简析水利工程混凝土施工裂缝质量控制

摘 要：随着社会的发展，在水利工程建设和使用中混凝土的质量问题越来越多，尤其是混凝土裂缝问题，直接影响水工混凝土结构的外观和耐久性。所以，对于混凝土裂缝，应通过一些措施以预防、处理为主。本文对水工混泥土施工裂缝的质量控制措施进行了探讨分析，可供大家交流。
关键词：水利工程；混凝土施工；质量控制

前言
水工混凝土建筑项目的施工过程的生产周期长、施工方式不确定、生产流动、工程产品固定, 而且建设过程协作性及连续性较强、社会和自然条件对其制约也较强, 因此, 水工混凝土施工过程极为复杂, 其施工阶段的质量控制是由投入质量控制到生产过程的质量控制,再到产出过程质量控制的一个全过程系统控制,一旦这一过程中出现质量事故, 就会引发无法衡量的影响和损失。所以, 在系统控制的全过程中, 要针对影响工程项目的因素进行全面的控制,进行严格的控制,才能对项目施工阶段进行质量保证。

1. 水工混凝土裂缝

1.1 塑性收缩

裂缝裂缝呈断断续续、似连不连，有时像龟壳状一块块，裂缝粗而短，缝裂至钢筋为止。多发生在高温多风的天气浇筑的混凝土，或者混凝土浇筑完毕表面未及时覆盖，水的蒸发深入表层引起表面猛烈脱水而致。

1.2 沉缩裂缝

混凝土硬化前没有沉实或沉实不均匀，会产生沉缩裂缝。这种裂缝上口张得大，分布规则，裂得不深，一般在混凝土浇筑后1—3h发生。

1.3 约束裂缝

水泥在水化时放出大量的热，内部温度高，若表面温度小，表层受内部的约束产生拉应力，当温度差过大超过混凝土极限抗拉强度时，混凝土表面便开裂，这种裂缝一般发生在厚大的结构中，即大体积混凝土的裂缝问题。我国普通混凝土配合比设计规范规定：混凝土结构物中实体最小尺寸不小于lm的部位所用的混凝土即为大体积混凝土；美国则规定为：任何现浇混凝土，只要有可能产生温度影响的混凝土均称为大体积混凝土。大体积混凝土结构通常具有以下特点：混凝土是脆性材料，抗拉强度只有抗压强度的1／10左右。大体积混凝土的断面尺寸较大，由于水泥的水化热会使混凝土内部温度急剧上升；以及在以后的降温过程中，在一定的约束条件下会产生相当大的拉应力。大体积混凝土结构中通常只在表面配置少量钢筋，或者不配钢筋。因此，拉应力要由混凝土本身来承担。因为混凝土内部和表面的散热条件不同，因此混凝土中心温度很高，这样就会形成温度梯度，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力，当拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时混凝土表面就会产生裂缝。

1.4 混凝土的干缩裂缝

混凝土中会有空隙、粗孔及毛细孔，这些孔隙中存在水分，水分的活动产生“湿度变形”，表现为干缩湿胀，主要有“毛细收缩和吸附收缩”。如果胀缩受到外界或内部的约束，混凝土内将产生拉应力，当拉应力超过限度时便产生裂缝，水泥用量越大，水灰比越大，则变形越大。1.5 基岩或老砼对其上薄块产生的约束裂缝厚大的闸底板对间隔时间较长后浇筑的闸墩，约束变形产生的约束裂缝。 水利工程是国家的基础产业工程，目前我国正在进行水利工程开发，其中大数为钢筋混凝土结构工程，水工混凝土的耐久性直接关系到工程的使用寿命、加固费用、效益发挥和运行安全。
2关于原材料的质量控制
原材料的质量及其波动，对混凝土质量及施工工艺有很大影响。如水泥强度的波动，将直接影响混凝土的强度；各级石子超粒径颗粒含量的变化，导致混凝土级配的改变，并将影响新拌混凝土的和易性，骨料含水量的变化，对混凝土的水灰比影响极大。在混凝土生产过程中，对原材料的质量控制．除经常性的检测外，还要求质量控制人员随时掌握其含量的变化规律，并拟定相应的对策措施。如砂石的含泥量超出标准要求时，及时反馈给生产部门，及时筛选并采取能保证混凝土的其它有效措施。砂子含水率，通过干炒法，及时根据测定的含水率来调整混凝土配合比中的实际用水量和集料用量。对于相同标号之间水泥活性的变异，是通过胶砂强度试验的快速测定，根据水泥活性结果予以调整混凝土的配合比。水泥、砂、石子各性能指标必需达到规范要求。

3、抓好工地试验室的工作

混凝土质量控制的好坏与试验室的工作是分不开的。首先使用的原材料要符合要求，特别是砂、石材料变异性较大，试验室人员必需按照技术规范的要求，经常取样进行检验，不符合要求的材料杜绝使用。试验室必需根据工程结构各部位对混凝土性能的要求进行各项试验，提出性能好，成本低的混凝土配合比。水灰比是影响混凝土强度的一个主要因素，所以，每天工地进行混凝土搅拌前，试验室必需检验砂、石料的含水量，调整混凝土的用水量，以控制混凝土的水灰比，施工中当混凝土坍落度大于规定的范围时，不准入仓浇筑。因为若配制混凝土的原材料质量得到控制，称量准确，则坍落度变化大的原因必然是混凝土中水量的增多，这样则水灰比变化大，必然导致混凝土强度的降低。所以在混凝土浇筑过程中工地试验室人员一定要经常进行混凝土坍落度的检验，坍落度符合要求才能入仓。
4混凝土受各种因素影响而产生变形也要引起足够重视
混凝土的变形主要有硬化过程的自生体积变形，湿胀干缩变形，温度变形和在荷载作用下的变形。混凝土的湿

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胀干缩是由于混凝土中水分的变形而引起的，干缩裂缝产生的原因是：
混凝土成形后，养护不良，受到风吹日晒，表面水分蒸发快、体积收缩受到内部混凝土的约束，出现拉应力，引起混凝土表面开裂；或者构件水分蒸发，产生的体积收缩受到地基或垫层的约束，而出现干缩裂缝。

2、混凝土构件长期露天堆放，表面湿度经常发生剧烈变化。

3、采用含泥量多的粉砂配制混凝土。

4、混凝土受到过度振捣，表面形成水泥含量较多的砂浆层。

5、后张法预应力构件露天生产后长期不张拉等。

对混凝土裂缝的预防措施：1、混凝土水泥用量、水灰比和砂率不能过大，严格控制砂石含泥量，避免使用过量的粉砂，振捣要密实，并应对板面进行二次抹压以提高混凝土抗拉强度，减少收缩量。2、加强混凝土早期养护时间，长期堆放的预制构件宜覆盖，避免曝晒，并定期适当洒水，保持湿润。3、浇筑混凝土前，将基层和模板浇水湿透。4、混凝土浇筑后，应及早进行洒水养护；大面积混凝土宜浇完一段，养护一段。大体积混凝土所产生的裂缝，大多数属于温度裂缝，其中表面裂缝又占绝大多数。由于贯穿裂缝将危及大坝安全运行，而少数表面裂缝在一定条件下，可能继续发展成贯穿裂缝，因此分析工程特性，坝址、气候和工程特点，合理地确定混凝土抗裂指标，稳定温度场，分缝分块，温控标准及防裂措施对于保证混凝土质量至关重要的。

5、水工混凝土裂缝的防止措施

5.1 设计单位应该提出混凝土施工温度控制的具体要求和混凝土养护的基本要求，控制外加剂的品种和掺量，确保混凝土收缩与膨胀相抵消；按《规范》要求设置必要的变形缝。
5.2 混凝土配合比设计时，在保证混凝土具有良好工作性的情况下，应尽可能的降低混凝土的单位用水量，采用“三低（低砂率、低坍落度、低水胶比）二掺（掺高效减水剂和高性能引气剂）一高（高粉煤灰掺量）”的设计准则，生产出“高强、高韧性、中弹、低热和高极拉值”的抗裂混凝土。施工时要严格控制混凝土配合比，计量要准确，坍落度抽检工作要加强，不能流于形式。
5.3 混凝土振捣要密实，拆模后要挂草帘或铺草浇水养护保湿。新浇筑的混凝土就象刚刚出生的婴儿，需要体贴关心和爱护。混凝土的养护不仅对防止早期表面裂缝显得重要，它对混凝土后期强度的发展、混凝土的进一步成熟和耐久性等也同样重要，在过去许多工程的施工和管理中对养护的重要性没有充分的认识。
5.4 施工过程中应经常观察模板的位移和混凝土浇捣的密实情况，不能漏振，过振，且在第一次振捣后要进行第二次振捣。
5.5 配置大体积混凝土宜使用低水化热水泥，如硅酸盐水泥或普通硅酸水泥、矿渣水泥，此外可掺加膨涨剂、适量的粉煤灰等，掺粉煤灰是一项既能减少由温度应力而使大坝开裂的危险，又能提高混凝土某些性能的经济有效的措施；同时要采用塑料薄膜和草袋覆盖，以确保混凝土内外温差小于25°。根据构造要求情况配置必要的钢筋起到限裂的作用。
5.6《规范》中要求采用新技术、新工艺、新材料和新设备。很多方面要通过原材料的选用和控制来达到设计要求。在设计时要选用碱活性小的砂石骨料，同时注意选用低碱或无碱外加剂以及选用合适的掺和料抑制碱性骨料反应。
5.7 对泵送混凝土，则要在满足其可泵性、和易性的前提下，尽量减小出机时的坍落度、降低砂率、并严格控制骨料的含泥量。
6 小结
综上所述，虽然混凝土很容易产生裂缝，但是大量的科学研究以及成功的工程实例都表明：只要我们在设计、施工中采用有效的控制措施、施工工艺、材料选择以及后期的养护过程中能够充分考虑的各种因素的影响，能够使砼表面不出现裂缝或少出现裂缝，从而提高水工建筑物耐久性。