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摘要：水利工程施工中，混凝土开裂会使混凝土内部的钢筋材料产生腐蚀，降低钢筋混凝土结构的承载力、耐久性和使用寿命，甚至会威胁着人们的生命和财产安全。因此，在水利工程中，应对混凝土裂缝产生原因进行仔细分析，并在施工中采取有针对性的措施来预防裂缝的出现和发展，保证建筑物的安全运行。
关键词：水工混凝土；裂缝成因；预控措施
中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：
1水工混凝土裂缝类型及成因分析
1.1碱骨料反应裂缝
混凝土加水拌和后，水泥中的碱性物质与活性骨料中活性氧化硅等起反应，析出的胶状碱—硅胶从周围介质中吸水膨涨，体积增大3倍，从而使混凝土涨裂产生裂缝。
1.2冻胀裂缝
在寒冷地区，特别是在接触水又受冻的环境下的混凝土，受冻融作用破坏的原因产生。由于混凝土内部空隙中的水在结冰后体积膨胀造成的静水压力和因冰水蒸汽压的差别推动未冻水向冻结区的迁移所造成的渗透压力。当这两种压力所产生的内应力超过混凝土的抗拉强度，混凝土就会发生裂缝。
1.3温度裂缝
温度裂缝是构件随着温度变化，混凝土热胀冷缩所产生的体积涨缩，因为受约束力的限制，在内部产生了温度应力，由于混凝土抗拉强度低，容易被温度引起的拉应力拉裂，从而产生温度裂缝。温度裂缝产生的主要原因是水泥水化热引起的混凝土内部和混凝土表面的温差过大。结构构件随着温度的变化会产生变形，即热胀冷缩。当变形受到约束时，就可能产生裂缝，约束的程度越大裂缝就越宽。
1.4干缩裂缝
混凝土在逐渐散热和硬化过程中会导致其体积的收缩，对于大体积混凝土，这种收缩更加明显。如果混凝土的收缩受到外界的约束，就会在混凝土体内产生相应的收缩应力，当产生的收缩应力超过当时的混凝土极限抗拉强度，就会在混凝土中产生收缩裂缝。干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右。水泥砂浆中水分的蒸发会产生干缩。干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果。干缩裂缝一般发生在混凝土较浅的部位，多沿构件短方向分布，呈平行线状或网状。
1.5塑性收缩裂缝
塑性收缩是指混凝土在凝结之前，表面因失水较快而产生的收缩。塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现，裂缝多呈中间宽两端细且长短不一、互不连贯状态。其产生的主要原因为:混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小，或者混凝土刚刚终凝而强度很小时，受高温或较大风力的影响，混凝土表面失水过快，造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩，而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩，因此产生龟裂。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间、环境温度、风速、相对湿度等等。
1.6坍落裂缝
坍落裂缝约在混凝土浇筑后半小时发生，并在硬化后停止。其形成原因是浆体在浇捣后发生不均匀沉落，在重力作用下浆体中的固体颗粒向下沉移而水向上浮动。当这种移动受到钢筋骨架或模板约束时，在上部就容易形成沿钢筋长度方向的裂缝。这种裂缝多出现在混凝土表面，中间宽两头窄，是一种常见的早期裂缝。
1.7沉陷裂缝
沉陷裂缝是由于地基差异沉降或构件结合不良、剪应力超过设计强度而产生的一种混凝土裂缝，多为斜裂缝。尤其对于软土地基和湿陷性黄土地基，当地基处理不当时，很容易在底层墙体产生斜向裂缝和窗下墙竖向裂缝。或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致;或者因为模板刚度不足，模板支撑间距过大或支撑底部松动等所致，特别是在冬季，模板支撑在冻土上，冻土化冻后产生不均匀沉降，致使混凝土结构产生裂缝。
1.8钢筋锈蚀引起的裂缝
钢筋的生锈过程为电化学反应过程，其反应物是氢氧化铁。氢氧化铁的体积明显大于原钢筋的体积，一般铁锈的体积会增大2～4倍。这样钢筋会对周围的混凝土产生胀拉应力，当钢筋的保护层比较薄，不足以抵抗这种拉应力时，就会沿著钢筋形成一条裂缝，即顺筋裂缝。顺筋裂缝的产生，又进一步促使钢筋锈蚀加重，形成恶性循环，最后导致混凝土保护层剥落，甚至钢筋断裂，危害极大。钢筋生锈时，其生成物铁锈的体积大于原钢筋的体积，这种效应在钢筋周围的混凝土中产生胀拉应力，如果混凝土的保护层比较薄而不足以抵抗这种拉应力时，就会沿着钢筋形成一条顺筋裂缝，即而形成恶性循环，最后导致混凝土保护层剥落，甚至钢筋锈断。这种裂缝对结构的耐久性影响极大。
1.9化学反应裂缝
化学反应裂缝是由于混凝土拌和后会产生一些碱性离子，这些离子与某些活性骨料产生化学反应并吸收周围环境中的水而体积增大，造成混凝土酥松、膨胀开裂。这种裂缝开始时在混凝土表面形成不规则的细小裂缝，然后由表及里发展，裂缝中充满白色沉淀。
2裂缝的防治措施
2.1注意原材料质量控制
为了保证混凝土的质量，在生产过程中，一定要对混凝土的原材料进行质量检验，全部符合技术性能指标方可应用。应选用水化热较低和凝结时间较长的水泥，如矿渣水泥、大坝水泥或粉煤灰水泥等，严禁使用安定性不合格的水泥。石子表面要粗糙、质地坚硬、级配良好、孔隙率小、无碱性反应。砂采用颗粒较粗、空隙较小、含泥量较小的中砂。2.2改善混凝土配合比尽可能降低水泥用量。在保证混凝土强度的前提下，尽可能降低水泥用量是最可靠的控温措施之一;掺用粉煤灰。掺加粉煤灰主要是为了取代部分水泥，减少水泥用量，降低水化热，同时还可以改善混凝土的和易性;掺加高效减水剂。混凝土掺加高效减水剂一方面使混凝土缓凝，以推迟水化热峰值的出现，使混凝土表面温度梯度减少。另一方面可以降低水灰比，避免水灰比过大产生塑性收缩。
2.3制定良好的施工方案，加强施工过程控制，保证施工质量
施工方案应确定一次浇筑量、施工缝间距、位置及构造、浇筑时间、运输及振捣等。采用分层或分块浇筑，加快混凝土散热速度。浇筑时间应尽量避开炎热天气和昼夜温差大的日子。如果必须在夏季施工，则应采取材料降温措施来控制混凝土人模温度。
2.4冷却水降;v
在混凝土内部布置冷却水管，混凝土终凝后开始通水冷却降温。通过冷却水循环，降低混凝土内部温度，缩小内外温差。混凝土终凝后，方可通水循环。
2.5加强养护和表面保护
养护的目的是使混凝土正常硬化，增加强度，不受或少受外界影响。技术关键是设法使混凝土温度级慢慢下降到接近外界气温，缩小降温过程中的温差。以便减小温度应力，阻止裂缝的产生。
3结语
总之，混凝土的裂缝成因是复杂的，其影响因素也很多。裂缝形式多种多样。但对于具体的预防措施意见还是比较多的，有赖于在工程实践中的进一步探索和提高。
参考文献：
[1] 钟文彪,温秋玲.水工建筑物混凝土裂缝的成因和修补措施[J]. 魅力中国. 2010(12)
[2] 孟杰,邓超.混凝土拱坝裂缝成因分析与控制措施[J]. 价值工程. 2010(27)
[3] 张竣棋.浅议水工建筑物的外观质量控制[J]. 科技咨询导报. 2007(21)
[4] 高吉友,刘涛.水工建筑物的外观质量控制[J]. 水利科技与经济. 2008(08)
[5] 齐林,巩加波.水工建筑物的外观质量控制[J]. China’s Foreign Trade. 2011(04)
[6] 刘康,李维忠.混凝土闸裂缝成因分析及施工期温控防裂研究[J]. 科技创新导报. 2009(15)
关键词：水工混凝土；裂缝成因；预控措施
中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：
1水工混凝土裂缝类型及成因分析
1.1碱骨料反应裂缝
混凝土加水拌和后，水泥中的碱性物质与活性骨料中活性氧化硅等起反应，析出的胶状碱—硅胶从周围介质中吸水膨涨，体积增大3倍，从而使混凝土涨裂产生裂缝。
1.2冻胀裂缝
在寒冷地区，特别是在接触水又受冻的环境下的混凝土，受冻融作用破坏的原因产生。由于混凝土内部空隙中的水在结冰后体积膨胀造成的静水压力和因冰水蒸汽压的差别推动未冻水向冻结区的迁移所造成的渗透压力。当这两种压力所产生的内应力超过混凝土的抗拉强度，混凝土就会发生裂缝。
1.3温度裂缝
温度裂缝是构件随着温度变化，混凝土热胀冷缩所产生的体积涨缩，因为受约束力的限制，在内部产生了温度应力，由于混凝土抗拉强度低，容易被温度引起的拉应力拉裂，从而产生温度裂缝。温度裂缝产生的主要原因是水泥水化热引起的混凝土内部和混凝土表面的温差过大。结构构件随着温度的变化会产生变形，即热胀冷缩。当变形受到约束时，就可能产生裂缝，约束的程度越大裂缝就越宽。
1.4干缩裂缝
混凝土在逐渐散热和硬化过程中会导致其体积的收缩，对于大体积混凝土，这种收缩更加明显。如果混凝土的收缩受到外界的约束，就会在混凝土体内产生相应的收缩应力，当产生的收缩应力超过当时的混凝土极限抗拉强度，就会在混凝土中产生收缩裂缝。干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右。水泥砂浆中水分的蒸发会产生干缩。干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果。干缩裂缝一般发生在混凝土较浅的部位，多沿构件短方向分布，呈平行线状或网状。
1.5塑性收缩裂缝
塑性收缩是指混凝土在凝结之前，表面因失水较快而产生的收缩。塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现，裂缝多呈中间宽两端细且长短不一、互不连贯状态。其产生的主要原因为:混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小，或者混凝土刚刚终凝而强度很小时，受高温或较大风力的影响，混凝土表面失水过快，造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩，而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩，因此产生龟裂。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间、环境温度、风速、相对湿度等等。
1.6坍落裂缝
坍落裂缝约在混凝土浇筑后半小时发生，并在硬化后停止。其形成原因是浆体在浇捣后发生不均匀沉落，在重力作用下浆体中的固体颗粒向下沉移而水向上浮动。当这种移动受到钢筋骨架或模板约束时，在上部就容易形成沿钢筋长度方向的裂缝。这种裂缝多出现在混凝土表面，中间宽两头窄，是一种常见的早期裂缝。
1.7沉陷裂缝
沉陷裂缝是由于地基差异沉降或构件结合不良、剪应力超过设计强度而产生的一种混凝土裂缝，多为斜裂缝。尤其对于软土地基和湿陷性黄土地基，当地基处理不当时，很容易在底层墙体产生斜向裂缝和窗下墙竖向裂缝。或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致;或者因为模板刚度不足，模板支撑间距过大或支撑底部松动等所致，特别是在冬季，模板支撑在冻土上，冻土化冻后产生不均匀沉降，致使混凝土结构产生裂缝。
1.8钢筋锈蚀引起的裂缝
钢筋的生锈过程为电化学反应过程，其反应物是氢氧化铁。氢氧化铁的体积明显大于原钢筋的体积，一般铁锈的体积会增大2～4倍。这样钢筋会对周围的混凝土产生胀拉应力，当钢筋的保护层比较薄，不足以抵抗这种拉应力时，就会沿著钢筋形成一条裂缝，即顺筋裂缝。顺筋裂缝的产生，又进一步促使钢筋锈蚀加重，形成恶性循环，最后导致混凝土保护层剥落，甚至钢筋断裂，危害极大。钢筋生锈时，其生成物铁锈的体积大于原钢筋的体积，这种效应在钢筋周围的混凝土中产生胀拉应力，如果混凝土的保护层比较薄而不足以抵抗这种拉应力时，就会沿着钢筋形成一条顺筋裂缝，即而形成恶性循环，最后导致混凝土保护层剥落，甚至钢筋锈断。这种裂缝对结构的耐久性影响极大。
1.9化学反应裂缝
化学反应裂缝是由于混凝土拌和后会产生一些碱性离子，这些离子与某些活性骨料产生化学反应并吸收周围环境中的水而体积增大，造成混凝土酥松、膨胀开裂。这种裂缝开始时在混凝土表面形成不规则的细小裂缝，然后由表及里发展，裂缝中充满白色沉淀。
2裂缝的防治措施
2.1注意原材料质量控制
为了保证混凝土的质量，在生产过程中，一定要对混凝土的原材料进行质量检验，全部符合技术性能指标方可应用。应选用水化热较低和凝结时间较长的水泥，如矿渣水泥、大坝水泥或粉煤灰水泥等，严禁使用安定性不合格的水泥。石子表面要粗糙、质地坚硬、级配良好、孔隙率小、无碱性反应。砂采用颗粒较粗、空隙较小、含泥量较小的中砂。2.2改善混凝土配合比尽可能降低水泥用量。在保证混凝土强度的前提下，尽可能降低水泥用量是最可靠的控温措施之一;掺用粉煤灰。掺加粉煤灰主要是为了取代部分水泥，减少水泥用量，降低水化热，同时还可以改善混凝土的和易性;掺加高效减水剂。混凝土掺加高效减水剂一方面使混凝土缓凝，以推迟水化热峰值的出现，使混凝土表面温度梯度减少。另一方面可以降低水灰比，避免水灰比过大产生塑性收缩。
2.3制定良好的施工方案，加强施工过程控制，保证施工质量
施工方案应确定一次浇筑量、施工缝间距、位置及构造、浇筑时间、运输及振捣等。采用分层或分块浇筑，加快混凝土散热速度。浇筑时间应尽量避开炎热天气和昼夜温差大的日子。如果必须在夏季施工，则应采取材料降温措施来控制混凝土人模温度。
2.4冷却水降;v
在混凝土内部布置冷却水管，混凝土终凝后开始通水冷却降温。通过冷却水循环，降低混凝土内部温度，缩小内外温差。混凝土终凝后，方可通水循环。
2.5加强养护和表面保护
养护的目的是使混凝土正常硬化，增加强度，不受或少受外界影响。技术关键是设法使混凝土温度级慢慢下降到接近外界气温，缩小降温过程中的温差。以便减小温度应力，阻止裂缝的产生。
3结语
总之，混凝土的裂缝成因是复杂的，其影响因素也很多。裂缝形式多种多样。但对于具体的预防措施意见还是比较多的，有赖于在工程实践中的进一步探索和提高。
参考文献：
[1] 钟文彪,温秋玲.水工建筑物混凝土裂缝的成因和修补措施[J]. 魅力中国. 2010(12)
[2] 孟杰,邓超.混凝土拱坝裂缝成因分析与控制措施[J]. 价值工程. 2010(27)
[3] 张竣棋.浅议水工建筑物的外观质量控制[J]. 科技咨询导报. 2007(21)
[4] 高吉友,刘涛.水工建筑物的外观质量控制[J]. 水利科技与经济. 2008(08)
[5] 齐林,巩加波.水工建筑物的外观质量控制[J]. China’s Foreign Trade. 2011(04)
[6] 刘康,李维忠.混凝土闸裂缝成因分析及施工期温控防裂研究[J]. 科技创新导报. 2009(15)