水利工程施工中混凝土裂缝防治技术分析

中图分类号：TV12 文献标识码：A

引言

水利工程作为国家基础设施的重要组成部分，其施工质量直接影响水资源的优化配置及防洪排涝等公共安全功能的发挥。混凝土材料因其强度高、耐久性好，被广泛应用于各类水利工程中。然而，混凝土裂缝问题长期存在，严重影响了工程结构的稳定性和耐久性。水利混凝土施工全过程裂缝风险控制，优化材料选型与配合比、合理设计配筋布置、规范振捣与浇筑工艺、叠加温控与养护措施，以及辅以使用阶段的裂缝监测与修复技术，构建起一套系统且可实施的防控路径，为类似工程提供技术参考。

1、水利工程中的常见混凝土裂缝

温度裂缝，顾名思义因温度变化所引起的裂缝问题，主要指混凝土结构内外温差较大，使得其内部出现应力，当应力远远超出混凝土抗拉强度时，将会诱发裂缝的发生；干缩裂缝，当混凝土处于硬化状态时，水分的快速蒸发会使其体积快速收缩，如果收缩受到外部作用约束，会随之产生裂缝问题；应力裂缝，该类裂缝通常指在长时间内，向混凝土内部施加不超出材料力学性能应力所产生的裂缝问题，一般常见于水利混凝土结构中，具体表现为外部或内部所产生的裂纹现象。

2、水利工程中混凝土裂缝成因

2.1、设计因素

结构设计作为水利工程的核心要素，其合理性至关重要。一旦设计存在缺陷，如截面尺寸设计偏小、钢筋配置不达标等，均可能致使混凝土在承受荷载时出现裂缝现象。例如，在梁、板等构件中，如果截面尺寸过小，会导致混凝土在承受弯矩和剪力时产生过大的应力，从而引发裂缝。构造措施是防止混凝土裂缝的重要手段，例如，在混凝土结构内合理布置伸缩缝、沉降缝等构造措施，能够有效缓解因环境温度波动、地基不均匀沉降等因素所诱发的裂缝问题。如果构造措施设置不当，如伸缩缝间距过大、沉降缝处理不当等，也可能导致裂缝的产生。

2.2、材料因素

混凝土是由水泥、骨料、外加剂和掺合料等原材料组成的，其中任何一种材料的质量或性能不符合要求，都可能导致混凝土出现裂缝。例如，水泥的安定性不合格，意味着水泥在硬化过程中可能会产生不均匀的体积变化，这种变化会导致混凝土内部产生应力，从而产生裂缝。此外，骨料的含泥量过高或级配不良，都会影响混凝土的强度和抗裂性能，进而导致裂缝的产生。为了避免因材料原因导致混凝土裂缝的产生，首先需要选择质量稳定、性能优良的原材料，如选用低水化热水泥、优质骨料和合适的掺合料等。其次，在施工过程中还需要对原材料进行严格的检验和控制，确保其质量和性能符合要求。为了降低因材料原因导致混凝土裂缝的风险，要加强材料的储存和运输管理，避免材料受到潮湿、污染等因素的影响。

2.3、环境与荷载因素

环境条件对混凝土性能的影响不容忽视。温度变化是混凝土裂缝出现的主要环境因素，昼夜温差、季节温差都会在混凝土内部产生温度应力，特别是在大体积混凝土结构中，水泥水化热积聚导致内部温度升高，而外部受环境温度影响快速冷却，内外温差过大会造成明显的温度裂缝。此外，在寒区工程中，骤冷骤热的气候会加剧混凝土的温度变形，若结构约束较强则更易产生贯穿性裂缝。湿度条件直接影响混凝土的收缩变形，干燥环境会加速水分蒸发，使混凝土表面失水速率远大于内部，这种湿度梯度会导致表面收缩受内部约束而产生干缩裂缝。

3、水利施工中的混凝土裂缝防治技术

3.1、严格施工工艺

混凝土工程施工须精准遵循施工工艺流程及操作规程规定作业，各个环节要有专人负责监督和检查，及时发现和纠正出现的问题，确保每个环节的施工质量符合要求。严格控制浇筑厚度和振捣时间，避免出现漏振、过振等现象；养护措施和养护时间也需符合要求，保证混凝土表面始终处于湿润状态。对于一般混凝土，养护时间不应少于7d；对于大体积混凝土，养护时间不应少于14d。养护方法可以采用覆盖浇水养护、塑料薄膜养护、养护剂养护等。

3.2、使用混凝土增强剂

混凝土增强剂是一种专门针对混凝土性能提升而开发的产品，它可以有效地改善混凝土的物理性质，提高其抗收缩和抗温度应力的能力，从而减少裂缝的产生。高性能混凝土增塑剂是其中一种常见的混凝土增强剂。它可以通过增加混凝土的塑性和韧性，降低混凝土的脆性，从而有效地减少裂缝的产生。同时，高性能混凝土增塑剂还可以提高混凝土的抗渗性能和耐久性，使其在各种环境条件下都能保持稳定。减水剂也是一种常用的混凝土增强剂。它可以减少混凝土搅拌时所需的水量，降低水灰比，提高混凝土的强度和耐久性。同时，减水剂还可以改善混凝土的施工性能，提高其泵送性和模板周转率。膨胀剂是一种能够使混凝土产生膨胀效应的增强剂。它可以在混凝土硬化过程中产生一定的体积膨胀，从而补偿混凝土的收缩，减少因收缩而引起的裂缝。同时，膨胀剂还可以提高混凝土的抗渗性能和抗硫酸盐侵蚀性能[1]。

3.3、加强施工质量监控

施工质量管理在水利工程领域扮演着关键角色，特别是在混凝土浇筑和施工阶段，若质量控制松懈，裂缝问题便可能出现，进而影响工程的长久应用与安全性能。因此，为确保混凝土结构无裂缝，首要任务是全方位强化施工质量管理与监控。混凝土的强度、耐久性与抗裂性能均受其配比的影响，为确保混凝土品质，施工单位需依据工程特定需求，制定恰当的配比策略，并严格遵循配比规范。在实际施工过程中，需要综合考虑水泥品种、骨料级配、外加剂类型及用水量等关键参数的合理配置，实现配合比的动态优化调整。特别是在水利工程大体积混凝土施工中，必须采用低热水泥，并对水灰比进行精确调整，以降低热膨胀效应导致的裂缝风险[2]。

3.4、控制好混凝土温差

针对温差因素所导致的裂缝问题，水利施工现场要注重对混凝土温度的控制，要求正式施工前期，结合现场气候环境和地质条件，确定合适的温度标准，为接下来的混凝土浇筑、振捣、养护等各阶段施工温度控制提供参考，避免因内外温差过大而发生裂缝等质量问题。例如：若在冬季温度偏低的地区中开展水利施工作业，现场要根据混凝土情况，优化施工温度设计，结合当地最低温度确定相适应的加热措施，并在外层覆盖保温材料，从而减少热量的散失，努力将混凝土温差控制在合理范围内。同时，施工现场安排专人进行温度监测，动态了解混凝土内外部的温度差异和变化情况，结合施工现场实际合理调整水灰比，添加防冻剂，将温差控制到最低，从而规避裂缝现象[3]。

结束语

在水利工程施工中，需要从原材料、设计、工艺控制及环境监测等多个方面预防和应对混凝土裂缝。随着科技的进步和工程实践的不断深入，未来在混凝土裂缝控制技术方面将有更多的创新和突破。未来，还需要进一步加强对混凝土裂缝产生机理和防治技术的研究，不断完善混凝土裂缝防治的理论和方法，提高水利工程施工的质量和水平，为国家的水利事业发展作出更大的贡献。

参考文献：

[1]刘继红.农业水利工程施工中混凝土裂缝的防治技术研究[J].农业机械,2024,(12):98-100.DOI:10.16167/j.cnki.1000-9868.2024.12.038.

[2]杨帆.水利工程施工中控制混凝土裂缝技术研究[J].东北水利水电,2024,42(09):16-18.DOI:10.14124/j.cnki.dbslsd22-1097.2024.09.001.

[3]肖敏,王伟.浅谈水利工程施工中的混凝土裂缝的防治技术[J].陕西水利,2024,(09):133-135+138.DOI:10.16747/j.cnki.cn61-1109/tv.2024.09.044.