水利施工混凝土裂缝预防技术研究


在水利工程的施工过程中，由于混凝土的裂缝会导致建筑物在其所发挥的使用功能、相应的承载能力、建筑物的观感以及使用年限等方面产生一定程度的影响，因此，施工人员必须在根源上做好混凝土施工期间的预防工作，以避免裂缝现象的出现。而为了将混凝土的裂缝产生控制在允许的范围之内，甚至对于特别重要的构件要杜绝产生裂缝，就必须研究其裂缝产生的原因及其特点和机理，并把握混凝土内的温度和应力的分布情况，从而才能够在设计和施工中采取行之有效的防裂对策。本文针对水利施工中混凝土裂缝的防治技术进行了浅要的分析。
1水利施工中混凝土裂缝的成因
混凝土在水利施工过程中产生的裂缝有很多原因，经过分析，主要原因归纳为以下几点。
第一，温度影响：混凝土施工硬化期间，水泥会放出大量水热以及化热，造成内部温度上升，在表面引起拉应力，后期在降温过程中，由于受到基础或老混凝土的约束，又会在混凝土内部出现拉应力，当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，即会出现裂缝。
第二，湿度影响：大部分混凝土内部湿度变化很小或者说变化较慢，但表面湿度相对来说变化较大，有时会发生剧烈变化。由于养护不得当、造成表面湿度不均匀，表面干缩形变受到内部混凝土的约束，也往往导致裂缝。
第三，混凝土自身性能影响：混凝土是一种拉抗强度是抗压强度的1/10左右的脆性材料，短期加荷时的极限拉伸变形也只（0.6~1.0）×104，长期加荷时的极限拉伸变形也只有（1.2~2.0）×104。但由于原材料各部分比例搭配不均匀，在施工中难免出现离析现象，导致同块混凝土的不同部位强度的不均匀，个别部分抗拉能力较低，裂缝便因此而出现。
第四，施工影响：在现场浇捣混凝土的过程中，振捣或插入不当，漏振、过振或振捣棒抽撤过快，均会影响混凝土的密实性和均匀性，诱导裂缝的产生；其次，因为混凝土工程进行的抹面次数不能满足要求，更容易出现裂缝现象；再次，在养护方面，由于现场养护措施不到位，会造成混凝土早期脱水，从而引起收缩裂缝。
2水利施工中混凝土裂缝的防治技术
2.1施工技术准备
在水利工程施工组织设计中应妥善处理构件中“抗”与“放”的关系，避免结构断面突变带来的应力集中。并积极采用补偿收缩混凝土技术。在常见的混凝土裂缝中，大部分是由于混凝土收缩引起的。这对这一问题，可在混凝土中掺用膨胀剂来补偿混凝土的收缩。另外，施工技术人员应加强对对构造钢筋的知识学习的重视，若发现施工图中有不妥之处，及时联系设计人员进行变更处理。
2.2施工选材及其配合比设计
根据水利工程结构要求选择合适的混凝土强度等级及水泥品种、等级，尽量避免采用强度高的水泥。另外，注意选用质量合格的石、砂等原材料，按照规范要求合理进行掺合料以及外加剂的添加。另外，还需要掌握好混凝土补偿收缩技术的正确运用方法。采用膨胀剂时，注意考虑造成不同膨胀效果的不同品种及掺料。并通过试验使配置达到最佳。在水利施工过程中，对混凝土的坍落度设计应合理设计，及时针对现场原材料的情况进行调整，保证现场的养护工作能有效进行。
2.3温控防裂措施
为了防止裂缝，可以水利施工现场采取一下措施：改善骨料级配，用干硬性混凝土掺混合料，加引气剂或塑化剂等，减少混凝土中的水泥用量;搅拌混凝土时加水或用水将碎石冷却，降低混凝土的浇筑温度；热天浇筑混凝土尤其是大体积混凝土时应尽量减少浇筑厚度，最好控制在500mm以内，以便于表面散热；第二层浇筑应在第一段混凝土初凝前浇筑完毕前；根据混凝土浇注面积，在混凝土上中下部设置一定数量测温管，定时测定内外温度，前4天每2h测一次，5~7天每4h测一次，8~15天每天一次，并及时记录，确保混凝土内外温差控制在25℃以内，做到及时观察，出现温度超偏，可通过调整养护方式来降低温差；规定合理的拆模时间，以免混凝土表面发生急剧的温度梯度，加强保温养护措施，现场通常采取措施为混凝土浇注后先覆盖一层塑料薄膜，用麻袋装锯末，厚度80～100mm进行中层覆盖，最后覆盖1~2层100mm厚岩棉被；另外，夏季施工中对于长期暴露在外面的混凝土块进行撒水养护工作，避免因为混凝土内部水分蒸发过快在成裂缝的产生。施工中，应尽量避免浇灌混凝土在大风大雨中进行。
2.4施工监测
在水利施工过程中，加强的对混凝土温度以及收缩变形程度的相关数据进行监测，及时对现场情况进行反馈以便工程能顺利进行。此外，尽量做好混凝土性能的改善工作，加强养护提高抗裂能力，施工过程中保证混凝土的优良质量对预防裂缝的产生起着至关重要的作用，特别是贯穿裂缝的产生，发现这种情况后要再做更改，努力恢复结构的整体性不是那么容易，因此，施工过程中预防贯穿性裂缝的产生成为主要工作。发现裂缝时，不要盲目的进行修补工作，应根据调查结果及获取的数据针对各影响条件及水利工程本身存在的实际问题进行分析，然后再确定修补的细节及应采取的措施。
2.5冷却管降温措施
为了避免水利施工中混凝土尤其是大体积混凝土在其硬化过程中的内部温度过大，可以在混凝土结构内部预先铺设冷却管路，在混凝土浇注完成之后即可进行通水循环冷却，管内的水流量通常控制在1.5m3/h左右（进水温度低于10℃时），若进水温度偏高，则水流量也应加快。冷却管的出水应排放到不影响施工的部位，当大体积混凝土整体初凝之后则可视情况利用该出水进行蓄水保温养护。当然在大体积混凝土养护完成之后，为了不使中空的冷却管对混凝土的强度及其他产生影响，因此对其进行注浆和压浆的工作，通常采用真空压浆。
3结语
就目前国内现状而言，对于水利施工中混凝土裂缝的形成原因及计算方法存在不同的理论，不过就具体的预防和改善措施意见来说具有一定的统一，通过大量实践证明，上述措施所取得的效果也比较理想，在具体施工过程中，作为施工人员应多角度、多观察并进行比较，出现问题后多分析、多总结，结合相应的预防处理措施，以避免混凝土的裂缝所造成的不良影响。