水利工程混凝土裂缝产生的原因及防治措施

水利工程混凝土裂缝产生的原因及防治措施

吕国龙

身份证号：350104198108123617 福建省莆田市 351100

摘要：水利工程混凝土裂缝会对工程质量造成影响，更有甚者会导致结构性能下降，造成经济损失或人员伤亡。文章对水利工程混凝土裂缝产生的原因进行分析，探讨水利工程混凝土裂缝防治措施。

关键字：水利工程；混凝土；裂缝防治；工程裂缝

引言

混凝土是水利工程的主要原材料，施工占比较大，裂缝问题出现频率较高，不仅对工程的可靠性有影响，还会对工程的整体使用年限产生影响，水利工程的发展速度难以提升。混凝土裂缝会影响水利工程结构，严重的会降低工程承载能力，降低了工程质量，水利工程也会因此而缺乏稳定性。

1水利工程混凝土裂缝的危害性分析

混凝土是一种特殊的材料，在混凝土浇筑完成后，会有大量的余热残留在结构中，所以混凝土的收缩力并不强，变形也不是很明显，但当温度降低，收缩变形就会越来越严重，超过了混凝土的拉伸极限，就会出现裂纹。而且一般的水利结构，都是钢筋混凝土浇筑而成，在水利工程中，钢筋和混凝土比例达不到要求，钢筋数量达不到设计要求，一旦出现裂缝，不仅会造成钢筋的氧化腐蚀，还会造成部分结构的断裂，从而对水利建设的质量造成严重的影响，对社会安全造成严重的影响。首先，强度下降。混凝土结构是水利工程施工中最为关键的围护体系和承压体系，混凝土结构一旦发生开裂，将会对施工质量产生一定的影响。另外，在长期的水中浸泡后，混凝土的表层会不断剥落，而且很有可能会渗透到围护中，导致整体的强度下降。如果情况严重，还会导致混凝土结构的垮塌。随着混凝土结构含水率的升高，钢筋混凝土结构将逐步被腐蚀，从而影响整个体系的工作性能。其次，渗漏严重。在水利建设中，由于水闸混凝土的渗透，会使混凝土结构的耐久性下降。目前国内多数小型水闸在施工过程中均采用钢筋混凝土结构，一旦发生漏水，钢筋将会逐步腐蚀，从而严重影响到工程的使用寿命和质量。第三，影响运行寿命。水利工程在进行设计和建设时，都会对其寿命有很高的要求，如果混凝土结构中出现了裂纹，那么它的吸水性就会变得更强，从而影响到整个结构的强度。如果混凝土中出现了裂纹，那么混凝土的强度将会进一步下降，从而引起混凝土结构的质量问题，降低混凝土结构的使用寿命，严重的话，还可能发生类似于决堤之类的重大安全事故，从而造成无法估量的人员伤亡。

2水利工程混凝土裂缝产生的原因

2.1温差问题

混凝土凝固是水利工程中重要的施工流程和环节，该阶段的施工质量决定了整个工程是否符合质量标准。温差是影响凝固效果的因素之一，即在混凝土凝固周期中如果出现了温度的剧烈波动，就会使混凝土内部结构出现明显的变化，这种变化可能会导致混凝土出现裂缝问题。同时，组成混凝土材料中主要包含水泥和水，二者会发生化学反应，如果在这一过程中混凝土结构的内外部温差较大，当超过25℃时就会使混凝土内外结构出现不均衡变化，进而导致裂缝出现。

2.2沉降问题

沉陷裂缝又可以称为沉降裂缝，高质量的混凝土具有抵抗外界干扰因素的能力，不容易出现形变或者裂缝，混凝土初凝阶段受地基稳定性、回填土均匀度、模板形变等多种外力影响，在自身重力和膨胀力的作用下或者外部诱因影响会出现混凝土形变。在寒冷天气施工时，混凝土会出现冻土问题，在解冻时破坏了混凝土内部结构，当外力作用较大时就会发生沉降裂纹。这种裂缝是从混凝土内部出现的，往往会很深，裂缝严重的情况会发生错位，报废混凝土结构设施。

2.3收缩问题

在浇筑过程中，由于大体积混凝土内部会发生一系列的化学反应，从而引起混凝土的收缩，使其体积减小。目前，比较常见的收缩有干燥收缩、自身收缩、塑性收缩和碳化收缩。在此，干缩最有可能导致混凝土开裂。由于细集料的水化体积比水泥和水化反应水的体积小，引起混凝土的收缩，这种收缩没有水的变化，相比于干燥收缩，它的收缩是微不足道的。在混凝土处于塑性状态时，混凝土的含水量会迅速降低，如果没有足够的水分，很难在短时间内得到补充，如果在恶劣的气候条件下，比如高温、强风，混凝土就会发生塑性收缩。空气中的CO2与水泥水合物发生了化学反应，使其发生碳化。在正常情况下，混凝土的体积收缩不会引起拉应力，但在实际工程中，由于存在着大量的人为因素，所以很难消除因收缩引起的开裂。

3水利工程混凝土裂缝防治措施

3.1混凝土浇筑温度的有效控制

混凝土生产过程中的水化温度升高和浇筑过程中的温度数值有着密切的关联。如果大体积混凝土浇筑过程中温度过高，最高水化温度必然会明显增加，混凝土内中温度过高，最高水化温度必然会明显增加，混凝土内外的温度差值也会进一步加大，出现温度裂缝现象。在混凝土浇筑温度控制的过程中，需要对混凝土的入模温度进行有效的控制。有关混凝土入模温度的控制工作，具体包括搅拌的原材料温度、搅拌和运输过程中的温度控制。在混凝土进入搅拌机生产之前，砂子和石子需要堆放在阴凉处避免接受阳光暴晒，同时需要尽可能地避免使用温度过高的热水泥。搅拌台以及运输混凝土的主要路线需要沿路建立凉棚，避免在运输过程中长时间地接受阳光暴晒。

3.2预防沉降

首先，合理设置沉降缝。凡是不同荷载、不同高度和不同面积的水利物都必须从基础部分出发，设置不同的沉降缝，使之单独下沉，以减少混凝土裂缝。通过提高水利上部构件硬度来提高外墙的抗剪硬度。在基层处和各层的窗口上设有圈柱，可通过砂浆浇水润湿，以促进混凝土的和易性，从而增加混凝土强度与饱和度，提高层与层间的黏性，进而增加外墙的抗剪硬度。另外，做好地面探槽管理工作。针对较复杂结构的地基工程，在基础施工时需要先经过普通钎探，一旦探出较柔软的部分，则需要经过强化处理，处理完毕以后再开始基础施工。

3.3收缩裂缝控制

第一，水泥的合理配比。混凝土中所用的集料、混合料、掺料均要达到规定，防止不合格物料混入工地。另外，还应通过混凝土配合比的测试，找出水灰比，从而减少水利工程中出现收缩开裂的可能性。在施工过程中，混凝土中集料的用量约为80%，应采用低弹性、低线膨胀系数、低级配、表面清洁的集料，在混凝土的配合比上，尽可能地增加细粉量和石粉的用量，以改善混凝土的抗裂性、耐久性和紧密性。结果显示，在水利工程中，当大体积混凝土中加入16-19%的石粉时，其抗裂性能最佳。在水利建设中，选用低碱、低热、高强度的水泥。第二，添加剂的正确使用。在水利工程中掺入适当的添加剂，可以有效地改善大体积混凝土的抗裂性能。在水利工程中掺入适当比例的煤灰，可以有效地改善大体积混凝土的抗裂性能。

3.4处理混凝土裂缝

第一，混凝土裂缝处理方法中，应用频率较高的是表面处理法，主要通过对混凝土表面进行涂抹泥浆或贴补来修补裂缝。表面处理法适用于较浅较小的裂缝，能够有效降低裂缝的影响。第二，填充法是处理混凝土裂缝问题的主要方法，其适用于宽度比较明显的裂缝。该方法经济性较好、操作流程简便，主要采用灌浆方式进行裂缝修补，因修补方式简单、使用范围广，填充法得到了工程养护行业人员的青睐。

结语

综上所述，混凝土作为水利工程施工中的重要基础材料，虽然应用广泛，但实际上混凝土裂缝现象还是比较常见的，不能完全避免这个问题。为提高水利工程施工质量，还要强化混凝土裂缝控制，注重温度控制，降低沉降裂缝、收缩裂缝等问题，提高水利工程结构质量。

参考文献

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