寸允许的条件下，将结构外部的一侧或是多侧外包钢筋砼围套，以增加截面和钢筋，从而提高其承载能力：对结构件裂缝比较严重但尚未裂透破碎或是一侧破裂的，将裂缝部位的钢筋保护层凿去，外包钢丝网一层的大型基础设备通常采用增设钢板箍带，增强环向抗拉强度的方法进行处理。
结束语：
总之，在水利工程的施工过程中，混凝土裂缝是十分常见的现象。在进行施工的过程中，不仅要保证施工人员的素质达到施工要求，混凝土配比更加合理，而且要根据不同的气候条件制定不同的方案。当问题出现时，及时采取补救措施，防止问题的进一步加大。不断提高施工水平，才能保障水利工程建筑物的正常运行。
参考文献
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