水工结构大体积混凝土裂缝成因及控制处理

摘要：随着经济的发展，我国的水利工程建设取得了突出的成绩，在当今水工结构建筑中，混凝土成为主要的建筑材料，混凝土有着良好的耐火性能、取材广泛、不易风化、抗压强度高，并且养护费非常低，因为这些优点，在水工结构的建筑中常常使用混凝土。但是，经过长期使用混凝土，很多混凝土存在的问题逐渐被暴露出来，最明显的就是裂缝问题，混凝土裂缝不但影响建筑物的美观，同时也带来了极大地安全隐患，因此要加强研究水工结构大体积混凝土裂缝产生的原因，探索出混凝土控制及处理的对策。

关键词：水工结构；大体积混凝土裂缝；成因与控制

前言：在水工结构的建筑中，普遍存在混凝土建筑开裂的现象，一些简单的裂缝影响建筑的美观，但是大体积的混凝土裂缝会严重影响建筑物的性能与耐久性，从而影响建筑物的使用，甚至带来巨大的安全隐患。因此，很多国家都非常重视混凝土裂缝的研究，投入了大量的资金解决混凝土开裂的问题，这对水工结构建筑工程的管理与决策都着重要的意义与价值。

一、水工结构混凝土裂缝类型

分析和研究混凝土裂缝的成因要先了解混凝土裂缝的类型，在水工结构建筑中，有多种混凝土裂缝类型，包含宏观、细观、微观裂缝，正确的判断出裂缝的类型，能够更全面地分析出裂缝的成因，从而制定出最科学合理的控制措施。

第一，根据裂缝产生原因有几种裂缝类型，如：承载受力而产生的裂缝、因为温度而产生的裂缝、因为收缩而产生的裂缝、因为强迫位移而产生的裂缝，因为结构构造而产生的裂缝，因为施工而产生的裂缝，因为预应力而产生的裂缝，因为耐久性而产生的裂缝，还存在一种偶然作用产生裂缝。第二，根据裂缝形成时间有早期、中期、后期裂缝。早期裂缝时混凝土还没有达到设计的强度就形成了裂缝，一般在建筑一个月左右时间；中期裂缝时混凝土已经具备了足够的强度，可能因为设计以及施工等原因形成了裂缝；后期裂缝的形成大多是因为外界因素对混凝土进行侵蚀。第三，裂缝的性质有死缝、稳定缝、不稳定缝。死缝具有稳定的长度与宽度，不在发展，而稳定缝随着季节发生周期变化，不稳定缝会因为外界的变化而长度与宽度随时变化。第四。根据危害程度裂缝有轻度、重度、危害性之分，轻度裂缝对水工结构稳定与强度影响比较下，重度裂缝会降低水工结构的稳定性与强度，危害性裂缝能够极大的降低结构的耐久度与强度，会对结构造成极大的破坏。

二、水工结构大体积混凝土裂缝的成因

在水工结构的建筑中，混凝土裂缝有很多比较复杂的原因，而这些因素又彼此影响，导致裂缝的类型不断发生变化。混凝土大体积裂缝主要原因是施工造成的，其次是材料存在的问题，最后是环境预计受力荷载等因素的影响。

（一）混凝土原因

混凝土有个重要的特性就是收缩，很多混凝土裂缝都是因为混凝土的收缩导致变形形成的。混凝土的水泥类型、水灰比、水泥细度、以及骨料性质都会影响混凝土收缩，因为收缩会影响混凝土的硬化，在大体积的混凝土中，早期收缩形式主要是冷缩，长期收缩形式主要是干燥收缩，其他的收缩形式比较少。另外，水泥的水化热会造成混凝土裂缝，在大体积混凝土中，水泥会在水化中产生大量的热，大体积的混凝土结构比较大，又无法有效的排出去，所以会把热了聚集到混凝土的内部。在混凝土浇注时，弹性的模量比较低，水化热导致温度升高，但是对体积的变形没有过大的约束，所以温度的应力比价小，会小于混凝土承受的拉应力。但是混凝土增长的龄期导致弹性模量不断的提升，那么会加混凝土降温收缩约束，从而产生很大的拉应力，混凝土抗拉的强度低于拉应力时就会形成温度裂缝。与此同时，混凝土使用的材料是造成裂缝的最大原因，混凝土的开裂大部分是因为混凝土的弹性模量、强度与收缩值不够，这受水泥的使用量水泥种类影响。水泥细读会影响干缩值，如果水泥比较细，那么就会形成较大的表面积，那么混凝土就容易形成裂缝。很多工程中都添加混凝土外加剂，如果养护不当，也会形成裂缝。

（二）施工原因

施工不当会直接造成混凝土产生裂缝，在浇筑混凝土时一般都会有很长的间隔时间制作生产混凝土，这导致很多的水分被蒸发，会造成混凝土的坍落，这样浇筑形成的混凝土会有不规则收缩裂缝形成，从而降低了混凝土强度，另外混凝土的不同配比，也会造成干缩与凝缩裂缝。在建筑的主要结构上，拆模比较早，养护又不足，导致强度不达标。那么混凝土无法支撑荷载，会有裂缝产生。在施工以前，支架的刚度不够，预压不足，那么在浇筑混凝土后支架会不均匀下沉，从而导致混凝土产生裂缝。

养护是造成混凝土裂缝的重要原因之一，在浇筑混凝土后，混凝土表面没有及时的覆盖或者进行潮湿养护，那么水分会非常容易蒸发，从而导致收缩裂缝。一些高性能的混凝土，因为水灰较小，而含有大量的胶凝材料，导致沁水少，密实性好，但是如果没有良好的养护条件与养护方法，那么会造成更严重的干缩情况，从而导致混凝土开裂。

三、水工结构大体积混凝土裂缝控制处理措施

若想有效的控制处理水工结构的大体积混凝土裂缝，需要综合分析裂缝的成因，然后再根据实际情况制定具体有效的措施。

（一）提升混凝土的抗裂缝能力

经过大量的实践研究，利用混凝土体积收缩变形能够有效的起到混凝土防裂的作用，所以在混凝土选用时要确保混凝土具有微膨胀的性能，这样能够补偿温度的收缩变形，从而减少约束应力，这样能够极大的控制混凝土开裂。因此，在施工中要把混凝土的体积收缩变形和拉应力准确的计算出来，在设计时充分考虑影响混凝土的因素，然后科学施工，合理安排供需，加强施工管理，不断的改善和提升混凝土性能，从而来提升混凝土抗裂缝的能力。

（二）降低浇筑温度

在水泥水化中会产生大量的热，所以要降低浇筑时混凝土的温度，减少温升。一般采用的方法有加冰拌和、预冷骨料，在设计混凝土浇筑时，为了减少温度的回升，要组织合理的运输路线，同时控制好运输的时间，安排好施工的工序，尽可能的减少混凝土的暴露时间，要及时的对混凝土进行保养，并且有效的控制混泥土浇筑的温度。

（三）科学安排施工程序

混凝土的施工进度与程序安排合理能够有效的防治混凝土开裂，所以要不断的提升施工管理水平。在浇筑混凝土时要设计好间歇期，并且选在低温的季节进行施工，在约束区避免薄层长间歇的现象出现，要做到连续上升，在区域外也要做到短间歇，分缝区域的混凝土要保证温度的稳定，防治并缝失效的情况发生。要加强对浇筑完混凝土的养护，及时的洒水和覆盖养护，确保表面能够处于湿润状态，要定期对混凝土进行养护，特别是水工结构建筑，要加强养护，保证混凝土能够正常的发展体积膨胀，从而控制混凝土开裂。

结束语：

水工结构大体积混凝土控制处理要从原材料、结构设计、施工工艺与施工条件等多方面进行，要不断的研究和探索混凝土使用环境、养护管理，加强施工管理，从而来提升水工结构中混凝土的性能，正确的处理和控制大体积混凝土的裂缝，全面提升水工结构建筑的安全性与实用性。

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