水利工程水泥混凝土裂缝产生原因分析及防治

　　水利工程是我国农业发展的基础。在新时期，国家加大了对于水利工程的建设步伐，大量的新修或是扩建工程不断上马使得我国的水利工程建设进入了一个新的阶段。在现今的水利工程的建设过程中多采用的是钢筋混凝土作为水利工程的主体以确保水利工程主体的稳固性。但是在水利工程的实际应用过程中钢筋混凝土所产生的裂缝问题是影响水利工程建设质量的一个重要的影响因素。做好裂缝产生原因的分析与排除对于确保水利工程的建设质量有着十分重要的意义。文章在分析水利工程钢筋混凝土施工中在非载荷作用下裂缝产生的原因的基础上对如何做好裂缝的防治进行分析阐述。

　　水泥混凝土是水利工程施工中采用较多的一种建筑形式。水泥混凝土作为一种多相复合的材料其受到水泥、水灰比、骨料等各种因素的影响。同时由于其结构较为复杂使得其在形成的过程中会产生较多的裂缝和缺陷从而对其的使用性能产生较为严重的影响。因此应当对水利工程混凝土结构所产生裂缝的原因进行分析，针对性的予以处理，以确保水泥混凝土结构的可靠性与稳定性。

　　1 造成水利工程中水泥混凝土结构裂缝产生的原因分析

　　1.1 干缩

　　在水利工程水泥混凝土的浇筑施工中，如振捣不到位将会使得水泥混凝土中的内部压实不紧密从而使得内部的水分溢出受到大骨料的阻碍从而使得水分在大骨料的周围形成水囊并最终导致裂缝的产生。同时在水泥混凝土的硬化过程中，如养护不到位从而使得水泥混凝土中的水分蒸发过快将会导致水泥混凝土产生塑性收缩并最终导致水泥混凝土中的裂缝的产生，同时在水泥混凝土中水分蒸发的过程中水分将会导致水泥混凝土表面张力的变化并最终导致裂缝的产生。水泥混凝土中的干缩主要是由水泥混凝土中的水分的变化所引起的，当水泥混凝土长期在水中硬化时其会产生细微的膨胀，而当水泥混凝土在空气中硬化时其内部所含有的水分将会逐渐的溢出蒸发从而导致水泥混凝土中所含有的凝胶体逐渐的干燥并产生收缩从而导致裂缝的产生，在水泥混凝土干缩的原因中用水量的大小是造成干缩量大小的主要原因，在相同的条件下水泥混凝土中所含有的水泥混凝土的量越大则干缩率越大。此外，水泥混凝土的种类、细度以及水化热等都会对水泥混凝土裂缝的产生造成较为严重的影响。

　　1.2 温度

　　温度是影响水利工程中水泥混凝土裂缝产生的重要因素之一，在水泥混凝土硬化过程中由于水化热的产生将会使得水泥混凝土内部积聚产生大量的热，这一热量积聚过程缓慢的产生并在水泥混凝土浇筑完成后的2-2.5天左右达到高峰后逐渐回落，这一整个过程将会持续十几天左右，在前期的快速升温过程中，由于温升过快将会使得水泥混凝土的弹性模量大幅降低并伴随着较小的温度应力。而在温度达到高峰后的温度降低阶段，由于水泥混凝土的弹性模量的下降会使得水泥混凝土中的温度应力持续增大并在水泥混凝土的内外温度差下导致裂缝的产生。此外，当水泥混凝土内外温差过大时，外部过高的温度将会导致水泥混凝土表面的水分快速的蒸发从而使得水泥混凝土干裂开缝。同时在温度对水泥混凝土所造成的影响中热胀冷缩是其中较为重要的影响之一，在水泥混凝土的初凝阶段，水泥混凝土中会产生较为严重的水化热从而使得水泥混凝土的内部温度升高，当温度降低时将会导致水泥混凝土收缩的产生，当这种收缩到达一定的程度或是受到一定的约束时将会导致水泥混凝土裂缝的产生，因此，在水利工程的施工过程中为了降低此种因素对于水泥混凝土中裂缝的产生会在夜间进行施工，尤其是在水利工程中的水泥混凝土重力坝浇筑时会采用循环水、冷冻水泥混凝土的骨料搅拌与分块浇筑的方式来降低水泥混凝土中的内外温度差，从而减小水泥混凝土裂缝产生的几率。

　　1.3 钢筋

　　水利工程水泥混凝土施工中钢筋与水泥混凝土的粘结力的大小也是影响水泥混凝土表面裂缝产生的重要因素之一。水利工程施工中采用表面有螺纹的钢筋时其与水泥混凝土之间会产生较强的粘结力，可以较强的抵抗水泥混凝土的撕裂能力。而当水利工程中所使用的钢筋构件使用环境较为恶劣时钢筋锈蚀也会导致水泥混凝土裂缝的产生，从而对水利工程的使用寿命与使用质量造成较为严重的影响。

　　造成水利工程中的水泥混凝土裂缝的原因众多，其可以是一种影响因素作用的结果也可以是多种影响因素通过作用的结果。在这些影响因素中不同的影响因素可以是相互叠加也可以是相互抵消的。应当指出的是，由于水泥混凝土中所含有的骨料的形状、方位等是随机的从而使得水泥混凝土所产生的裂缝的方向存在着较大的不确定性，水泥混凝土中所产生的裂缝的分布具有较大的随机性。

　　2 做好水利工程水泥混凝土施工中裂缝的防治

　　做好水利工程水泥混凝土施工中裂缝的防治可以从以下几个方面入手：(1)首先是在水利工程的设计阶段需要对裂缝的防治进

　　行充分的考虑，注意水利工程水泥混凝土在硬化的过程中因温度、湿度等的变化所导致的水利工程水泥混凝土裂缝的产生，尽量减少水利工程水泥混凝土收缩时所遇到的约束。比如说可以在水利工程水泥混凝土设计阶段在适应结构要求的前提下可以以适当的间距预留胀缩缝和施工缝，同时还需要注意相邻构件之间因构件收缩而对水利工程水泥混凝土所引起的约束力，因此在水利工程水泥混凝土的设计阶段需要对水利工程的结构和截面的形状进行合理的选择，同时在尺寸变换较大的洞口、转角等部位应当避免应力的集中。此外水利工程水泥混凝土施工中所使用的钢筋结构对于水泥混凝土的变形有着一定的抑制作用，因此应当对钢筋的使用进行充分的考虑。钢筋应当采用直径较小、间距较密的形式，不得采用光滑的圆钢筋。(2)做好水利工程水泥混凝土的水灰比的选择，在水利工程水泥混凝土中水灰比越大则其收缩率越大，从而使得水利工程水泥混凝土的开裂的几率大幅增加。这是由于水灰比越大则水泥浆在硬化后其内部含有的凝胶体越多，晶体较少。而水利工程水泥混凝土的干缩裂缝则多是由于其中的凝胶体干燥收缩所引起的。因此在水利工程水泥混凝土水灰比的选择上需要引起足够的重视。(3)做好水利工程水泥混凝土搅拌时水泥的用量的控制。(4)做好对于水利工程水泥混凝土固化时的养护，水利工程水泥混凝土施工后如养护不当会导致水利工程水泥混凝土开裂。因此需要对水利工程水泥混凝土固化时的养护引起足够的重视，在养护阶段再用正确的养护方法从而使得水利工程水泥混凝土进行充分的水化，以使得水利工程水泥混凝土中的晶体增多而凝胶体减少，从而使得水利工程水泥混凝土的干缩减少。此外，在减少裂缝的产生上还可以通过适当的延长水利工程水泥混凝土施工的养护时间从而增强水利工程水泥混凝土的强度以减少裂缝的产生。(5)注意做好水利工程水泥混凝土固化时的温度的控制，在夏季施工时应当对进料温度进行适当的降低而在冬季时则需要对水利工程水泥混凝土进行覆盖保护直至其达到足够的强度时再取走覆盖物以避免水利工程水泥混凝土的温度急剧的变化从而导致裂缝的产生。(6)此外在对水利工程水泥混凝土施工中裂缝的控制上还可以通过选择干缩较小的水泥或是在水泥混凝土搅拌时通过掺入适当的外加剂的方式来对裂缝进行抑制，同时还可以在水利工程水泥混凝土中加入各种纤维增强材料来提高水泥混凝土的抗裂缝能力。

　　3 结束语

　　水利工程混凝土施工中的裂缝是困扰其施工的一个难题。文章在分析裂缝产生原因的基础上对如何做好裂缝的防治进行了分析阐述。

　　作者：宋伟 来源：科技创新与应用 2016年31期