水利水電大體積混凝土澆筑裂縫成因
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摘要：近年來，水利水電建設工程逐漸增多，而大體積混凝土澆筑裂縫等諸如此類的問題也頻頻發(fā)生，對水利水電工程的質量安全造成了嚴重影響。本文在介紹大體積混凝土澆筑裂縫危害的基礎上，對水利水電大體積混凝土澆筑裂縫的成因進行了分析，并提出了防裂措施，希望能夠降低混凝土在澆筑過程中產生裂縫的概率，提高水利水電工程建設質量。
關鍵詞：水利水電；大體積混凝土；澆筑裂縫成因；防裂措施
引言
水利水電工程具備一次性和交叉性的施工特點，需要高度關注其基礎建設工程，主要包括地下施工和水下施工，所以存在一定的技術難度，地基一般是選用混凝土施工，只有保障地基建設的質量，才能有效預防漏水問題。另外，在洪水時期水電站需要承擔一定的水壓，如果大體積混凝土一開始就產生了裂縫，將會嚴重阻礙后期的防洪工作，威脅人們的生命財產安全。實際上混凝土非常容易產生裂縫，裂縫產生的概率一般會隨著混凝土體積的增大而增大，但在混凝土的澆筑過程中可以采取一些防裂措施來預防裂縫的出現(xiàn)。
1水利水電大體積混凝土澆筑裂縫的危害
裂縫問題在水利水電大體積混凝土澆筑過程中是十分常見的，其危害會嚴重到水利水電工程的整體質量。①混凝土裂縫會對混凝土結構產生危害，大大降低其使用壽命，影響混凝土的結構強度；②大體積混凝土產生裂縫將增大鋼筋被腐蝕的幾率，嚴重影響鋼筋的滲透率、承受壓力以及使用壽命等，進而影響整個水利工程的質量，威脅到人們的生產生活安全，所以施工單位必須對大體積混凝土澆筑裂縫的成因進行深入分析，并采取相應的防裂措施；③如果大體積混凝土產生了細小裂縫，裂縫的大小和深度會隨著水的壓力增大而增大，最終破壞整個混凝土水利工程，雖然不能完成消除大體積混凝土的裂縫，但可以通過科學的防裂措施來降低危害。
2水利水電大體積混凝土澆筑裂縫的成因
2.1溫度應力引起裂縫
產生溫度裂縫主要是由溫差導致的，溫差主要有三種：①在混凝土澆筑初期會出現(xiàn)大量的水化熱現(xiàn)象，因為混凝土是熱的不良導體，再加上大體積混凝土的結構斷面很厚，表面系數(shù)較小，這就導致水泥產生的熱量不容易散失，都聚集在結構內部。一旦混凝土內部的水化熱無法散發(fā)出去，會導致其越積越高，而混凝土表面的溫度就是當時的環(huán)境溫度，這就導致了內外溫差，如果內外溫差在混凝土凝結初期所形成的拉應力大于混凝土的抗壓強度，就會造成混凝土的裂縫問題；②混凝土的表面溫度在拆模之前或之后都會迅速降低，這也是產生裂縫的原因之一；③在混凝土內部的溫度達到最高值后，熱量會逐漸散發(fā)進而達到最低溫度，此時的溫度與最高溫度之間的差異值即為內部溫差；上述情況所導致的溫差都是造成溫度裂縫的原因；而水化熱引起的混凝土內外溫差是造成混凝土澆筑裂縫的主要成因。
2.2約束條件
受溫度的影響，大體積混凝土出現(xiàn)脹縮變形的現(xiàn)象是十分常見的，并因此受到的約束力的限制。若混凝土構件受到的約束力大于其極限拉伸值，便會產生混凝土結構裂縫。若混凝土不受約束力的影響，也就不會產生應力，為了降低混凝土出現(xiàn)裂縫的概率，對約束條件進行改善是十分關鍵的。大體積混凝土一般會受到內部約束力和外部約束力的影響。大體積混凝土內部的水化熱很難釋放，外部溫度下降較快，造成了比較大的內外溫差。在內外溫差的影響下，混凝土內部體積膨脹，混凝土表面體積收縮，在內部約束的作用下會產生一種拉應力，這就是內部約束力。外部約束力的產生原理如下：若需要在舊混凝土或基巖上澆筑混凝土，混凝土隨著溫度的下降而出現(xiàn)收縮現(xiàn)象，但舊混凝土和基巖會對新澆混凝土產生約束作用，因此產生拉應力，一旦拉應力超過了新澆混凝土的極限值，則會產生裂縫，這就是引起混凝土貫穿型裂縫的成因。
2.3施工原材料的質量問題
施工原材料的質量也會造成大體積混凝土澆筑裂縫的重要成因之一。混凝土是一種按照一定比例將水泥、水以及添加劑混合而成的混合材料，當水泥和水發(fā)生反應時，它會釋放出一定量的熱量。當外部環(huán)境溫度發(fā)生變化時，混凝土就非常容易出現(xiàn)裂縫，水泥與水發(fā)生反應所產生的熱量將直接作用于混凝土內部，在內外溫差的影響下，混凝土會受到向外的拉應力和向內的壓應力這兩種力的影響，在這兩種力的雙重作用下，混凝土便極其容易出現(xiàn)裂縫問題。
2.4養(yǎng)護工作不到位
水利水電工程的維修養(yǎng)護工作也是至關重要的，進行定期的養(yǎng)護除了可以延長水利水電工程的使用年限之外，還可以在一定程度上預防大體積混凝土澆筑裂縫問題，若水利水電工程養(yǎng)護不到位，也有可能導致混凝土產生裂縫。完成混凝土澆筑工作后，混凝土會硬化并釋放大量的水化熱，在水化熱的過程中，混凝土表面的水分會直接蒸發(fā)掉并使混凝土表面發(fā)生變形，如果沒有采取灑水或遮蓋等養(yǎng)護措施，則會在后續(xù)使用過程中引起混凝土裂縫問題。
3水利水電大體積混凝土澆筑防裂措施
3.1合理控制溫度應力
在大體積混凝土澆筑的設計階段，需要對溫度應力進行考慮、對荷共同作用進行設計，仿真分析混凝土結構的溫度場，對最高溫度和最大溫差處進行確定，并驗算收縮力與溫度應力。確定恰當?shù)慕Y構形式并進行分縫分塊，結構形式會直接影響到溫度應力和裂縫是否產生，所以在對大體積混凝土進行設計時必須對這種影響引起重視。另外，應當在結構形式上盡可能避免或減緩溫度應力集中，可以增配構造鋼筋，利用構造鋼筋來控制混凝土裂縫，同時盡量選擇直徑小、間距小的鋼筋。
3.2提高混凝土的抗拉強度
混凝土需要使用多種原材料，比如石頭和砂礫，使用這些原材料可能會降低混凝土的抗拉強度并造成混凝土的收縮。在對混凝土進行振搗時，必須嚴格控制這些原材料的用量，保證這些材料不會影響混凝土的抗拉性能；在混凝土澆筑過程中使用采用二次投料法，對混凝土表面的水和下部的砂漿進行及時處理，加強混凝土養(yǎng)護管理，從而提高混凝土的抗拉強度；為了提高混凝土的內部應力分布，可以在混凝土表層或內層中適當?shù)胤胖门浣睿行Ы档土芽p問題的出現(xiàn)。
3.3提高混凝土澆筑質量
根據(jù)混凝土設計的強度要求，選擇合理的原材料，對混凝土配合比進行優(yōu)化，從而降低混凝土的絕熱溫升，提高抗拉強度，增大極限拉伸變形能力，降低線膨脹系數(shù)。在澆筑混凝土時，可以采用分層或推移式連續(xù)澆筑方式。為了對體積較大的混凝土的內外溫差進行降低，在混凝土澆筑過程中一般會使用分塊澆筑的方式。在混凝土進行拌制、運輸時，必須滿足連續(xù)澆筑施工的要求，并實現(xiàn)混凝土出罐溫度的最小化。完成混凝土澆筑的工作后，應根據(jù)溫控技術措施的要求對混凝土進行保溫和養(yǎng)護。二次振搗技術用于提高混凝土的強度并改善抗裂性能。在混凝土澆筑完成即將凝固時，在合適的時間內進行二次振搗能夠提高混凝土的密實程度，并降低內部出現(xiàn)微裂縫的情況。另外還要加強施工管理，以保證混凝土的質量，在確?；炷翉姸染鶆虻幕A上加強對混凝土的養(yǎng)護。
3.4加強水利水電工程的后期養(yǎng)護工作
如果想預防大體積混凝土澆筑裂縫問題，則需要加強對水利水電工程的后期養(yǎng)護。為了順利開展養(yǎng)護工作，水利工程管理人員首先要選擇專門的養(yǎng)護人員，對水利水電工程進行定期的檢修維護。在進行養(yǎng)護管理時，相關養(yǎng)護人員應在混凝土的表面定期涂抹特制的水泥，這種特制水泥除了能夠有效預防裂縫的產生，還可以填充修補已產生的混凝土裂縫。另外，定期勘測混凝土的情況也是養(yǎng)護管理的主要工作，確?；炷恋目箟耗芰υ诤侠矸秶鷥?，如果在勘察過程中發(fā)現(xiàn)異常情況，應當及時報告。如果工作人員在維護過程中發(fā)現(xiàn)由混凝土不均勻所造成的基礎沉降問題，有必要考慮混凝土的荷載是否合理并加以改進。為確保維護工作能夠長期進行，水利工程管理人員還應該加強監(jiān)督工作，落實各崗位工作人員的責任，并做好記錄，一旦某項工作出現(xiàn)問題，就可以直接追究各部門、個人的責任。
4結束語
綜上所述，水利水電工程對經濟發(fā)展、社會發(fā)展以及人們的生產生活發(fā)揮著重要的作用。大體積混凝土澆筑施工是水利水電工程最為主要的施工工藝，提高大體積混凝土澆筑技術、嚴格控制混凝土澆筑質量，對提高水利水電工程建設質量、延長水利工程的使用壽命有著十分重要的意義。而在大體積混凝土澆筑過程中，裂縫問題是最主要的問題，關系到水利水電工程的整體質量，只有不斷提高大體積混凝土澆筑施工工藝，才能保障水利工程的建設質量，充分發(fā)揮水利水電工程的作用。
參考文獻
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[2]徐文彬.水利工程大體積混凝土溫控防裂措施探究[J].建筑工程技術與設計，2017（19）：3129.
作者：王用文 單位：常德順安建設有限公司
