水利工程施工中的混凝土裂缝的防治技术

水利工程施工中的混凝土裂缝的防治技术

徐创军

内蒙古河套灌区水利发展中心乌拉特分中心 内蒙古  014400

摘要：水利工程是经济发展的基础性工程，其施工建设具有电力供应、储水灌溉以及防洪减灾等作用。在水利工程施工中，混凝土的施工必不可少，其是重要施工项目，施工质量对于工程的建设质量具有重要影响。而混凝土属于工程施工的重要材料，其施工质量直接影响着水利施工效果以及使用寿命等。施工裂缝是混凝土施工常见质量问题，本文将探讨水利水电工程施工中混凝土裂缝的防治技术，旨在为工程实践提供有益的经验和建议，推动水利水电工程领域的发展与进步。

关键词：水利工程；混凝土裂缝；防治技术

中图分类号：TV512    文献标识码：A

引言

混凝土裂缝是现代水利工程的一项典型的质量问题，其具有成因复杂、裂缝种类多的特征，若材料选型、配合比设计、工艺操作等环节处理不规范，均可能出现混凝土裂缝。为此，施工人员需重视混凝土裂缝问题，采取行之有效的裂缝控制技术，最大限度地降低混凝土裂缝发生的风险，保证现场施工活动有序开展。

1 混凝土裂缝类型

1.1 温度裂缝

混凝土内外温差的骤升骤降是温度裂缝产生的主要原因，具体影响因素介绍如下：其一，日照温差。长时间处于太阳照射的位置，其温度会高于其他位置，此时混凝土结构容易产生拉应力，而随着日照温差的逐渐增大，拉应力变大，进而容易出现裂缝问题。其二，季节温差。各区域之间的年温差相差较大，尤其是我国的北方地区，其会导致混凝土结构出现位移现象，如果位置值大于预设值，便会引发温度裂缝。其三，水化热。混凝土原材料水泥容易出现水化热反应，反应所释放的热量会迅速增加混凝土内部温度，致使混凝土内、外出现较大温差，最终形成温度裂缝。另外，温度变化。外部环境温度的骤降会降低混凝土表面温度，且表面降温速度明显快于内部，进而导致混凝土结构出现内、外温差。

1.2 干燥收缩

干燥收缩裂缝出现在混凝土塑性流动到弹性阶段，时间跨度大，一些水利工程在投运使用阶段仍存在混凝土开裂的可能性。干燥收缩裂缝的形成机理在于，水泥基材料以干燥收缩作为固有特性，由于线膨胀系数存在差异，水泥浆体积变化取决于骨料约束程度，水泥浆体积变化程度明显超过混凝土体积变化程度，随着混凝土多余水分蒸发，体积发生变化，最终形成宽度不超过0.2mm的细微裂缝。干燥收缩裂缝属于表面性裂缝，分布在混凝土表面，裂缝走向缺乏规律，混凝土结构变截面位置集中分布干燥收缩裂缝。

1.3 沉陷裂缝

该裂缝一般为深进式或贯穿式，对于混凝土结构的破坏性较大，当裂缝较小时，裂缝一般垂直于地面或与地面呈30~45°夹角，如果未进行修补，随着时间的推移，裂缝会逐渐变大；当裂缝较大时，混凝土结构可能会出现错位现象，此时裂缝的宽度及深度都比较大，且二者之间成正比关系。沉陷裂缝产生的主要原因是水利工程施工地基土质的不均匀，施工过程中，混凝土结构因长时间受挤压易出现沉陷裂缝。此外，如果施工区域地基土与回填土未被完全压实，也易出现沉陷裂缝。在冬季，低气温环境下易出现冻土，冻土具有一定的强度，而冻土化冻时会对混凝土结构产生不良影响，容易出现沉陷裂缝。

2 水利工程混凝土裂缝防治措施

2.1 严格控制施工温度

严格控制施工温度是控制混凝土裂缝问题出现的有效方式。首先，使用干硬性混凝土，减少水泥材料使用量，尤其是在炎热的夏季，在混凝土搅拌施工中可以通过添加冷水或冰块的方式降低混凝土搅拌温度。与此同时，夏季环境气温较高，在混凝土施工完成之后，施工人员需要在其表面洒水进行养护，防止其因表面水分蒸发较快而出现温度裂缝或干缩裂缝。其次，针对大体积混凝土的浇筑施工，施工人员需要科学控制浇筑厚度，最佳浇筑厚度应控制在500mm左右。另外，混凝土浇筑施工期间施工人员需要将混凝土内、外温差控制在25℃左右，避免温差较大出现温度裂缝。最后，拆模时间不宜过早，冬季需要进行保温养护处理，先覆盖一层塑料薄膜，随后覆盖麻袋锯末中层，厚度90mm左右，最后覆盖岩棉被，厚度100mm左右。

2.2 科学控制拌和质量

混凝土原材料的选择需要考虑性价比，而混凝土的拌和需要注意粗、细骨料的含水率问题。在混凝土搅拌前期，施工人员需要依据天气变化对粗、细骨料含水率的变化进行检测，如若是晴天，每班抽2次进行检测即可；如若是雨天，则需要实时进行抽测，以便于混凝土各原材料搅拌配比的科学调整。混凝土搅拌常用设备为强制式搅拌机，设备运行之前需要对其计量器具进行检定，并对计量设备进行校对。待混凝土原材料计量操作完成之后，施工人员需要先将细骨料、矿物质以及水泥等加入至搅拌机当中进行搅拌，随后加水搅拌至砂浆，再加入粗骨料进行搅拌，最后是添加外加剂搅拌均匀即可。此外，混凝土搅拌期间搅拌时间以及搅拌速度的控制十分重要，施工人员需要科学把控。

2.3 沉降裂缝控制

沉降裂缝严重的情况下，可能会直接破坏混凝土结构的整体性以及稳定性等。为此，施工人员需要加强对沉降裂缝的预防与控制。首先，工程设计前期设计人员需要对施工现场进行地质勘察，全面搜集、分析以及掌握各地理数据信息，以便于工程设计方案制定的科学性、合理性以及可实施性等。其次，依据水利工程建设要求对其混凝土结构的施工荷载具体分布进行详细分析，尽可能确保各部位荷载分布均匀，以此防止因部分位置荷载过大而引发沉降裂缝。最后，水利工程前期的设计工作十分重要，建设企业需要保证设计人员专业水平的同时，还需要注重提高设计方案的科学性，合理设计混凝土结构刚度，优选高品质钢筋及混凝土各原材料等。

2.4 控制浇筑速度和振动

控制混凝土的浇筑速度和震动是防治混凝土裂缝的重要方法之一。这两个因素的合理控制可以降低混凝土的温度升高速率、改善混凝土的密实性，缩小空隙，从而减少裂缝的形成风险。在炎热季节或温度较高的环境中，混凝土的温度升高速率更快。为减小温度梯度，施工人员应适当减缓浇筑速度，避免过快地将混凝土投入模板。对于厚度较大的混凝土结构，施工人员可以采用分层浇筑的方法。要确保下一层混凝土浇筑前，上一层已经充分硬化，以降低内部应力的积累。另外，选择合适的振动设备以确保混凝土充分填充模板并排出空气。施工单位应根据混凝土的类型和结构特点选择振动器的类型和功率。混凝土刚浇筑时，施工人员应及时开始振动以防止混凝土初凝，但要注意不要过早开始，以免混凝土流动性差，导致空隙和不均匀振实。振动时间应适度，以确保混凝土中的气泡充分排出，同时不要过分振动，以免过度振实，引起内部应力。

3 结束语

混凝土裂缝的防治是水利水电工程建设中不可忽视的重要问题。通过深入研究成因、选择合适的材料和工艺、定期维护等手段，施工单位可以有效地减少混凝土裂缝的发生，提高工程的质量和安全性，确保工程的长期稳定运行。

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