水工混凝土裂縫成因分析及對策
工程技術
作者：徐平根
【摘 要】混凝土作為一種建築材料，目前廣泛應用於城市建設、工業建築和水利工程當中。但混凝土裂縫也是一種常見現象，影響到結構的整體功能。為此，本文介紹了水工混凝土裂縫的主要類型，重點對混凝土裂縫的成因進行分析，並提出了防止裂縫出現的對策及修補方法，確保水工混凝土的質量與安全。
【關鍵詞】混凝土裂縫；成因；對策；養護；修補方法
隨著我國社會經濟建設的快速發展，城市工程建設規模不斷擴大，混凝土作為一種多項複合的非均質脆性材料，在城市建設、工業建築和水利工程有著廣泛的應用。混凝土裂縫有不同的類型，包括沉陷裂縫、溫度裂縫、幹縮裂縫等。因此，通過闡述混凝土裂縫的類型，分析混凝土裂縫的原因，對防治混凝土裂縫的產生具有重要的意義。
1.混凝土裂縫的類型
因為變化的溫度，沉降不均勻及其他原因，超過了混凝土抵抗變形的能力和自身的強度會產生變形。根據裂縫產生的原因不同分為5類：沉陷裂縫、溫度裂縫、幹縮裂縫、應力裂縫、施工裂縫。
2.混凝土裂縫成因分析
混凝土產生裂縫的原因，主要有基礎不均勻沉降、養護不充分、濕度、溫度的變化和模板變形等。
2.1水化熱過大導致體積變化大
水泥在硬化過程中，大量的水化熱量在水泥凝固時被釋放，使混凝土內部的溫度不斷升高，在其表麵產生較大的拉應力；而在後期混凝土開始降溫，由於受到老混凝土或者地基的約束，其背部很容易產生的拉應力。此外，當氣溫在外部驟降時，裂縫會在拉應力高於混凝土的抗裂縫能力時產生。許多混凝土內部濕度變化很小或者變化較慢，而其表麵濕度發生較大變化或劇烈變化。
2.2混凝土抗拉能力低
混凝土的抗壓強度是抗拉強度的10倍左右，短期加荷的極限拉伸變形情況是0.6×10-4～1.0×10-4，長期加荷的極限拉伸變形情況是1.2×10-4～2.0×10-4。因為澆築過程中的離析現象、不均勻的原材料及不穩定的水灰比等原因，使其在許多薄弱部位抗拉能力很低。同一塊混凝土中抗拉強度不均勻，裂縫很容易出現在這些薄弱部位。一般拉應力在鋼筋混凝土中，主要由鋼筋承擔，而壓實力被混凝土承受。
3.防止混凝土產生裂縫的對策
3.1降低或消除約束
主要的消除或降低約束方法有：（1）外部約束。在水利工程中，由基岩的彈性模量所決定，約束程度越大就要求彈性模量越高。在其未充分硬化時澆築，是因為難以做到降低基岩的彈性模量。與此同時，混凝土的體積變化過大，可以通過添加線脹係數小的骨料來避免；（2）凍害裂縫。凍害裂縫主要有兩種：一種是硬化的混凝土被交替凍融現象所破壞，另一種是凍結發生在還未達到要求強度的凝結後的混凝土上。
3.2減小溫度變形
3.2.1優化設計配合比控製水泥水化熱。（1）為防止體積變形，在水泥的選擇上，一般水利工程中混凝土在水化熱高的矽酸鹽水泥和用普通矽酸鹽水泥不宜使用，如若條件允許，可以通過摻加適當的活性混合材料降低水化熱，還可使用低熱的中熱矽酸鹽水泥和礦渣水泥；（2）水泥水化產生的熱量導致的溫度變化，是水利工程中混凝土裂縫產生的主要原因，因此，應該在盡可能降低設計強度的情況下，盡量減小水泥用量；（3）夏季施工時，使用外加劑（如緩凝高效減水劑）以減少水化溫升和混凝土發熱量。
3.2.2控製出機口溫度，拌和製冷。（1）明確掌握技術要求；（2）掌握製冷拌和工藝，製冷工藝的好壞決定了混凝土的溫升和預冷效果的控製。