论文部分内容阅读
1.河南省水利第一工程局；2.河南理工大学土木工程学院
摘要：混凝土裂缝控制始终是水利施工难点，只有做好了混凝土裂缝控制，确保了水利工程混凝土工程的施工质量，水利工程整体性能才能得到本质上的提升。为此，水利施工单位一定要提高水利施工的质量，尽量避免水利施工过程中混凝土裂缝的产生。本文从裂缝的危害及产生原因进行相关分析，提出有效控制混凝土裂缝产生的措施。
关键词：水利施工；混凝土；裂缝；控制
在水利工程施工过程中，混凝土裂缝是水利工程建筑物常见病害之一，裂缝主要受各种内、外条件的影响产生，并且对水利工程建筑造成了不同程度的危害，严重影响了水利工程的正常运行。为此，施工单位在进行水利施工的过程中，一定要严格混凝土施工，保证混凝土的制作质量，不断提高水利工程建筑物的质量，消除水利工程建筑物的安全隐患。
一、水利施工中混凝土裂缝的成因
1.气温的影响
受混凝土自身特性影响，混凝土的质量受外界环境温度和湿度的影响较大。当施工环境温度较低时，混凝土的表面会产生拉应力，进而产生收缩，如果收缩应力大于混凝土的自身约束力时，混凝土表面会产生较大的裂缝；当外界环境温度发生变化时，混凝土内部会产生拉应力，当这种内部拉应力超过混凝土自身的极限抗压能力时，就会产生混凝土裂缝。但是在水利施工过程中，混凝土制作人员可能会忽视外界温度变化，特别是在冬季施工时，没有及时采取各项保温措施，导致混凝土出现裂缝。
2 材料混凝土的抗裂性
这里的材料指混凝土施工原材料包括水泥、水、骨料、外加剂等。水泥是影响并决定混凝土质量高低关键因素，原因在于水泥材料自身抗裂性比较差尤其是发生水化作用时其中的热量会随之放出，進而导致混凝土施工温度升高，形成混凝土内外部温度差，使混凝土内部、外部同时产生一个抗压应力与拉应力二者较衡若内部抗压应力无法抵抗外部拉应力或者说当内部抗压应力小于外部拉应力时昆凝土结构表面就会产生裂缝。
3.原材料的配合比例
在混凝土原材料的配合过程中，单位混凝土的水泥用量越大，用水量越高，混凝土的收缩性就会越大，坍塌的可能性也会越大；配合比不当导致混凝土裂缝的原因主要包括三方面内容。首先，通常情况下，预搅拌混凝土的控制应该在5～35mm，现浇混凝土中的粗骨料石子粒径应该在20～35mm，含砂率应该在0.35 左右，但是在实际的混凝土制作过程中，作业人员没有严格依据混凝土的制作标准进行，原材料的配合比例不恰当，造成混凝土裂缝的产生；其次，在配合比的设计过程中含沙率、水灰比的不同，导致混凝土的保水性不良、沁水、离析，增加收缩；最后，在混凝土制作中需要掺加外加剂，由于需要添加的外加剂种类较多，作需要选择添加剂的种类和数量，导致混凝土由于添加外加剂的数量过多而产生裂缝。譬如在常温情况下，混凝土的施工应该选用碱水型的外加剂，冬期工程则应减少抗冻的复合添加剂。
4.后期养护不够
混凝土的养护工作不到位，是目前水利施工中出现混凝土裂缝的主要原因之一。通常情况下，混凝土浇筑完成之后，其本身含有的水分足以完成水泥水化的需要，不利于水泥水化的进行。由于后期养护工作不当，导致很多混凝土的表面失水过快，混凝土产生塑性变形，形成裂缝，而且在露天施工过程中，受风吹日晒，混凝土的表面水分蒸发更快，加剧体积收缩，加之混凝土早期的抗拉能力较弱，不能抵抗收缩而引起拉应力产生裂缝。为此，水利施工过程中，混凝土浇筑后的一段时间是混凝土早期养护的关键，也是减少混凝土裂缝的关键环节。
二、水利工程中混凝土裂缝的危害
1.混凝土裂缝的存在，会破坏整体水利建筑结构的整体性。由于混凝土是其主要的构成部分，承担着塑造整个建筑的主要压力。一旦有裂缝产生，就会使整体结构受力不均，产生变形。严重地会使结构开裂、甚至造成整体坍塌，给水利设施的运行带来不确定性。
2.混凝土的裂缝一旦产生，由于受力的庞大，很容易逐渐扩展变大，加重对建筑整体的损害。而在水利设施中，其危险之所以更高，是因为裂缝会导致水的渗入，使混凝土的碱度降低。作为混凝土支架的钢筋，其纯化膜就会遭受破坏。当水和空气同时期渗入，钢筋就会被锈蚀，整体混凝土的框架就会从内部开始衰弱，变成外强中干的建筑。钢筋这“骨头”一旦疏松，水利设施的使用寿命就必然大大减少。
3.裂缝会使混凝土中一系列的化学变化成为可能。混凝土裂缝的存在，导致水泥水化物中游离的氢氧化钙[Ca（OH）2]吸收软土中的水和土孔隙中的二氧化碳，相互作用形成碳酸钙，这就是常说的混凝土碳化。而混凝土碳化，又被称为混凝土的癌症，足见其危害之大。混凝土这个基础一旦从内部开始崩坏，整个水利设施就会面临危机。
三、水利施工中的混凝土裂缝控制措施
1.气温条件
水利工程在混凝土的施工过程中，混凝土的浇筑温度要视当时工地的气温变化而变化，一定要严格依据温度的变化适时调整施工条件，保证混凝土的质量。根据混凝土自身存在的特性特征，施工方案要严格根据施工工地的实际情况制定，在施工过程中要充分考虑各种特殊情况，实施的改进施工方案，譬如在混凝土的浇筑过程中经常会有模板变形的情况，施工单位应该派专人对模板进行看护，如果发现模板有变形、位移现象，应该立即停止混凝土浇筑，并及时进行修理恢复模板；特别是在冬季施工时，要注意气温对施工材料的影响，冬季混凝土的入模温度应该不低于10℃，夏季的混凝土入模温度应该不高于25℃，通过严格控制混凝土制作的加工过程，确保混凝土的质量。
2.做好材料的选择
通常情况下施工材料的选择正确与否与工程项目质量的高低，有着直接的关系。因此在水利工程施工过程中制作混凝土之前，一定要对掺合料和水泥的选择加以管理施工单位在对相关材料进行选择时，为了进一步对混凝土内部温度降低避免内外温度差距过大水化热较低的水泥应该作为采购人员的优先选择保持混凝土强度与水泥强度的一致性对于强度过高或者是硬性水泥要尽量的不去选择尽量将细度较差的水泥作为原材料从而有效的提高混凝土的抗裂性。此外在骨料的选择方面池不能掉以轻心要严格按照国家《普通混凝土用碎石或卵石质量及检验方法》的规定，同时要在混凝土的制作标准下对原材料的配合比例进行规范对混凝土的质量提供强有力的保障。 3.配合比例
采用混凝土原料进行试拌，通过试验寻求最佳的配合比例，要求是尽量降低水泥的用量。在配制混凝土时，可适当掺加I 级粉煤灰，同时注意合理控制水胶比，选择二级骨料。另外，添加适量的粉煤灰有利于减少收缩，缓解温差，增强混凝土的抗腐蚀性，提高混凝土的和易性。在进行混凝土施工前，都有专门的试验室按设计要求对混凝土的配比进行试验。合格后由监理审查后才进行挂牌，并按规定要求制作混凝土试块。试验取得了很好的成效，保证了整个混凝土的质量，从而达到减少出现混凝土裂缝的目的。
4.加强混凝土的养护
混凝土养护的目的是为了使混凝土可以有适宜的温湿条件，所以养护工作应该避免混凝土内外温差过大、表面温度梯度差距过大，使混凝土施工时的温度不低于混凝土使用时的温度，尽量减小新、旧混凝土之间的温度差。混凝土的早期养护，一方面要确保混凝土施工时有适宜的温度和湿度，不会发生干缩变形；另一方面，确保水泥水化热的正常进行，保证混凝土的强度和耐久性。另外，为了避免内外温差过大，造成温度应力大于同期混凝土抗拉强度的现象，施工单位可以依据实际的施工情况，适当延长混凝土的养护时间，采取保温保湿的养护办法，在混凝土表面和底层用薄膜浇水养护，并尽快覆盖。
5.监督管理要到位
做好监督管理工作和混凝土养护工作。在水利施工中，由于工程量大、涉及范围广、管理人员多，在施工时就很难控制好质量问题。
因此，必须建立专门的监督管理部门，对水利施工进行全面科学的监督管理。特别是要完善混凝土工程这一块的质量監督，消除由于施工质量不佳所带来的水利工程的安全隐患。同时，管理方也要在施工结束后，加强对水利设施的养护。及时发现混凝土裂缝，评估裂缝严重程度，采取措施进行补救。
四、结语
水利施工过程中的混凝土裂缝是一种较为普遍的现象，为了预防混凝土裂缝的产生，施工人员应该严格水利施工过程中混凝土的施工技术，尽量避免混凝土裂缝的产生，提高水利工程建筑的质量，保证水利工程建筑物可以正常运行。
参考文献：
[l]雷茜.冬季混凝土施工裂缝控制与技术对策J[]科技信息（学术研究），2 0 0 8（2 7）
[2]李涛涛.浅谈水利施工中混凝土裂缝的防治技术[J].中国水运，2010（02）.
[3]陈志贵.混凝土的施工温度与裂缝控制[J].科技情报开发与经济，2007，（28）.
摘要：混凝土裂缝控制始终是水利施工难点，只有做好了混凝土裂缝控制，确保了水利工程混凝土工程的施工质量，水利工程整体性能才能得到本质上的提升。为此，水利施工单位一定要提高水利施工的质量，尽量避免水利施工过程中混凝土裂缝的产生。本文从裂缝的危害及产生原因进行相关分析，提出有效控制混凝土裂缝产生的措施。
关键词：水利施工；混凝土；裂缝；控制
在水利工程施工过程中，混凝土裂缝是水利工程建筑物常见病害之一，裂缝主要受各种内、外条件的影响产生，并且对水利工程建筑造成了不同程度的危害，严重影响了水利工程的正常运行。为此，施工单位在进行水利施工的过程中，一定要严格混凝土施工，保证混凝土的制作质量，不断提高水利工程建筑物的质量，消除水利工程建筑物的安全隐患。
一、水利施工中混凝土裂缝的成因
1.气温的影响
受混凝土自身特性影响，混凝土的质量受外界环境温度和湿度的影响较大。当施工环境温度较低时，混凝土的表面会产生拉应力，进而产生收缩，如果收缩应力大于混凝土的自身约束力时，混凝土表面会产生较大的裂缝；当外界环境温度发生变化时，混凝土内部会产生拉应力，当这种内部拉应力超过混凝土自身的极限抗压能力时，就会产生混凝土裂缝。但是在水利施工过程中，混凝土制作人员可能会忽视外界温度变化，特别是在冬季施工时，没有及时采取各项保温措施，导致混凝土出现裂缝。
2 材料混凝土的抗裂性
这里的材料指混凝土施工原材料包括水泥、水、骨料、外加剂等。水泥是影响并决定混凝土质量高低关键因素，原因在于水泥材料自身抗裂性比较差尤其是发生水化作用时其中的热量会随之放出，進而导致混凝土施工温度升高，形成混凝土内外部温度差，使混凝土内部、外部同时产生一个抗压应力与拉应力二者较衡若内部抗压应力无法抵抗外部拉应力或者说当内部抗压应力小于外部拉应力时昆凝土结构表面就会产生裂缝。
3.原材料的配合比例
在混凝土原材料的配合过程中，单位混凝土的水泥用量越大，用水量越高，混凝土的收缩性就会越大，坍塌的可能性也会越大；配合比不当导致混凝土裂缝的原因主要包括三方面内容。首先，通常情况下，预搅拌混凝土的控制应该在5～35mm，现浇混凝土中的粗骨料石子粒径应该在20～35mm，含砂率应该在0.35 左右，但是在实际的混凝土制作过程中，作业人员没有严格依据混凝土的制作标准进行，原材料的配合比例不恰当，造成混凝土裂缝的产生；其次，在配合比的设计过程中含沙率、水灰比的不同，导致混凝土的保水性不良、沁水、离析，增加收缩；最后，在混凝土制作中需要掺加外加剂，由于需要添加的外加剂种类较多，作需要选择添加剂的种类和数量，导致混凝土由于添加外加剂的数量过多而产生裂缝。譬如在常温情况下，混凝土的施工应该选用碱水型的外加剂，冬期工程则应减少抗冻的复合添加剂。
4.后期养护不够
混凝土的养护工作不到位，是目前水利施工中出现混凝土裂缝的主要原因之一。通常情况下，混凝土浇筑完成之后，其本身含有的水分足以完成水泥水化的需要，不利于水泥水化的进行。由于后期养护工作不当，导致很多混凝土的表面失水过快，混凝土产生塑性变形，形成裂缝，而且在露天施工过程中，受风吹日晒，混凝土的表面水分蒸发更快，加剧体积收缩，加之混凝土早期的抗拉能力较弱，不能抵抗收缩而引起拉应力产生裂缝。为此，水利施工过程中，混凝土浇筑后的一段时间是混凝土早期养护的关键，也是减少混凝土裂缝的关键环节。
二、水利工程中混凝土裂缝的危害
1.混凝土裂缝的存在，会破坏整体水利建筑结构的整体性。由于混凝土是其主要的构成部分，承担着塑造整个建筑的主要压力。一旦有裂缝产生，就会使整体结构受力不均，产生变形。严重地会使结构开裂、甚至造成整体坍塌，给水利设施的运行带来不确定性。
2.混凝土的裂缝一旦产生，由于受力的庞大，很容易逐渐扩展变大，加重对建筑整体的损害。而在水利设施中，其危险之所以更高，是因为裂缝会导致水的渗入，使混凝土的碱度降低。作为混凝土支架的钢筋，其纯化膜就会遭受破坏。当水和空气同时期渗入，钢筋就会被锈蚀，整体混凝土的框架就会从内部开始衰弱，变成外强中干的建筑。钢筋这“骨头”一旦疏松，水利设施的使用寿命就必然大大减少。
3.裂缝会使混凝土中一系列的化学变化成为可能。混凝土裂缝的存在，导致水泥水化物中游离的氢氧化钙[Ca（OH）2]吸收软土中的水和土孔隙中的二氧化碳，相互作用形成碳酸钙，这就是常说的混凝土碳化。而混凝土碳化，又被称为混凝土的癌症，足见其危害之大。混凝土这个基础一旦从内部开始崩坏，整个水利设施就会面临危机。
三、水利施工中的混凝土裂缝控制措施
1.气温条件
水利工程在混凝土的施工过程中，混凝土的浇筑温度要视当时工地的气温变化而变化，一定要严格依据温度的变化适时调整施工条件，保证混凝土的质量。根据混凝土自身存在的特性特征，施工方案要严格根据施工工地的实际情况制定，在施工过程中要充分考虑各种特殊情况，实施的改进施工方案，譬如在混凝土的浇筑过程中经常会有模板变形的情况，施工单位应该派专人对模板进行看护，如果发现模板有变形、位移现象，应该立即停止混凝土浇筑，并及时进行修理恢复模板；特别是在冬季施工时，要注意气温对施工材料的影响，冬季混凝土的入模温度应该不低于10℃，夏季的混凝土入模温度应该不高于25℃，通过严格控制混凝土制作的加工过程，确保混凝土的质量。
2.做好材料的选择
通常情况下施工材料的选择正确与否与工程项目质量的高低，有着直接的关系。因此在水利工程施工过程中制作混凝土之前，一定要对掺合料和水泥的选择加以管理施工单位在对相关材料进行选择时，为了进一步对混凝土内部温度降低避免内外温度差距过大水化热较低的水泥应该作为采购人员的优先选择保持混凝土强度与水泥强度的一致性对于强度过高或者是硬性水泥要尽量的不去选择尽量将细度较差的水泥作为原材料从而有效的提高混凝土的抗裂性。此外在骨料的选择方面池不能掉以轻心要严格按照国家《普通混凝土用碎石或卵石质量及检验方法》的规定，同时要在混凝土的制作标准下对原材料的配合比例进行规范对混凝土的质量提供强有力的保障。 3.配合比例
采用混凝土原料进行试拌，通过试验寻求最佳的配合比例，要求是尽量降低水泥的用量。在配制混凝土时，可适当掺加I 级粉煤灰，同时注意合理控制水胶比，选择二级骨料。另外，添加适量的粉煤灰有利于减少收缩，缓解温差，增强混凝土的抗腐蚀性，提高混凝土的和易性。在进行混凝土施工前，都有专门的试验室按设计要求对混凝土的配比进行试验。合格后由监理审查后才进行挂牌，并按规定要求制作混凝土试块。试验取得了很好的成效，保证了整个混凝土的质量，从而达到减少出现混凝土裂缝的目的。
4.加强混凝土的养护
混凝土养护的目的是为了使混凝土可以有适宜的温湿条件，所以养护工作应该避免混凝土内外温差过大、表面温度梯度差距过大，使混凝土施工时的温度不低于混凝土使用时的温度，尽量减小新、旧混凝土之间的温度差。混凝土的早期养护，一方面要确保混凝土施工时有适宜的温度和湿度，不会发生干缩变形；另一方面，确保水泥水化热的正常进行，保证混凝土的强度和耐久性。另外，为了避免内外温差过大，造成温度应力大于同期混凝土抗拉强度的现象，施工单位可以依据实际的施工情况，适当延长混凝土的养护时间，采取保温保湿的养护办法，在混凝土表面和底层用薄膜浇水养护，并尽快覆盖。
5.监督管理要到位
做好监督管理工作和混凝土养护工作。在水利施工中，由于工程量大、涉及范围广、管理人员多，在施工时就很难控制好质量问题。
因此，必须建立专门的监督管理部门，对水利施工进行全面科学的监督管理。特别是要完善混凝土工程这一块的质量監督，消除由于施工质量不佳所带来的水利工程的安全隐患。同时，管理方也要在施工结束后，加强对水利设施的养护。及时发现混凝土裂缝，评估裂缝严重程度，采取措施进行补救。
四、结语
水利施工过程中的混凝土裂缝是一种较为普遍的现象，为了预防混凝土裂缝的产生，施工人员应该严格水利施工过程中混凝土的施工技术，尽量避免混凝土裂缝的产生，提高水利工程建筑的质量，保证水利工程建筑物可以正常运行。
参考文献：
[l]雷茜.冬季混凝土施工裂缝控制与技术对策J[]科技信息（学术研究），2 0 0 8（2 7）
[2]李涛涛.浅谈水利施工中混凝土裂缝的防治技术[J].中国水运，2010（02）.
[3]陈志贵.混凝土的施工温度与裂缝控制[J].科技情报开发与经济，2007，（28）.