□ 曹叢俊

混凝土生產(chǎn)工藝簡單，抗拉強(qiáng)度高，性價比高，這些特性使混凝土成為建筑項目中最重要的原材料之一。但是，由于各種因素，混凝土可能會出現(xiàn)裂縫，進(jìn)而降低建筑項目的質(zhì)量和使用壽命。在水利水電工程中，施工產(chǎn)生的裂縫會導(dǎo)致建筑物內(nèi)部的鋼筋被腐蝕，從而導(dǎo)致工程存在坍塌和變形的風(fēng)險。

1 混凝土裂縫產(chǎn)生的原因

混凝土分為無機(jī)外加劑混凝土、有機(jī)化學(xué)粉末和細(xì)砂混凝土、重混凝土、普通混凝土、輕質(zhì)混凝土等。一般來說，水利工程中的混凝土是低火粉煤灰硅酸鹽水泥，粉煤灰硅酸鹽水泥和火山巖漿硅酸鹽水泥。水利工程的特點(diǎn)是混凝土結(jié)構(gòu)量大，因此，水利工程所用混凝土一般采用低水灰比的混凝土。

1.1 混凝土裂縫的類型

1.1.1 塑性收縮裂縫

塑性變形會聚集裂縫，這是因為在初始階段無法很好地維護(hù)混凝土，并且因未立即覆蓋表層，會促進(jìn)水的快速蒸發(fā)，從而導(dǎo)致混凝土體積縮?。换蛘呤窃谶x擇混凝土制作材料時選用了收縮率大的水泥；還有可能是水泥使用量過多。當(dāng)使用模板時，模板太干會導(dǎo)致模板本身吸收過多的水并損害整個混凝土。由裂紋引起的塑性變形與外部風(fēng)力、相對空氣濕度、日照、溫度等因素有關(guān)。

1.1.2 沉陷裂縫

沉陷裂縫產(chǎn)生的原因有以下幾種可能：工程項目所在的結(jié)構(gòu)地基沒有壓實；沒有進(jìn)行必要的結(jié)構(gòu)加固；錯誤地回填而引起的地基沉降不均勻；模板的抗彎剛度不足；模板的間隔太大；底端松動；模板拆除得太早。深陷裂縫的外觀多為深進(jìn)或者貫穿型，一般與地面垂直發(fā)展，基礎(chǔ)的沉降裂縫對結(jié)構(gòu)的承載力傷害很大。因此，必須根據(jù)裂縫的嚴(yán)重程度對原始裂縫進(jìn)行處理[1]。

1.1.3 溫度裂縫

溫度裂縫是因為在混凝土澆筑全過程中，混凝土?xí)a(chǎn)生大量的水化熱。由于混凝土體積大，內(nèi)部和外部的散熱不均勻，外部較快而內(nèi)部較慢，導(dǎo)致了內(nèi)部和外部之間的熱膨脹和收縮程度不同，因此混凝土的表層會引起一定的拉力，從而產(chǎn)生溫度裂縫。盡管溫度裂縫更常見，并且不會立即損害結(jié)構(gòu)的安全應(yīng)用，但是如果不能在各個方面予以解決，則會對工程項目的所有正常應(yīng)用造成一定程度的損害。

1.1.4 施工裂縫

施工裂縫產(chǎn)生的原因大多與施工工藝不當(dāng)有關(guān)，在進(jìn)行工程項目時，有一部分的水泥構(gòu)件是在他地澆筑而成，因此在運(yùn)輸過程中可能會產(chǎn)生劇烈的震動或是撞擊使得構(gòu)件本身產(chǎn)生裂縫。因此必須嚴(yán)格執(zhí)行過程管控，例如對制造、脫模、保存健康和運(yùn)輸流程加強(qiáng)管理[2]。

1.1.5 收縮裂縫

收縮裂縫是由混凝土中水的揮發(fā)引起，這種類型的水蒸發(fā)從淺到深逐漸發(fā)展。在干燥標(biāo)準(zhǔn)下，由內(nèi)部空隙中水的揮發(fā)引起的毛細(xì)吸引力減小了內(nèi)部膠體溶液，這使膠體溶液的體積再次收縮，從而導(dǎo)致混凝土的體積收縮。破壞混凝土收縮的關(guān)鍵是單位的需水量、混凝土用量和水灰比的增加。

以上是工程建筑中裂縫的類型。工程建筑中裂縫的原因很多，其中大部分與空氣溫度和相對濕度的變化有關(guān)?；炷潦撬嗖牧系脑牧?，它具有干縮性能，如果維護(hù)不當(dāng)和對水的需求控制不當(dāng)，可能會導(dǎo)致開裂。在溫差變化很大的自然環(huán)境中，如果結(jié)構(gòu)沒有留下伸縮縫的結(jié)構(gòu)則會引起因熱脹冷縮而出現(xiàn)的裂縫。在混凝土預(yù)制件的陽角和陰角處或在橡膠支座處，表面負(fù)彎矩鋼筋過大或不足會引起應(yīng)力導(dǎo)致的裂縫。在控制預(yù)應(yīng)力構(gòu)件張拉的過程中一旦控制不當(dāng)就會造成端部或是板的上表面角部產(chǎn)生裂縫。在施工過程中若材料受到一定的振動變形也會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫，若在施工時過早拆模使得混凝土在未達(dá)強(qiáng)度就提前加荷，使混凝土構(gòu)件過載而產(chǎn)生裂縫。

1.2 造成工程建筑中裂縫的因素

1.2.1 溫度因素

混凝土裂縫產(chǎn)生的原因與溫度有著極大的關(guān)系，如果項目施工的自然環(huán)境溫差較大，混凝土內(nèi)部和外部的水的蒸發(fā)速率會有所不同，這會導(dǎo)致在凝固后，外部環(huán)境對混凝土的拉力大大分離，產(chǎn)生裂縫?；炷猎跍囟容^高的環(huán)境更容易產(chǎn)生裂紋，而溫度適中或較低的環(huán)境雖然凝結(jié)速度慢，但能盡量減少混凝土產(chǎn)生裂痕。

1.2.2 材料因素

制造水泥的時候需要考慮其用料，一般而言使用礦渣硅酸鹽水泥能明顯提升混凝土的質(zhì)量，使得混凝土在凝結(jié)過程中不容易產(chǎn)生裂縫。除去用料的問題，在配置混凝土的時候，其骨料、用水量與砂率的占比也需要考慮，如若用水量占比增加將會導(dǎo)致混凝土不容易凝結(jié)且更容易產(chǎn)生裂縫。

1.2.3 地質(zhì)因素

在水利工程項目動工前需要考慮該地的地質(zhì)情況，若地質(zhì)偏軟會導(dǎo)致沉降等問題。水利工程的建設(shè)對地質(zhì)的要求很高，一旦選址處土質(zhì)軟、地下水層豐富便會混更容易出現(xiàn)凝土裂縫，且對內(nèi)部鋼筋侵蝕使得項目本身的使用安全性大大降低，引發(fā)危險，造成人員財力的損失。

1.2.4 人員與技術(shù)因素

項目的施工是人主導(dǎo)的，因此在動工環(huán)節(jié)中往往會產(chǎn)生很多問題。如果相關(guān)人員沒有受過正規(guī)的培訓(xùn)，便會在制作水泥的過程中出現(xiàn)各種錯誤，致使水泥的質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，使得在澆筑混凝土構(gòu)件時產(chǎn)生大規(guī)模龜裂，且硬度不達(dá)標(biāo)。再者，若施工人員沒有采取混凝土的相關(guān)養(yǎng)護(hù)措施和對環(huán)境的合理監(jiān)控，便會使得混凝土的抗壓能力降低，造成對整體項目的損害。

2 混凝土裂縫的防治措施

針對混凝土裂縫產(chǎn)生的原因，施工方需要針對混凝土的特性與對內(nèi)部的監(jiān)控管理做出新的改革，將人為因素與環(huán)境因素的不利影響控制在最小范圍內(nèi)。

2.1 加強(qiáng)對原材料的把控

混凝土的制作決定著該工程澆筑的成功率，是整個工程的決定性因素之一。因此，如果要減少混凝土裂縫的產(chǎn)生，必須從混凝土的原材料開始把控。混凝土是通過將水泥、沙子、水和外加劑按一定比例混合而成的。對于原材料范圍有限制的水利和水電建設(shè)項目，會對混凝土的要求非常高。因此，應(yīng)使用低燃性粉煤灰水泥和火山巖漿粉煤灰水泥作為摻合料。混凝土的配比并不是一成不變的，要根據(jù)地基的情況及施工地對所用材料的和易性及強(qiáng)度提出要求后才開始配置。在計算配置混凝土所需要用水量的時候可以使用減水法來進(jìn)行計算，在進(jìn)行計算的過程中需要考慮到是否加入外加劑，而在制作混凝土的過程中，水泥的用量非常重要，水泥的用量過大會影響混凝土的內(nèi)聚力，大體積混凝土的配比根據(jù)混凝土強(qiáng)度等級來定，一般而言混凝土的占比相對較高，對強(qiáng)度等級C25-C40的混凝土其水泥用宜控制在230kg/m3～450kg/m3，拌合水用量不宜大于190kg/m3。除水泥與用水量的占比還要考慮到集料的選用問題，細(xì)集料宜采用中砂，其細(xì)度模數(shù)宜為2.3，含泥量不應(yīng)大于1%，粗集料采用碎石，粒徑5mm～25mm，含泥量不大于1%。在選用外加劑時，其品種、摻量應(yīng)根據(jù)試驗確定，相關(guān)質(zhì)量及技術(shù)應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)環(huán)境保護(hù)的規(guī)定。盡量減少水化熱的溫度，使得混凝土在凝結(jié)時所產(chǎn)生的熱量幾近相同，減少裂縫的產(chǎn)生。

2.2 做好施工前設(shè)計，規(guī)范相關(guān)流程

水利工程的項目策劃是水利工程的最根本工作，因此在建設(shè)前就需要做好最優(yōu)的項目策劃與設(shè)計。水利工程設(shè)計要對環(huán)境及生態(tài)技術(shù)做好充分考慮與運(yùn)用，以便在建設(shè)過程中能同時考慮環(huán)境生態(tài)地保護(hù)問題和工程結(jié)構(gòu)問題。在做水利工程的施工設(shè)計時需要對該地的水文做好勘探與記錄，做好相關(guān)勘察與記錄后依舊需要對基本資料做出復(fù)核，使得在施工時沒有其他因素遺漏，之后便是對該地的氣象進(jìn)行分析，收集該地的降水、氣溫、日照、相對濕度等數(shù)據(jù)，以便在項目施工時能更好地計算混凝土的配比與項目的建設(shè)。除此之外，需要對該地的徑流與洪水分析計算，分析該地的最小流量與枯水期等，防止項目的防滲透功能不到位，導(dǎo)致加大項目本身的安全隱患。做好必要的勘察分析后，便要對工程施工做好設(shè)計，研究填筑料的料場規(guī)劃與拆除方案[3]。根據(jù)水利工程的布置特點(diǎn)，結(jié)合地形地質(zhì)做好總?cè)娌贾?，研究混凝土系統(tǒng)與砂石加工系統(tǒng)。在設(shè)計好后便要考慮到強(qiáng)化構(gòu)造配筋，減少可能出現(xiàn)的混凝土結(jié)構(gòu)問題，從而提升混凝土的抗裂性。

2.3 做好監(jiān)控設(shè)施

在項目進(jìn)行的過程中需要對混凝土做好定期檢查，謹(jǐn)防出現(xiàn)裂縫而不自知的情況，一旦發(fā)現(xiàn)裂縫就要做好加固措施。出現(xiàn)塑性收縮裂縫后可采取及時壓抹來消除，并根據(jù)裂縫寬度的不同往里填充相應(yīng)的灌漿樹脂。一旦出現(xiàn)深陷裂縫就需要先進(jìn)行觀測基礎(chǔ)沉降情況，再選擇壓力注漿進(jìn)一步控制沉降，并在上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行修補(bǔ)。解決溫度裂縫的方法通常是使用表面修復(fù)方法、嵌入方法等來增強(qiáng)墻體的結(jié)構(gòu)。出現(xiàn)干縮裂縫需要將裂縫用水泥漿填充，或是用環(huán)氧樹脂膠泥進(jìn)行填充。

2.4 加強(qiáng)對混凝土的養(yǎng)護(hù)

對于混凝土而言，溫差大會使得混凝土結(jié)構(gòu)變化，從而產(chǎn)生縫隙。因此在項目完成后需要對混凝土做好后期養(yǎng)護(hù)，澆筑盡量選擇在夜間進(jìn)行，減小溫差對混凝土的影響。在澆筑混凝土后立即用濕麻將其覆蓋，并灑水進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

3 結(jié)語

在水利工程的建設(shè)中，混凝土項目環(huán)節(jié)是極為重要的，為了避免混凝土產(chǎn)生裂縫對工程項目的質(zhì)量及使用壽命時間產(chǎn)生負(fù)面影響，需要后期加強(qiáng)對混凝土的養(yǎng)護(hù)?；炷亮芽p產(chǎn)生的原因與地基、溫度、材料、人員等有關(guān)，要從這些方面入手，避免裂縫的產(chǎn)生。