水利工程中混凝土發(fā)生裂縫的原因分析

1混凝土本身存在問(wèn)題

混凝土是由多種材料按照一定比例配比所得到的混合料，包括水泥、水、砂石、外加劑等等。這些材料通過(guò)相應(yīng)的攪拌處理得到復(fù)合性材料，若是各方面不夠合理都會(huì)造成混凝土相應(yīng)力學(xué)性能無(wú)法滿足基本要求，一旦混凝土混合料在攪拌過(guò)程中出現(xiàn)摻水量較多或者攪拌不均勻等問(wèn)題都會(huì)造成混凝土施工發(fā)生裂縫�？偟膩�(lái)說(shuō)，造成混凝土產(chǎn)生裂縫的主要原因可以歸納為如下幾點(diǎn)：
(1)混凝土在配置時(shí)相關(guān)材料配比不符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)法達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)要求，例如水灰比配置不夠合理等，在應(yīng)用時(shí)產(chǎn)生裂縫;
(2)完成了混凝土材料配比設(shè)計(jì)后，并沒(méi)有嚴(yán)格按照規(guī)定的時(shí)間以及溫度實(shí)施混凝土的攪拌;
(3)水泥的收縮量不滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。水利工程施工項(xiàng)目不同，對(duì)于混凝土收縮率的要求也是不同的，一旦混凝土的實(shí)際收縮量不滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)非常容易產(chǎn)生質(zhì)量方面的問(wèn)題。這些問(wèn)題都會(huì)對(duì)混凝土的質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重影響，一旦混凝土質(zhì)量不能滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)就會(huì)產(chǎn)生較大的收縮應(yīng)力，進(jìn)而造成混凝土表面產(chǎn)生收縮裂縫。

2外部溫度變化的影響

如果外部環(huán)境溫度發(fā)生快速、劇烈的變化就會(huì)造成混凝土內(nèi)、外部應(yīng)力不夠均勻，從而造成混凝土裂縫的出現(xiàn)，這是造成混凝土裂縫最為常見(jiàn)和普遍的影響因素。具體來(lái)說(shuō)，只要混凝土施工過(guò)程中的溫度和施工完成后的溫度存在著比較大的差異就一定會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的裂縫。其主要原因在于：混凝土結(jié)構(gòu)一般都是一次性澆筑成形，并且水利工程的規(guī)模都非常龐大。若是水泥受到水化作用后會(huì)產(chǎn)生非常大的熱量聚集，如果這些熱量無(wú)法快速釋放就會(huì)造成混凝土的內(nèi)部溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于外部溫度。在受到熱脹冷縮作用下水泥就會(huì)發(fā)生膨脹或者縮小的現(xiàn)象，從而在混凝土內(nèi)部和外部產(chǎn)生不同的應(yīng)力，這種應(yīng)力一旦超出了混凝土所承受的應(yīng)力就會(huì)使得混凝土發(fā)生開(kāi)裂的問(wèn)題。

3混凝土收縮的影響

混凝土內(nèi)部存在著大量的水分，在對(duì)其進(jìn)行成型澆筑之后混凝土存在著硬化過(guò)程。此過(guò)程中混凝土內(nèi)部的水分會(huì)不斷蒸發(fā)，隨著水分的蒸發(fā)會(huì)將混凝土內(nèi)部的熱量帶走，從而造成混凝土的不斷收縮，并且強(qiáng)度有所增加。對(duì)于那些質(zhì)量相對(duì)較差的混凝土來(lái)說(shuō)，一旦受到超出自身承受能力的收縮力時(shí)就會(huì)發(fā)生開(kāi)裂的問(wèn)題。一般情況下混凝土能夠一定程度上承受此種收縮力，但是在具體應(yīng)用過(guò)程中除了此種收縮力外還存在著溫差所產(chǎn)生的收縮力，這兩種收縮力相互疊加就會(huì)造成混凝土所受總體收縮力超出混凝土承受力，從而造成混凝土發(fā)生開(kāi)裂。

4混凝土養(yǎng)護(hù)方面的影響

完成了澆筑之后的混凝土一旦養(yǎng)護(hù)方式不合適就會(huì)造成混凝土表面出現(xiàn)收縮而產(chǎn)生裂縫。為了有效提升混凝土的澆筑質(zhì)量，需要避免混凝土澆筑之后產(chǎn)生非常多的熱量損失，因此要在混凝土上部增設(shè)植蓋，同時(shí)要確�；炷�土表層的濕潤(rùn)性，這樣就能夠確�；炷�土較好的凝固效果。若是沒(méi)有對(duì)混凝土進(jìn)行必要的防護(hù)或者防護(hù)措施不當(dāng)，特別是在天氣炎熱情況下澆筑的混凝土，其內(nèi)部的水分會(huì)發(fā)生快速的蒸發(fā)，從而造成表面裂縫的產(chǎn)生。

水利工程中混凝土施工抗裂技術(shù)分析

1提升混凝土自身質(zhì)量，降低收縮影響

(1)水泥質(zhì)量情況。水泥是混凝土中最為重要的組成部分，其質(zhì)量情況直接決定著混凝土質(zhì)量問(wèn)題。因此水利工程施工過(guò)程中要特別關(guān)注水泥的質(zhì)量，要對(duì)其進(jìn)行有效控制。在選擇水泥時(shí)一定要充分考慮到周邊施工情況，盡可能采用那些強(qiáng)度較高、塑性較好、散熱性較好的產(chǎn)品來(lái)最大程度上避免裂縫產(chǎn)生。對(duì)于水利工程來(lái)說(shuō)，所采用的水泥一定是具有強(qiáng)度高、發(fā)熱量低、含堿期低、初凝期較久的特制水泥。其中硅酸二鈣(C2S)是要選擇的最為重要的礦物之一，同時(shí)要對(duì)鋁酸三鈣(C3A)所用量實(shí)施必要分析，對(duì)其進(jìn)行有效控制。對(duì)于水泥內(nèi)的礦物含量控制為：C2S+C3S≥80%，C3A≤5%，C4AF≤15%。要保證所用水泥不能過(guò)雜，水泥進(jìn)場(chǎng)后需要對(duì)其進(jìn)行必要的檢驗(yàn)后進(jìn)行混凝土試驗(yàn)。另外，需要對(duì)水泥用量進(jìn)行合理的控制，這也是防止混凝土出現(xiàn)收縮縫的重要方式。
(2)砂石骨料情況。通過(guò)選擇合適的砂石骨料能夠有效提升混凝土的抗裂性能。砂石骨料是混凝土中非常重要的組成部分，一般可以達(dá)到混凝土體積的80～83%。在選擇砂石骨料時(shí)要盡可能采用那些膨脹系數(shù)低、彈性模量低的產(chǎn)品，從而提升混凝土的抗裂性能。
(3)摻和料的情況。一定要選擇那些經(jīng)過(guò)了多次檢驗(yàn)合格的活性材料作為水泥摻和料，否則會(huì)嚴(yán)重影響到混凝土的強(qiáng)度以及壽命�；炷�土的摻和料中較為常用的就是粉煤灰，如果粉煤灰的細(xì)度與水泥顆粒相同，并且燒失量比較低，含堿量以及含硫量都比較小，同時(shí)需水量比較低的情況下就可以將其摻和到混凝土當(dāng)中。通過(guò)在混凝土中加入一定粉煤灰不但可以加強(qiáng)混凝土的抗?jié)B性和耐久性，同時(shí)也能夠減少收縮和膠凝材料的水化熱。除此之外也能夠有效提升混凝土的抗拉強(qiáng)度，防止出現(xiàn)有堿骨料反應(yīng)，從而減小混凝土的泌水性。
(4)外加劑的情況。對(duì)于混凝土來(lái)說(shuō)，外加劑已經(jīng)成為了提升其性能的重要原料之一。在混凝土中加入一定量的高效減水劑以及引氣劑能夠有效降低混凝土所需要的水量，同時(shí)能夠降低膠凝材料的使用量，不但可以有效增強(qiáng)混凝土工作效果，同時(shí)能夠有效提升混凝土硬化之后的相應(yīng)性能。

2對(duì)于溫差進(jìn)行有效控制

(1)最大程度上避免水氣化作用。避免出現(xiàn)水氣化作用是有效控制溫差問(wèn)題造成裂縫的關(guān)鍵條件。要特別關(guān)注兩方面問(wèn)題：首先是盡可能限制混凝土由于溫差問(wèn)題造成的收縮力過(guò)大情況，其次要對(duì)混凝土的溫度進(jìn)行有效控制，并且要對(duì)混凝土的用水量進(jìn)行不斷優(yōu)化。
(2)要加強(qiáng)混凝土澆筑的控制。在水利工程混凝土澆筑過(guò)程中常常會(huì)因?yàn)闉榱思涌鞚仓�速度而降低澆筑質(zhì)量的問(wèn)題。要特別關(guān)注如下兩方面情況：①在澆筑過(guò)程中需要通過(guò)分層澆筑的方式來(lái)確�；炷�土具有足夠的強(qiáng)度;②要按照具體需求來(lái)實(shí)施振搗，從而有效排出混凝土中的氣泡，保證混凝土的密實(shí)性，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的澆筑效果。
(3)有效控制混凝土的現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間。完成了混凝土的澆筑之后要按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)的養(yǎng)護(hù)力度。正常情況下要在澆筑之后的12h內(nèi)對(duì)混凝土進(jìn)行覆蓋，同時(shí)要實(shí)施必要的保濕處理。另外，要對(duì)混凝土澆水養(yǎng)護(hù)時(shí)間進(jìn)行嚴(yán)格控制，若是在混凝土中添加了緩凝型外加劑，那么要保證澆水時(shí)間在14d以上;若是混凝土采取的是硅酸鹽水泥或者普通硅酸鹽水泥進(jìn)行拌置，那么要保證澆水時(shí)間在7d以上。

3混凝土的補(bǔ)強(qiáng)處理

如果通過(guò)上述相關(guān)措施無(wú)法有效消除混凝土裂縫問(wèn)題，就需要對(duì)其實(shí)施補(bǔ)強(qiáng)處理。
(1)通過(guò)補(bǔ)強(qiáng)灌漿對(duì)于混凝土裂縫進(jìn)行處理是非常有效的措施。主要是在需要補(bǔ)強(qiáng)的混凝土上實(shí)施鉆孔灌漿;
(2)一旦大壩發(fā)生嚴(yán)重裂縫就需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)處理，一般是在確保壩體穩(wěn)定后順著裂縫挖出1m左右寬度的槽，之后通過(guò)質(zhì)量良好的混凝土進(jìn)行回填，確保其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性;
(3)若是通過(guò)普通水泥灌漿無(wú)法獲得良好效果，并且通過(guò)結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)方式也無(wú)法有效時(shí)，就需要將其挖除之后進(jìn)行回填，從根本上保證其質(zhì)量。