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一、引言

混凝土是水利工程的主要原材料，施工占比較大，裂縫問題出現頻率較高，不僅對工程的可靠性有影響，還會對工程的整體使用年限產生影響，水利工程的發展速度難以提升。混凝土裂縫會影響水利工程結構，嚴重的會降低工程承載能力，降低了工程質量，水利工程也會因此而缺乏穩定性。

二、混凝土裂縫的主要類型和產生原因分析

（一）收縮裂縫

收縮裂縫屬于混凝土裂縫中的一個常見形態，主要是混凝土材料特性所致。事實說明，這種裂縫產生于混凝土的澆筑過程，在此期間，容易經受外界因素影響，例如溫度、風力等，高溫會加速混凝土水分的揮發，混凝土就可能出現失水情況，在澆筑時如果遇到雨天或者其他原因導致的水分增加，水分從混凝土中析出，出現攪拌完成的混凝土沒有經過充分攪拌而導致失水。這種情況下，在混凝土硬化收縮時就會出現裂紋，這種裂紋呈兩端細中間寬的特點。

（二）沉陷裂縫

沉陷裂縫又可以稱為沉降裂縫，高質量的混凝土具有抵抗外界干擾因素的能力，不容易出現形變或者裂縫，混凝土初凝階段受地基穩定性、回填土均勻度、模板形變等多種外力影響，在自身重力和膨脹力的作用下或者外部誘因影響會出現混凝土形變。在寒冷天氣施工時，混凝土會出現凍土問題，在解凍時破壞了混凝土內部結構，當外力作用較大時就會發生沉降裂紋。這種裂縫是從混凝土內部出現的，往往會很深，裂縫嚴重的情況會發生錯位，報廢混凝土結構設施。

（三）溫度裂縫

溫度裂縫，顯然是由溫度所致的混凝土結構裂縫，這種裂縫一方面是由于混凝土自身結構所致，另一方面是極端環境所致。混凝土在攪拌過程中會存在攪拌不均勻的問題，局部骨料或多或少，或者沒有夯實到位出現了混凝土空洞問題，在這種情況下再加之溫度影響，不均勻的結構會發生不均勻的溫度變化，混凝土隨之出現應力，進而出現裂紋。混凝土在溫度極端的情況下進行澆筑后，經過養護進入使用環節，由于較大的溫差變化，在內部溫度變化的過程中就出現膨脹應力。需要特別注意的是，這種裂縫和沉降裂縫不同的是，其內部結構是正常的，只是由于環境溫度引發了裂縫，這種裂縫容易出現在高寒地區的水利工程中。

（四）干縮裂縫

澆筑完成的混凝土要進入重要的養護環節，在這個階段容易出現干縮裂縫。混凝土澆筑是混合各種原料，還沒有發生化學反應。混凝土的養護是一個較長的過程，通過重復地吸水，骨料、水和水泥逐漸化合，使材料最終硬化，形成堅硬的混凝土結構。混凝土的養護是一個非常關鍵的環節，并不是一項輔助措施，需要確保均勻、足量地施水，避免因為施水不勻或者局部過度沖刷導致的內部不充分地化合。在混凝土養護環節中和工程正式使用前的裂縫被稱作干縮裂縫。當出現干縮裂縫時，也就意味著混凝土脆性和形狀可能發生了一定的改變，甚至會報廢整個混凝土結構，可見這是一種危害性極大的裂縫。

三、水利施工中常用的混凝土防裂縫技術

（一）把控原材料質量

通常，混凝土的原材料有水泥和添加劑，要想把控原材料質量可以從下面幾個方向入手。

（1）控制基

本原材料。如水泥和添加劑，控制水泥用量實現水化溫度的控制，這一控制可以在混凝土初步形成強度的時候進行，合理調配混凝土配比。良好品種的水泥也是確保混凝土穩定強度的關鍵。

（2）采用粗骨料改善

骨料級配，特別是在高溫環境下，攪拌混凝土前做好冷卻處理，減少因為高溫引發的質量問題。

（3）在攪

拌混凝土的環節，可以通過適量添加水堿劑、防裂劑等的方式減少混凝土形變或者沉縮現象的出現，與此同時還要確保骨料、水泥漿能夠滿足所需的粘結力，有效減少混凝土結構裂縫問題。

（二）優化混凝土配合比的設計

要合理設計混凝土配合比，盡可能地減少水化熱，避免混凝土內部和外界出現較大的溫度差，減少裂縫的出現。在混凝土施工期要通過進行樣品檢驗，檢測強度、塌落度等，找到最合理的配合比，充分發揮混凝土結構的性能。此外，在骨料中適當添加粉煤灰或者減水劑，對膠凝材料要把握好合理的用水量，一般情況下水膠比控制在小于等于0.6的范圍，粗骨料粒徑控制在小于等于150mm的范圍，進行二級級配，泥漿中的砂含量小于等于1%，細度模數在2.4至3.0之間為宜。

（三）把控混凝土拌制和運輸環節

為了使混凝土的原料充分融合，在拌制過程要確保粗細骨料、水、凝膠和添加劑的攪拌要充分。在攪拌過程中控制攪拌、靜置的時間，合理規劃澆筑施工，做好原材料供應，避免澆筑施工出現中斷，充足的原料供應是順利完成混凝土澆筑施工的基礎。澆筑混凝土的過程要充分分析現場環境，避免過高或過低的溫度引發的溫度裂縫，控制好攪拌時間，把握好澆筑速度，優選出適當的攪拌方式，以便現場順利開展混凝土澆筑施工，對于有運料需要的要做好運輸環節工作，規劃運料時間和路線，做好運輸途中的質量控制。

（四）強化溫度防裂控制

溫度裂縫對混凝土結構的影響巨大，澆筑過程的混凝土存在發熱反應，這就要求施工人員要做好現場溫度的控制工作，避免外部環境和內部溫度差異過大造成的結構內部或者表面出現裂縫。攪拌混凝土時會散發出很多熱量，通過溫差控制可以減少這方面的危害。澆筑混凝土時可以借助提前埋設好的水管對其降溫，對于大面積的澆筑，該降溫方式效果更加顯著，有效減少溫度裂縫的出現。施工時，要考慮到季節性溫差，規劃好工期，盡可能不在極端氣候施工，確需施工的要加強防護。把握好拆模節點，澆筑施工完成后覆蓋薄膜，在混凝土中層上覆蓋裝有鋸末的麻袋。在高溫環境下，通過內部散熱管和在混凝土上層噴灑水兩種方式配合散熱。雖然散熱很重要，但還要避免過多地流失表面水分，減少水分蒸發導致的裂縫。對于雨天和大風天氣也要多加注意，避免在惡劣氣候下開展澆筑作業，盡可能減少可能引發裂縫的因素出現，確保水利工程中混凝土結構達到預期質量要求。

（五）施工工藝控制和混凝土養護

根據相關規定，對混凝土的澆筑方向、順序、厚度應用合理的澆筑方式。如分級澆筑和分層澆筑，當下層混凝土完成初步凝結后及時對上層開展澆筑，根據現場溫度調節混凝土澆筑速度。按照慢拔快插的原則強化混凝土的振搗，防治結構內部出現離析或者空隙，在下層的5~10cm處插入振搗，振搗深度控制在距離接觸面10~20cm的范圍。結束振搗之后，就是最終的刮平清潔步驟。根據實際情況，精準地把握水量，養護工作講究科學的辦法疊加合理的養護時間，進而更好地完成混凝土養護部分工作，著重注意濕度和溫度，在完成混凝土澆筑后的7到10天進行養護，為水泥水化提供足夠的水分。通過在表面覆蓋土工布或者塑料薄膜可以使表面保持水潤狀態，當環境溫度過高時要定期向混凝土表面灑水，從而達到降溫的目的，當環境溫度過低時則可以覆蓋草甸子或者棉被，以便達到保溫的目的。對于極為特殊的情況，為了將混凝土內部和環境的溫度差控制在25℃以下，可以設置加熱設施或者使用蒸汽進行混凝土的養護。

四、結束語

混凝土作為水利工程施工中的重要基礎材料，雖然應用廣泛，但實際上混凝土裂縫現象還是比較常見的，不能完全避免這個問題。從工程質量的角度考慮，應積極地對不同控制方向采取有針對性的措施，提高了混凝土部分施工質量，也就意味著水利施工質量的提升。（作者單位：甘肅省景泰川電力提灌水資源利用中心）

參考文獻

[1]李錫文.水利工程混凝土裂縫滲透成因及有效預防措施研究[J].低碳世界,2019,9(12):121-122.

[2]高山,高遠貴.淺析水利工程中混凝土裂縫產生的原因和處理方法[J].四川水利,2019,40(06):104-106,113.

作者:余曉瑛 單位：甘肅省景泰川電力提灌水資源利用中心