论文部分内容阅读
【摘 要】 水工建筑构筑物的结构安全和防渗等主要由混凝土承担，因此混凝土的质量极其重要。因此，减少和控制混凝土裂缝的产生和扩展，对提高混凝土结构的质量，进而提升水工建筑物的安全起着极为重要的作用。本文主要对水工建筑物混凝土出现裂缝的原因及控制措施进行了分析探讨。
【关键词】 水工建筑;混凝土;裂缝成因;控制措施
引言：
在水工建筑物中混凝土出现裂缝是一个常见的问题，是不可避免的，它在很大程度上都影响着建筑物的结构整体性、受力情况、结构的稳定性及耐久性。混凝土产生的裂缝也是有范围要求的，当在可以接受的范围内一般不会对水工建筑物产生太大影响，但是超过规定范围就必须采取措施。
一、水工混凝土施工特点
1、工程量大，工期较长
大中型水利水电工程的混凝土工程量往往都是几十万到几百万立方米，施工也需要经历3年到5年时间，有时工期更长。
2、重视对温度的控制
水工混凝土基本都是属于大体积混凝土，很多时候都需要分缝、分块进行浇筑，为了能够让混凝土不出现温度裂缝，使得建筑物的整体性保持良好，需要根据当地的气温条件来严格控制混凝土温度、加强表面保护，甚至是采用接触灌浆等技术措施。
3、施工机械化程度较高
水工混凝土本身具有工程量大的特点，为了能够有效的保证混凝土的质量与工期，就必须要采用机械化的施工手段，同时还需要经济合理的、技术先进的施工方案来作为保障。当前大型水利水电工程混凝土施工主要的都是依靠塔带机、皮带机、门机或者是塔机加吊罐等各种施工机械来对混凝土进行输送，甚至是在部分工程中采用泵送的方式。
二、水工建筑物混凝土裂缝的成因形式及危害
1、水工建筑物混凝土裂缝的危害
1.1混凝土裂缝将使水工建筑物产生渗漏。渗漏的结果，一方面在压力水作用下使裂缝逐步扩宽和发展;另一方面当水渗入混凝土内部后首先会引起水解破坏，并可能由此导致混凝土结构物的破坏。
1.2混凝土的裂缝还会使混凝土对钢筋的保护作用削弱，在裂缝部位，水拉性能减弱，裂缝进一步扩大，形成更大的危害。
1.3混凝土裂缝对混凝土结构物的结构强度和稳定性具有直接的影响。会降低混凝土结构物的结构强度和整体稳定性。轻则影响建筑物的外观和正常使用，严重的贯穿性裂缝甚至可能导致混凝土结构物的完全破坏。
2、水工建筑物混凝土裂缝的成因
2.1配筋不足
从实践中观察到，配筋间距大、配筋率小的混凝土结构开裂多，无筋混凝土比有筋混凝土开裂多。
2.2混凝土材料及配合比
配合比设计不当，直接影响到混凝土的抗拉强度，也是造成混凝土开裂的主要原因。配合比不当是指水泥用量过大、水灰比大、含砂率不适当、骨料种类和级配不佳、选用外加剂不当等，这几个因素是互相关联的。有关资料显示，用水量不变时，水泥用量每增加10%，混凝土收缩增加5%;水泥用量不变时，用水量每增加10%，混凝土强度降低20%，混凝土与钢筋的粘接力降低10%。
2.3养护条件
养护是混凝土正常硬化的重要手段，养护条件对裂缝的出现有着关键的影响。在标准养护条件下，混凝土正常硬化，不会开裂，但只适用于试块或是工厂的预制构件生产，在施工现场中不可能拥有这种条件。总之，施工现场混凝土养护越接近标准条件，开裂的可能性也就越小。
2.4施工质量
在混凝土浇筑施工中振捣不均匀、漏振、过振等情况，也会造成混凝土离析和密实度差，降低结构的整体强度。当混凝土内部气泡不能完全排除时，则在内部产生空隙，降低了混凝土与钢筋的粘结力，也可能产生裂缝。钢筋若受到过度振动，则水泥浆在钢筋周围密集，造成混凝土离析，也将大大降低与钢筋的粘结力。总之，以上这些因素都会造成混凝土的收缩，致使混凝土微观裂缝迅速扩展，形成宏观裂缝。
三、解决水工建筑物出现混凝土裂缝的相关措施
1、在设计上充分考虑易出现裂缝的重点部位
在设计上要注意易开裂的部位，如深基与浅基、高低跨处等，应考虑到由于地基的差异沉降或结构原因而引起的薄弱环节，在设计中加以解决。在构件截面允许、配筋率不变而且在浇筑方便的情况下，钢筋直径越细、间距越小对预防开裂越有利。
2、注意配筋率
相关研究证明在配筋率不变的情况下，钢筋之间的距离越小，直径约细，混凝土出现裂缝的可能性就越小。选择适应的结构型式在设计时应当根据实际需要，即水工建筑物的抗裂要求来选择适宜的结构型式，例如在选择水闸的胸墙时选择简枝式胸墙，不易导致混凝土产生裂缝。确保使用的原材料的质量符合标准水工建筑物施工中常用到的原材料主要是：水泥、沙、及碎石等。
2.1水泥
水泥质量的好坏直接关系到水工建筑混凝土是否会出现裂缝。国家对建筑物中使用的水泥标准都有相关要求，过期、受潮的水泥都是不符合标准不能使用。另外，不同标号的水泥和不同品种的水泥是不能混在一起搭配使用的。不同的建筑时对水泥的要求也不同，因此必须选择使用水泥，例如对于大体积的混凝土我们通常选用发热量低的水泥。
2.2沙石
关于混凝土中使用沙石应该符合什么的质量标准，国家都进行了相关规定。沙子的粗细必须要选择适宜，粗细不合标准的沙石会造成混凝土出现裂缝。另外一个必须要考虑的因素是，沙石中会存在云母、硫化物、有机质及淤泥等会降低混凝土耐久性的有害物质。因此，使用前必须对沙石的相关物质含量进行检测，看各方面的指标是否在合格的范圍内。
3、实现混凝土的最佳配合比
配制的混凝土必须要能够达到设计需求的强度、抗冻、抗渗以及耐久性要求。需要注意的是实验室中所得出的配合比只是理想状态下的，还需要根据具体的情况来对实验室中得到的配合比进行转换，这样才能使得实验室的配合比更加的准确，更加的符合实际情况。当施工工地的气候、运输方式、运输距离以及施工设备等发生变化时，可能导致实验室中所确定的配合比和易性不能够完全的适合实际的施工条件。为此，为了能够让混凝土的强度等各项性能可以达到工程设计的标准，保证混凝土的施工顺利进行，就必须要对混凝土的含水量以及含水率来进行适当的调整，以此来改变混凝土的配合比，让其能满足工程施工工艺以及技术性能上的要求。
4、做好施工质量的把关工作
水工建筑物混凝土产生裂缝在很大程度上都是在施工的过程中造成的，因此必须采用有效措施保证施工质量。主要可以采取以下措施：保证使用的钢筋不在施工的过程中出现变形;对模板的位置要安装准确牢固;在对钢筋进行安装之前一定要进行检查，对于钢筋上的污物及氧化层要及时清除，防止影响黏结力;对于浇筑和振捣操作要科学合理。浇筑的厚度应根据气温，拌合能力等而定。进行振捣时要快插慢拔。每一位置的振捣时间长短，应当根据混凝土不出现气泡、不显著下沉、不泛浆为标准。
5、对混凝土的后续养护工作
养护的目的是使混凝土正常硬化，强度增长，不受或少受外界影响。关键是设法使混凝土温度慢慢下降到接近外界气温，缩小降温过程的温差，以便减小温度应力，尽量防止裂缝的产生。常规的养护方法是喷水，对一般混凝土结构，减少表面收缩，防止龟裂是可行的。大体积混凝土由于块体内外温度不一致，强度增长不同，常常是在强度增长慢的表面开裂，其养护就不能只满足于常规方法。具体说，尽量晚拆模，拆模后要立即覆盖或及时回填，辟开外界气候的影响，养护期应以混凝土强度增长最快的阶段为准，即7d～28d，最好能长些。
四、结束语
造成水工建筑混凝土产生裂缝的原因有很多，也很复杂，需要综合考虑各种因素。本文分析了其产生裂缝的主要原因，并通过实际的探索提出了相关的预防水工混凝土产生裂缝的有效措施，为建筑物安全性的提高提供可靠保证。
参考文献：
[1]郭卫太.水工建筑物混凝土裂缝成因与预防处理[J].农业科技与信息.2009（20）
[2]李树国，孙喜龙.水工混凝土裂缝的成因及预防措施[J].农村实用科技信息.2010（10）
[3]方珍元.试谈水利工程中混凝土裂缝的成因与防治[J].农业科技与信息.2008（12）
【关键词】 水工建筑;混凝土;裂缝成因;控制措施
引言：
在水工建筑物中混凝土出现裂缝是一个常见的问题，是不可避免的，它在很大程度上都影响着建筑物的结构整体性、受力情况、结构的稳定性及耐久性。混凝土产生的裂缝也是有范围要求的，当在可以接受的范围内一般不会对水工建筑物产生太大影响，但是超过规定范围就必须采取措施。
一、水工混凝土施工特点
1、工程量大，工期较长
大中型水利水电工程的混凝土工程量往往都是几十万到几百万立方米，施工也需要经历3年到5年时间，有时工期更长。
2、重视对温度的控制
水工混凝土基本都是属于大体积混凝土，很多时候都需要分缝、分块进行浇筑，为了能够让混凝土不出现温度裂缝，使得建筑物的整体性保持良好，需要根据当地的气温条件来严格控制混凝土温度、加强表面保护，甚至是采用接触灌浆等技术措施。
3、施工机械化程度较高
水工混凝土本身具有工程量大的特点，为了能够有效的保证混凝土的质量与工期，就必须要采用机械化的施工手段，同时还需要经济合理的、技术先进的施工方案来作为保障。当前大型水利水电工程混凝土施工主要的都是依靠塔带机、皮带机、门机或者是塔机加吊罐等各种施工机械来对混凝土进行输送，甚至是在部分工程中采用泵送的方式。
二、水工建筑物混凝土裂缝的成因形式及危害
1、水工建筑物混凝土裂缝的危害
1.1混凝土裂缝将使水工建筑物产生渗漏。渗漏的结果，一方面在压力水作用下使裂缝逐步扩宽和发展;另一方面当水渗入混凝土内部后首先会引起水解破坏，并可能由此导致混凝土结构物的破坏。
1.2混凝土的裂缝还会使混凝土对钢筋的保护作用削弱，在裂缝部位，水拉性能减弱，裂缝进一步扩大，形成更大的危害。
1.3混凝土裂缝对混凝土结构物的结构强度和稳定性具有直接的影响。会降低混凝土结构物的结构强度和整体稳定性。轻则影响建筑物的外观和正常使用，严重的贯穿性裂缝甚至可能导致混凝土结构物的完全破坏。
2、水工建筑物混凝土裂缝的成因
2.1配筋不足
从实践中观察到，配筋间距大、配筋率小的混凝土结构开裂多，无筋混凝土比有筋混凝土开裂多。
2.2混凝土材料及配合比
配合比设计不当，直接影响到混凝土的抗拉强度，也是造成混凝土开裂的主要原因。配合比不当是指水泥用量过大、水灰比大、含砂率不适当、骨料种类和级配不佳、选用外加剂不当等，这几个因素是互相关联的。有关资料显示，用水量不变时，水泥用量每增加10%，混凝土收缩增加5%;水泥用量不变时，用水量每增加10%，混凝土强度降低20%，混凝土与钢筋的粘接力降低10%。
2.3养护条件
养护是混凝土正常硬化的重要手段，养护条件对裂缝的出现有着关键的影响。在标准养护条件下，混凝土正常硬化，不会开裂，但只适用于试块或是工厂的预制构件生产，在施工现场中不可能拥有这种条件。总之，施工现场混凝土养护越接近标准条件，开裂的可能性也就越小。
2.4施工质量
在混凝土浇筑施工中振捣不均匀、漏振、过振等情况，也会造成混凝土离析和密实度差，降低结构的整体强度。当混凝土内部气泡不能完全排除时，则在内部产生空隙，降低了混凝土与钢筋的粘结力，也可能产生裂缝。钢筋若受到过度振动，则水泥浆在钢筋周围密集，造成混凝土离析，也将大大降低与钢筋的粘结力。总之，以上这些因素都会造成混凝土的收缩，致使混凝土微观裂缝迅速扩展，形成宏观裂缝。
三、解决水工建筑物出现混凝土裂缝的相关措施
1、在设计上充分考虑易出现裂缝的重点部位
在设计上要注意易开裂的部位，如深基与浅基、高低跨处等，应考虑到由于地基的差异沉降或结构原因而引起的薄弱环节，在设计中加以解决。在构件截面允许、配筋率不变而且在浇筑方便的情况下，钢筋直径越细、间距越小对预防开裂越有利。
2、注意配筋率
相关研究证明在配筋率不变的情况下，钢筋之间的距离越小，直径约细，混凝土出现裂缝的可能性就越小。选择适应的结构型式在设计时应当根据实际需要，即水工建筑物的抗裂要求来选择适宜的结构型式，例如在选择水闸的胸墙时选择简枝式胸墙，不易导致混凝土产生裂缝。确保使用的原材料的质量符合标准水工建筑物施工中常用到的原材料主要是：水泥、沙、及碎石等。
2.1水泥
水泥质量的好坏直接关系到水工建筑混凝土是否会出现裂缝。国家对建筑物中使用的水泥标准都有相关要求，过期、受潮的水泥都是不符合标准不能使用。另外，不同标号的水泥和不同品种的水泥是不能混在一起搭配使用的。不同的建筑时对水泥的要求也不同，因此必须选择使用水泥，例如对于大体积的混凝土我们通常选用发热量低的水泥。
2.2沙石
关于混凝土中使用沙石应该符合什么的质量标准，国家都进行了相关规定。沙子的粗细必须要选择适宜，粗细不合标准的沙石会造成混凝土出现裂缝。另外一个必须要考虑的因素是，沙石中会存在云母、硫化物、有机质及淤泥等会降低混凝土耐久性的有害物质。因此，使用前必须对沙石的相关物质含量进行检测，看各方面的指标是否在合格的范圍内。
3、实现混凝土的最佳配合比
配制的混凝土必须要能够达到设计需求的强度、抗冻、抗渗以及耐久性要求。需要注意的是实验室中所得出的配合比只是理想状态下的，还需要根据具体的情况来对实验室中得到的配合比进行转换，这样才能使得实验室的配合比更加的准确，更加的符合实际情况。当施工工地的气候、运输方式、运输距离以及施工设备等发生变化时，可能导致实验室中所确定的配合比和易性不能够完全的适合实际的施工条件。为此，为了能够让混凝土的强度等各项性能可以达到工程设计的标准，保证混凝土的施工顺利进行，就必须要对混凝土的含水量以及含水率来进行适当的调整，以此来改变混凝土的配合比，让其能满足工程施工工艺以及技术性能上的要求。
4、做好施工质量的把关工作
水工建筑物混凝土产生裂缝在很大程度上都是在施工的过程中造成的，因此必须采用有效措施保证施工质量。主要可以采取以下措施：保证使用的钢筋不在施工的过程中出现变形;对模板的位置要安装准确牢固;在对钢筋进行安装之前一定要进行检查，对于钢筋上的污物及氧化层要及时清除，防止影响黏结力;对于浇筑和振捣操作要科学合理。浇筑的厚度应根据气温，拌合能力等而定。进行振捣时要快插慢拔。每一位置的振捣时间长短，应当根据混凝土不出现气泡、不显著下沉、不泛浆为标准。
5、对混凝土的后续养护工作
养护的目的是使混凝土正常硬化，强度增长，不受或少受外界影响。关键是设法使混凝土温度慢慢下降到接近外界气温，缩小降温过程的温差，以便减小温度应力，尽量防止裂缝的产生。常规的养护方法是喷水，对一般混凝土结构，减少表面收缩，防止龟裂是可行的。大体积混凝土由于块体内外温度不一致，强度增长不同，常常是在强度增长慢的表面开裂，其养护就不能只满足于常规方法。具体说，尽量晚拆模，拆模后要立即覆盖或及时回填，辟开外界气候的影响，养护期应以混凝土强度增长最快的阶段为准，即7d～28d，最好能长些。
四、结束语
造成水工建筑混凝土产生裂缝的原因有很多，也很复杂，需要综合考虑各种因素。本文分析了其产生裂缝的主要原因，并通过实际的探索提出了相关的预防水工混凝土产生裂缝的有效措施，为建筑物安全性的提高提供可靠保证。
参考文献：
[1]郭卫太.水工建筑物混凝土裂缝成因与预防处理[J].农业科技与信息.2009（20）
[2]李树国，孙喜龙.水工混凝土裂缝的成因及预防措施[J].农村实用科技信息.2010（10）
[3]方珍元.试谈水利工程中混凝土裂缝的成因与防治[J].农业科技与信息.2008（12）