水利工程施工中控制混凝土裂缝的技术分析

郑才荣

摘要：水利工程是最重要的基础设施之一，具有防洪、灌溉、航运、发电以及进行水量的调节和分配等功能，满足人们生活、生产所需的用水。水利工程施工过程中混凝土容易受到各种因素的影响而发生裂缝，造成其承载能力、耐久性、防水性的下降，所以需要对其进行有效控制。本文首先分析了水利工程施工混凝土产生裂缝的原因，接着主要阐述了水利工程施工中混凝土裂缝控制方面的技术，希望能够对相关人士有所帮助。

关键词：水利工程;混凝土;裂缝控制

一、前言

为了满足经济建设需求，全国各地大规模建设水利工程，水利工程的数量和规模不断扩大。混凝土是由水泥、砂石骨料、水、添加剂等构成的人造石材，是水利工程的主要建设材料。由于混凝土本身是一种多孔材料，混凝土硬化后，结构内部出现一定的裂缝，如果混凝土裂缝过大，则可能影响到混凝土结构的质量与安全。因此水利工程建设过程中，必须严格控制混凝土裂缝，通过添加减水剂、矿物质材料、钢纤维材料等，提高混凝土密实度和强度，减少混凝土的自收缩性和温差应力，提高混凝土的强度。

二、水利工程施工混凝土产生裂缝的原因

1、因温度变化而导致的裂缝

混凝土凝固过程中，对环境条件有着较高的要求，尤其对温度来说是要求比较严格和敏感的。混凝土在完成浇筑过后，若没有妥善对混凝土建筑进行养护，控制混凝土周边温度的环境，会造成混凝土内部产生裂缝状况。混凝土凝固过程中，若混凝土内外部温差过大或温差明显，受到热胀冷缩的影响，混凝土实际应力会随之发生变化。比如，受到温差变化的影响，有序对混凝土构件力进行拔高，若实际应力远远大于预期规定承受能力时，混凝土将会产生温度裂缝。

2、混凝土收缩问题

收缩现象是混凝土施工中常见的现象，造成混凝土裂缝原因较多，浅显的裂缝不影响混凝土施工的有效性，有些裂缝极大的影响混凝土工程质量，导致农业水利工程质量降低。农业水利工程中混凝土施工收缩的种类较多，主要由塑性收缩与缩水收缩两种构成。有些混凝土的裂缝存在于混凝土工程的表面，这主裂缝较为细小，具有交叉呈现龟裂状特征，并且缺少任何规律性的特征。还有的混凝土裂缝较大，裂缝的强度较高，裂缝是由混凝土内部压实等问题影响。通过分析混凝土裂缝问题可以发现，由于混凝土制作过程中使用的材料强度不同因而导致混凝土对环境的适应性不同。由于混凝土材料的强度等级不够，水泥品种或者砂石规格的因素都可能导致混凝土强度不足。

3、施工工艺引发的裂缝

此种裂缝主要是由于施工中没有按照标准工艺和流程而引发的混凝土裂缝。例如混凝土搅拌不均匀不充分、振捣不够密实等都会引发离析问题，从而引发混凝土裂缝;钢筋混凝土结构施工时的保护层厚度不够，就容易造成钢筋锈蚀，从而造成混凝土内部发生膨胀应力，进而造成混凝土裂缝。

三、水利工程施工中控制混凝土裂缝的技术

1、实时监测混凝土结构的温度

水利水工建筑、围堰结构、大坝等结构需要大量的混凝土材料，为避免混凝土结构出现温度裂缝，需要将温度裂缝控制在水利工程施工允许的范围内。利用测温仪和传感器，实时监测混凝土结构的温度变化，降低最高温升，降低混凝土结构表面的温度梯度和内外温差，让混凝土的温度分布均匀，温度梯度控制在合理的范围内，并有效控制混凝土结构的温度下降速度以及上下层温差，这样可以防止混凝土层间裂缝。具体操作方法如下：混凝土浇筑过程中，需要在混凝土底板的上、中、下位置设置温度传感器和测温仪，各个监测点的距离大于0.5米，实施监测混凝土材料的入模温度、施工环境温度、混凝土初凝温度。各个测点的测量时间从混凝土浇筑10小时后开始进行测量，混凝土浇筑后三天内2小时测量一次，3-7天之内4小时测量一次，7-15天内6小时测量一次，直到混凝土的温度相对稳定。如果混凝土结构在测量过程中，出现温度过高或者过低，需要及时查明原因，并采取相应的措施，防止混凝土裂缝进一步扩大。根据《地下工程防水技术规范》的要求，混凝土中心温度和混凝土的表面温度差不能大于25℃，混凝土结构的表面温度与大气温度差异不能大于20℃，混凝土降温速度不能超过2℃/天。

2、优化混凝土配比

混凝土本质是一种多孔的混合物，混凝土的水灰比、水泥品种、砂石骨料的配置和用量、成型以及养护都会影响到混凝土的强度。因此，必须合理配置混凝土各种材料的比例，才能改善混凝土的抗拉强度。混凝土在配置的时候，需要根据水利工程对混凝土的和易性、耐久性、强度等要求，选择合适的原材料，并进行科学配比。水泥选择普通的碳酸盐水泥，砂石骨料分为粗砂石和细砂石，粗骨料可以采用天然的岩石和鹅卵石进行破碎，选择颗粒直径大于5mm的碎石和卵石，含水率小于1%;细骨料是砂石颗粒直径在0.16—5mm之间的骨料，主要是天然砂石风化后形成或者不同矿物质颗粒形成的混合物，包括河沙、海沙。按照《水工混凝土施工规范》DL/T5144-2015的要求，细骨料的砂模数控制在2.8-2.85之间，含泥量小于3%。在选择材料的时候，必须按照《普通混凝土用砂质量标准及验收方法》的要求，将砂石骨料中的硫酸盐、淤泥、粘土、硫化物等有害杂质去除，以免影响到整个混合物的质量。混凝土材料中的水采用自来水，为了减少水泥水热化现象，还可以在混凝土增加粉煤灰、减少剂等添加剂。粉煤灰可以减少混凝土材料的碱—集料反应，可以有效控制混凝土结构的温度裂缝，减少内外温差;减水剂可以减少水泥水热化现象，有效控制内部温度。

3、加强混凝土施工过程控制

由于水利工程现场施工人员比较多，必须严格控制现场混凝土的施工过程，降低施工不当引起的混凝土裂缝。混凝土材料运输到现场以后，施工人员需要对混凝土材料进行检测，检查混凝土的坍落度、强度，以免混凝土材料出现硬块。对于大体积混凝土结构，需要采取分层分段的浇筑方式，从底层开始浇筑，浇筑到一定面积后开始浇筑第二层，并按照这样的方式逐渐浇筑其他层。浇筑到顶层后，第一层末端混凝土还没有初凝时，第二段需要开始分层浇筑。混凝土在浇筑的时候，还要配合振捣棒进行振捣，在振捣的时候，尽量避免碰触到预埋件，以免造成位移。

四、结束语

总而言之，为了避免水利工程中出现裂缝，应当加强材料管理和温度控制，同时运用合理的施工技术，减少裂缝问题出现和对裂缝进行修复。由于水利工程，对国计民生具有重要的影响，所以确保水利工程的安全、可靠是非常重要的。

参考文献：

[1]宋金玲.水利工程施工中控制混凝土裂缝的技术分析[J].智能城市，2017，3（7）：268.

[2]刘雪莲.混凝土裂缝控制理論下的水利工程施工技术[J].科学技术创新，2019，07：111-112.

[3]邓艳华.水利工程施工中混凝土裂缝成因及防治技术探讨[J].内蒙古水利，2018（07）：39-40.

（作者单位：中国水利水电第八工程局有限公司）