混凝土防裂缝技术控制研究

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一、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。

二、混凝土裂缝的主要类型和产生原因分析

（一）收缩裂缝

收缩裂缝属于混凝土裂缝中的一个常见形态，主要是混凝土材料特性所致。事实说明，这种裂缝产生于混凝土的浇筑过程，在此期间，容易经受外界因素影响，例如温度、风力等，高温会加速混凝土水分的挥发，混凝土就可能出现失水情况，在浇筑时如果遇到雨天或者其他原因导致的水分增加，水分从混凝土中析出，出现搅拌完成的混凝土没有经过充分搅拌而导致失水。这种情况下，在混凝土硬化收缩时就会出现裂纹，这种裂纹呈两端细中间宽的特点。

（二）沉陷裂缝

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。

（三）温度裂缝

温度裂缝，显然是由温度所致的混凝土结构裂缝，这种裂缝一方面是由于混凝土自身结构所致，另一方面是极端环境所致。混凝土在搅拌过程中会存在搅拌不均匀的问题，局部骨料或多或少，或者没有夯实到位出现了混凝土空洞问题，在这种情况下再加之温度影响，不均匀的结构会发生不均匀的温度变化，混凝土随之出现应力，进而出现裂纹。混凝土在温度极端的情况下进行浇筑后，经过养护进入使用环节，由于较大的温差变化，在内部温度变化的过程中就出现膨胀应力。需要特别注意的是，这种裂缝和沉降裂缝不同的是，其内部结构是正常的，只是由于环境温度引发了裂缝，这种裂缝容易出现在高寒地区的水利工程中。

（四）干缩裂缝

浇筑完成的混凝土要进入重要的养护环节，在这个阶段容易出现干缩裂缝。混凝土浇筑是混合各种原料，还没有发生化学反应。混凝土的养护是一个较长的过程，通过重复地吸水，骨料、水和水泥逐渐化合，使材料最终硬化，形成坚硬的混凝土结构。混凝土的养护是一个非常关键的环节，并不是一项辅助措施，需要确保均匀、足量地施水，避免因为施水不匀或者局部过度冲刷导致的内部不充分地化合。在混凝土养护环节中和工程正式使用前的裂缝被称作干缩裂缝。当出现干缩裂缝时，也就意味着混凝土脆性和形状可能发生了一定的改变，甚至会报废整个混凝土结构，可见这是一种危害性极大的裂缝。

三、水利施工中常用的混凝土防裂缝技术

（一）把控原材料质量

通常，混凝土的原材料有水泥和添加剂，要想把控原材料质量可以从下面几个方向入手。

（1）控制基

本原材料。如水泥和添加剂，控制水泥用量实现水化温度的控制，这一控制可以在混凝土初步形成强度的时候进行，合理调配混凝土配比。良好品种的水泥也是确保混凝土稳定强度的关键。

（2）采用粗骨料改善

骨料级配，特别是在高温环境下，搅拌混凝土前做好冷却处理，减少因为高温引发的质量问题。

（3）在搅

拌混凝土的环节，可以通过适量添加水碱剂、防裂剂等的方式减少混凝土形变或者沉缩现象的出现，与此同时还要确保骨料、水泥浆能够满足所需的粘结力，有效减少混凝土结构裂缝问题。

（二）优化混凝土配合比的设计

要合理设计混凝土配合比，尽可能地减少水化热，避免混凝土内部和外界出现较大的温度差，减少裂缝的出现。在混凝土施工期要通过进行样品检验，检测强度、塌落度等，找到最合理的配合比，充分发挥混凝土结构的性能。此外，在骨料中适当添加粉煤灰或者减水剂，对胶凝材料要把握好合理的用水量，一般情况下水胶比控制在小于等于0.6的范围，粗骨料粒径控制在小于等于150mm的范围，进行二级级配，泥浆中的砂含量小于等于1%，细度模数在2.4至3.0之间为宜。

（三）把控混凝土拌制和运输环节

为了使混凝土的原料充分融合，在拌制过程要确保粗细骨料、水、凝胶和添加剂的搅拌要充分。在搅拌过程中控制搅拌、静置的时间，合理规划浇筑施工，做好原材料供应，避免浇筑施工出现中断，充足的原料供应是顺利完成混凝土浇筑施工的基础。浇筑混凝土的过程要充分分析现场环境，避免过高或过低的温度引发的温度裂缝，控制好搅拌时间，把握好浇筑速度，优选出适当的搅拌方式，以便现场顺利开展混凝土浇筑施工，对于有运料需要的要做好运输环节工作，规划运料时间和路线，做好运输途中的质量控制。

（四）强化温度防裂控制

温度裂缝对混凝土结构的影响巨大，浇筑过程的混凝土存在发热反应，这就要求施工人员要做好现场温度的控制工作，避免外部环境和内部温度差异过大造成的结构内部或者表面出现裂缝。搅拌混凝土时会散发出很多热量，通过温差控制可以减少这方面的危害。浇筑混凝土时可以借助提前埋设好的水管对其降温，对于大面积的浇筑，该降温方式效果更加显著，有效减少温度裂缝的出现。施工时，要考虑到季节性温差，规划好工期，尽可能不在极端气候施工，确需施工的要加强防护。把握好拆模节点，浇筑施工完成后覆盖薄膜，在混凝土中层上覆盖装有锯末的麻袋。在高温环境下，通过内部散热管和在混凝土上层喷洒水两种方式配合散热。虽然散热很重要，但还要避免过多地流失表面水分，减少水分蒸发导致的裂缝。对于雨天和大风天气也要多加注意，避免在恶劣气候下开展浇筑作业，尽可能减少可能引发裂缝的因素出现，确保水利工程中混凝土结构达到预期质量要求。

（五）施工工艺控制和混凝土养护

根据相关规定，对混凝土的浇筑方向、顺序、厚度应用合理的浇筑方式。如分级浇筑和分层浇筑，当下层混凝土完成初步凝结后及时对上层开展浇筑，根据现场温度调节混凝土浇筑速度。按照慢拔快插的原则强化混凝土的振捣，防治结构内部出现离析或者空隙，在下层的5~10cm处插入振捣，振捣深度控制在距离接触面10~20cm的范围。结束振捣之后，就是最终的刮平清洁步骤。根据实际情况，精准地把握水量，养护工作讲究科学的办法叠加合理的养护时间，进而更好地完成混凝土养护部分工作，着重注意湿度和温度，在完成混凝土浇筑后的7到10天进行养护，为水泥水化提供足够的水分。通过在表面覆盖土工布或者塑料薄膜可以使表面保持水润状态，当环境温度过高时要定期向混凝土表面洒水，从而达到降温的目的，当环境温度过低时则可以覆盖草甸子或者棉被，以便达到保温的目的。对于极为特殊的情况，为了将混凝土内部和环境的温度差控制在25℃以下，可以设置加热设施或者使用蒸汽进行混凝土的养护。

四、结束语

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。从工程质量的角度考虑，应积极地对不同控制方向采取有针对性的措施，提高了混凝土部分施工质量，也就意味着水利施工质量的提升。（作者单位：甘肃省景泰川电力提灌水资源利用中心）

参考文献

[1]李锡文.水利工程混凝土裂缝渗透成因及有效预防措施研究[J].低碳世界,2019,9(12):121-122.

[2]高山,高远贵.浅析水利工程中混凝土裂缝产生的原因和处理方法[J].四川水利,2019,40(06):104-106,113.

作者:余晓瑛 单位：甘肃省景泰川电力提灌水资源利用中心