水利工程中大体积混凝土裂缝成因及控制

水利工程中大体积混凝土裂缝成因及控制

赵凌军

北京金河水务建设集团有限公司 北京市 100195

摘要：本文主要结合水利工程中大体积混凝土出现裂缝的原因以及优化与完善水利工程大体积混凝土裂缝控制的具体措施，从多个角度出发，提出具体的可行性方法。

关键词：水利工程；大体积混凝土；裂缝成因及控制

引言

从目前水利工程大体积混凝土裂缝控制的实际情况来看，仍存在一些问题。即由于水化热引起的混凝土温度应力和温度变形问题；由于混凝土内外约束条件导致的裂缝问题；由于混凝土的收缩变形导致的裂缝问题。施工单位要进一步落实好裂缝问题控制的具体要求，结合问题成因，制定更为有效的改进措施。从而不断提高工作的效率和质量，避免混凝土的裂缝问题，确保水利工程施工的连续、稳定。因此，本文针对问题，探讨水利工程中大体积混凝土裂缝成因及控制。

一、水利工程中大体积混凝土出现裂缝的原因

（一）由于水化热引起的混凝土温度应力和温度变形

从水利工程大体积混凝土的裂缝成因来看，首先便是由于温度应力和温度变形导致的。在水泥的水化过程中，往往会产生大量的热量，进而使混凝土内部的温度升高，从而出现了温度应力和温度变形。此外，从混凝土中的水泥用量来看，通常情况下认为，水泥的使用量越大，水化热也会越大，裂缝产生的几率也会随之升高。

（二）由于混凝土内外约束条件导致的裂缝问题

水利工程中的地基通常是通过静压预制钢筋混凝土土方桩来进行加强处理的。期间，由于底板混凝土和桩基的浇筑是在一起的，所以当发生温度变化时，也会给下部的地基带来限制，从而产生来自外部的约束力。此外，在混凝土的早期升温中，所产生的膨胀力，也会在外条件的影响下，转化为压应力，进而导致了混凝土的垂直裂缝问题。

（三）由于混凝土的收缩变形导致的裂缝问题

通常情况下，混凝土会随着自身的不断干燥而导致水量的不断蒸发，从而出现干燥收缩问题。但是在这个过程中，如果混凝土的内外收缩速度不同，便会导致混凝土的表面向中心约束，进而产生拉应力，出现裂缝问题。

二、优化与完善水利工程大体积混凝土裂缝控制的具体措施

（一）提高混凝土的材料把控，确保材料质量与用量的合理

通常情况下认为，混凝土的组成主要包括以下材料。即水泥、水、砂石、掺和料以及外加剂。同时，组成材料的质量，也会直接决定混凝土的质量，造成混凝土的裂缝问题。

首先从水泥材料来看，当水泥与水进行混合后，往往会发生大量的化学反应，并伴随着水化热，从而使混凝土在内部与外部的温差下，出现裂缝问题。对此，在实际施工中，施工人员要尽可能地处理好混凝土的水化热问题，使用水化热较低的水泥材料。同时，也需要施工人员对水泥的使用量进行控制，尽可能减少水泥的使用量，避免水泥的随意增加。

其次从掺加粉煤灰来看，在实际的水利工程施工中，为了更好地解决水化热问题，施工单位通过适当地掺加粉煤灰来进行改善。不仅仅减少了水泥的用量，也能够达到提高和易性的目的。从粉煤灰的成分来看，主要包含了硅、铝氧化物等物质。而在这些物质的作用下，也会和水泥的水化物产生二次反应，以此来减少混凝土中的水化热现象，防止了混凝土的过度热膨胀。但是在粉煤灰的使用中，同样要控制好用量，避免大量使用给混凝土带来质量问题。

再次从粗骨料来看，一般认为水利工程混凝土中的粗骨料使用来尽可能选择粒径较大的。大粒径的优势在于级配会更好，并且孔隙率也会更小，更有利于减少水泥的用量和砂浆的用量。同时，也能够起到降低水化热的作用，减少了混凝土裂缝的几率。

最后从细骨料来看，一般认为应该选择中粗砂。中粗砂的优势在于本身的孔隙率较小，无论是通过水，还是水泥来制成混凝土，都能够达到降低水化热的目的。但是，在使用中粗砂的时候，也需要施工人员做好清洗工作，要去除中粗砂中的泥土，避免泥土过多导致的混凝土收缩变形增加，从而出现裂缝问题。

（二）合理选择不同添加剂，针对性地解决混凝土裂缝问题

外加剂的添加也是混凝土制作中的关键步骤。在现如今的水利工程中，针对大体积的混凝土浇筑，为了更好地解决裂缝问题，大都会在材料把控之外，选择添加外加剂。而从外加剂的组成来看，主要包含引气剂、减水剂以及缓凝剂。其中，引气剂主要是对混凝土的和易性、可泵性进行改善，并在同时提高混凝土的耐外性能。而减水剂主要是对混凝土中的水灰比进行降低，以此来减少水泥的使用量，提高混凝土的和易性，防止开裂。最后从缓凝剂的作用来看，则是对混凝土的放热峰值进行延缓，即便混凝土达到了最大放热峰值，也已经完成了凝固，不至于出现开裂。对此，从以上三种外加剂的作用来看，都能够在一定程度上改善混凝土的强度。但是在实际使用中，也要把持好用量，根据实验的数据来使用，杜绝随意添加。

（三）提高混凝土施工工艺，针对施工的不同环节进行逐一完善

针对水利工程中大体积混凝土裂缝的成因的来看，除了混凝土的材料，施工的工艺也是主要原因。对此，在施工单位与施工人员的施工中，尤其要提高工艺水平，切实提高施工质量，避免出现混凝土裂缝。

首先，在施工人员进行混凝土搅拌时，一定要控制好原材料的使用量，尤其是在混凝土的出机时，更要控制好塌落度。同时，在混凝土出机中，也需要施工人员对温度进行控制，通过吹冷风等一系列方式来做好降温工作。期间，也可以选择加冰拌合，并确保新拌混凝土的温度能够控制在6℃以下。

其次，在混凝土的浇筑、拆模环节，主要是对混凝土的振捣质量进行把控，要确保振捣的均匀和一致。同时，在完成振捣作业后，还需要施工人员对混凝土的表面进行抹平、压实处理，以此来防止裂缝问题。但是考虑到水利工程中的混凝土施工，往往体积较大。因此也会涉及到分层浇筑，以及振捣时的流水振捣，并确保两层能够结合紧密。此外，从浇筑的时间来看，主要是要避免长时间高温和暴晒。尤其是在夏季施工阶段，施工单位可选择夜间作业。而在混凝土完成凝固后，其强度也达到了设计强度的75%以上，施工人员便可以进行拆模处理了。同时，在拆模之后，也需要对混凝土表面的温度进行控制，要确保温度下降的幅度不超过9℃。期间，考虑到低温季节的拆模，由于温度下降严重，往往会加剧混凝土表面的收缩，并在内部约束力的作用下产生加大的拉应力，进而出现裂缝问题。对此，施工人员便要及时做好保护措施，防止此类问题的出现。

最后，从混凝土的养护作业来看，主要指的是混凝土浇筑后的养护。通常情况下，需要施工人员在混凝土的表面进行洒水保湿处理。一方面是促进混凝土表面的水化，防止混凝土水分的快速流失。另一方面也是为了保持混凝土的温度，尤其是在夏季季节，更需要进行洒水。此外，为了给混凝土凝固提供一个良好的条件，通常情况下认为混凝土的养护，应该在完成了浇筑的12-18个小时后开始，并将周期控制在28天以上。

结束语

综上所述，在优化与完善水利工程大体积混凝土裂缝控制的过程中，施工单位与施工人员可通过提高混凝土的材料把控，确保材料质量与用量的合理、合理选择不同添加剂，针对性地解决混凝土裂缝问题以及提高混凝土施工工艺，针对施工的不同环节进行逐一完善等一系列方法来达到目的。意在从多个角度出发，针对目前水利工程大体积混凝土裂缝控制的实际情况，分析问题成因，找寻解决方法，制定更为科学、合理的方案策略。从而不断提高工作的效率和质量，避免混凝土的裂缝问题，确保水利工程施工的连续、稳定。

参考文献：

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[3] 李学东. 水工结构大体积混凝土裂缝成因及控制处理[J]. 魅力中国, 2016, 000(027):174-175.