水利工程建设中砼产生裂缝的因素与防治

　　1 砼的内部结构组织存在的问题

　　砼的结构组织包括水泥浆体、粗细骨料及孔隙，有三个层次分别是：宏观级是连续的、均质的、相同性质的；亚微观级是连续的、但不均匀，性质不同的；微观级是不连续的、不均匀的，由原子和分子的不连续质点。就现阶段而言，人们对亚微观级的分析和研究的投入力度是最大的，以此来研究砼结构。复杂性是砼结构的“天性”,很多问题会在形成中产生，多项实验已经充分证实了这一点。就算是浇筑良好的砼，也会有先天不足---存在大量微裂缝。出现这种情况的原因：

　　1.1 干缩微裂缝

　　（1）砼的泌水作用。砼内部水分会受到振捣不密实的影响而阻止其溢出，水囊就会比较多的在骨料四周出现，待到砼干燥后，就形成了微裂缝，出现的部位集中在水泥浆和骨料的结合处，俗称“结合缝”.（2）水泥浆的收缩。水泥浆在硬化中，砼的塑性收缩就在水分的蒸发下得以出现，砂浆的收缩受到粗骨料的影响，结合面就会进行微裂缝。越来越多的水分蒸发，使孔隙水中的毛细管表面张力发生变化，裂缝也会在毛细管收缩的情况下出现。（3）水分的溢出。水分的变化是导致砼干缩的罪魁祸首，水硬化的过程中，实际上也是膨胀逐步发酵的阶段，水分会慢慢蒸发掉，进而使水泥石中的凝胶体越来越干燥，直到收缩、裂缝的最终形成，干缩程度如何在很大程度上受到砼用水量大小的影响，其水灰比越大，干缩率越大。除此之外，砼裂缝还受到水泥的品种、细度、砼的收热过程、掺和料的影响。
　　
　　1.2 温度

　　热量会在砼的凝结硬化中出现，砼的内部温度也会有所上升。

　　一般而言 500mm 的墙体，进行浇筑后的两到三天内，砼内部温度会呈现出一个抛物线式变化，即达到最高时渐渐滑落，时间上可能需要 10 天左右。温度升高的阶段，砼弹性的模量在一个较低的水平上，温度应力不大；而下降阶段，弹性模量就会有较为明显的变化，那就是变大，拉应力也在这种情况下变得大了起来，内外温差持续的扩大，促进了裂缝的形成。同时另一种情况也会促进裂缝的出现---因外部的温度不断上升，水分蒸发快而来。砼中水泥量、水泥类型、强度、厚度、模板材质、入模时的材料和大气温度都是影响砼温度的重要因素。

　　综上所述，能够产生砼的微裂缝的原因是多方面的，有的是由一种原因引起的，还有的是多种原因综合作用而来，有的叠加会使裂缝的情况严重，有的会减轻。砼中骨料颗粒的形状、方位不是恒定的，是一个变化的过程，随机性比较强，受到多种因素的共同作用，砼内部的微裂缝形状、方位也存在一定的随机性，反映着砼力学性能的强度、弹性模量和泊松比等材料指标，基本都是一个统计值。微裂缝处于亚微观结构中，倘若不曾出现宏观裂缝，不会对砼的使用产生实质的影响，所以宏观裂缝就会因为对人们的视觉感受造成破坏而受到关注。

　　2 砼产生宏观裂缝的因素

　　2.1 收缩

　　收缩是助推裂缝很重要的一个方面，产生的原因也各种各样，干缩是其中的一种。由于各方面因素的作用，处于外部的砼干缩的速度自然要快于内部，面积上也会比内部大，这样就形成了内外体积上的不均匀，砼表面就会受到很大的拉力作用。而砼的抗拉能力是比较弱的，硬化阶段更是降到最低。拉力过大时，砼就开裂。

　　2.2 温度

　　热胀冷缩是很多材料都会具有的一种性质，砼也不例外。水化热会在砼初凝时形成，自此砼的温度不断提高，这样降温时就极容易收缩，收缩到一定程度后，比如砼内外温度的差距比较大时，尤其是气温突然下降，砼内部就会产生膨胀，而外部却是收缩的状态，砼就会开裂。鉴于这种情况，为了最大限度的减少其发生的几率，一般将大体积砼的浇筑放在夜晚，有的水利工程为了防止砼内外温差大的情况，在浇筑砼重力坝时会采用循环水、分块浇筑等多种方式。

　　2.3 约束

　　砼内外体积变化被约束时就可能产生裂缝。比如砼墙体表面收缩受到内部或其他面的约束就很有可能产生裂缝。

　　2.4 其他

　　钢筋与砼的粘结力的大小也是促成砼裂缝不可忽视的一个重要方面。表面有螺纹的钢筋与砼的粘结力较大，进而使得其具有更加明显的抗裂性。钢筋会发生锈蚀主要是因为构件在不利环境的作用下，此时也会产生开裂。

　　3 防止砼裂缝的措施

　　3.1 设计上采取措施

　　要想有效的避免砼裂缝情况的发生，在设计时就要将各种问题做一个预测，要重视砼在硬化中由于温湿度的影响所带来的收缩，避免收缩时的约束。还要考虑到邻近构件在砼收缩的影响下出现的约束力。结构和截面形状也要恰当的挑选，应力最为密集的位置主要在尺寸变换大的洞口、转角，所以也是重点应该把握和控制的。

　　针对砼的变形，一定量的抑制性会在钢筋中产生，钢筋表面与砼间的粘结力是主要的实现方式，两者之间成正比例的关系，不可忽视钢筋抗裂的作用。直径小、间距较密的的钢筋是比较好的材料，选择上应该注意。

　　3.2 使用较小的水灰比

　　砼的水灰比、收缩率和开裂的风险彼此之间是呈正比例的关系。所以适当的将用水量降低可以有效的避免裂缝的产生。至于大体积砼构件，水灰比小的碾压砼是最佳的选择对象。

　　3.3 控制水泥用量

　　在水灰比恒定的状态下，水泥含量和砼的干缩率是正相关的关系，这主要是由于水泥浆的干缩促成了砼的干缩，水泥浆越少，骨料对干缩的抑制作用越明显。如果将用水量和水泥量同时减少，更加有利于砼的抗裂性。

　　3.4 加强养护

　　砼的开裂也会受到养护不良的影响，砼的品质也会随之下降。所以砼的养护工作在一定程度上说是必须的也是必要的，养护的方法还必须科学合理，充分水化水泥，当水泥石中的晶体增多胶体减少，干缩也会相应减少。将养护时间适当的延长也有比较明显的效果。

　　3.5 关注温度变化
　　
　　夏季时室内外温度比较高，砂石料进入搅拌机的温度应特别注意，不宜过高，可以采取一定的方法降温，遮阳和淋水等方式都可以作为应急预案。冬季的温度比较低，需要覆盖上必要的遮挡物，砼达到一定强度时再取下，这样做是为了大量的减少裂缝。

　　3.6 其他措施

　　在选择水泥的类型时，干缩小的是理想的对象，可以适当的添加一些外加剂以便减少砼的收缩，加入纤维材料也会收到很好的效果。

　　4 结束语

　　通过文章的分析，使我们了解到现阶段水利工程施工中砼裂缝产生原因是比较复杂的，也是比较难以把握的，要做到百分百的将其完全预防是很难的，我们能做到的是尽最大能力来减少其出现的几率，这就需要相关施工人员工作是要细致、认真，发现问题及时加以处理。但我们有理由相信，随着科学技术的不断发展，在不远的将来砼裂缝会得到充分的解决，水利工程建设会更加完善。

　　参考文献：
　　[1]朱永忠。船闸大体积砼裂缝防治技术措施[J].交通科技，2003（5）。
　　[2]方广友，高建华。高立山。浅析水利工程施工中生态工程的环境措施问题[J].大众科技，2005（5）。
　　[3]葛海龙，朱伟国。综论水利工程施工质量问题及质量控制措施[J].科技创新导报，2008（17）。