大坝混凝土裂缝的形成及其控制措施

大坝混凝土裂缝的形成及其控制措施

鲁孟云

云南省水利水电勘测设计研究院650000

摘要：随着科技技术的不断发展与创新，钢筋混凝土越来越多的应用在工程建设中。但在混凝土的施工中，还是避免不了裂缝的产生。裂缝会使建筑受压力作用，对大坝的安全造成巨大的威胁，严重影响了大坝的使用寿命。裂缝的出现，不但可以将钢筋锈蚀、混凝土碳化，还会降低大坝的抗渗性，影响了大坝的质量。因此，对于大坝裂缝的形成，一定要进行针对性的预防和控制，保证大坝的安全使用。

关健词：大坝；混凝土裂缝；形成；控制措施

当大坝的混凝土拉应力超过抗拉强度时，就会有裂缝出现。温度也会影响裂缝的产生。大坝的裂缝分为贵穿性裂缝、深层裂缝、表面裂缝。横向贯穿性的裂缝会让大坝坝体出现漏水与渗流侵蚀性破坏；纵向贯穿性的裂缝会影响整个坝体；水平贯穿性裂缝会使大坝的抗剪性强度降低，导致水到达钢筋位置，将钢筋锈蚀，钢筋锈蚀面积增大，裂缝就会扩大，最终破坏了混凝土的结构[1]。混凝土裂缝在大坝工程中经常出现，因大坝建筑大多数材料用的都是混凝土，温度造成裂缝的几率也会更大。

1.大坝混凝土裂缝形成的原因

1.1材料引起的裂缝

混凝土的组成材料是水泥、砂、水、外加剂、骨料等，材料是影响混凝土质量的关键因素，如果材料不合格，就会导致混凝土构造出现裂缝。如骨料的强度较弱，就会影响混凝土的极限抗压强度，进而因荷载过重而出现裂缝。水灰配比不科学，导致混凝土内温度应力不平衡，进而产生裂缝。另外，外加剂不合规也会影响混凝土内部凝结出现不可抗的情况发生，使混凝土的承载能力下降，进一步产生裂缝。

1.2施工中的操作引起的裂缝

在钢筋混凝土的施工过程中，会有很多工序，这些工序有浇注、拼装、起模等，在这些过程中，如果有一个工序出现质量问题都会出现各种各样的裂缝。如果结构壁薄更加容易出现裂缝，而且裂缝的宽度、深度等都会不同。如振捣混凝土时间不足，导致混凝土不均匀；混凝土水灰配比不合理等等，都会引发裂缝。

1.3温度的应力引起裂缝

在大体积的混凝土表面或是温差变化大的地区会产生混凝土结构因温度应力而产生裂缝。因为在混凝土初期因水泥放出水化热，就会使混凝土内部温度持续上升，大量的热量聚集在混凝土中。混凝土表面散热快，而内部不容易散热，这样使混凝土内外部产生温度差，进而使混凝土表面产生外拉应力。混凝土硬化后期，水泥水化热逐渐减少，内部温度降低出现内拉应力。当拉应力大于混凝土抗拉强度时，就会出现裂缝。

1.4混凝土的收缩、徐变引起裂缝

施工后，在钢筋以上的部位上出现收缩，通常会出现在混凝土浇注后数周或是数月后。影响混凝土产生收缩裂缝的因素有水泥品种、用量、骨料、水灰配比、外加剂、养护方法等等。另外，混凝土使用一些时间后会产生徐变，徐变本身也会引发混凝土产生裂缝。影响混凝土出现徐变裂缝的原因是设计方案、养护、材料的配比等。

2.控制大坝混凝土裂缝的措施

2.1混凝土材料的选择

在混凝土材料的选择中，粉媒灰具有活性作用，它可以成为凝胶材料的一部分，

还可提高混凝土的和易性，减少水泥的用量，进而减少混凝土内部水化热，有效降低混凝土的前期温度，尽早的预防裂缝的产生。大坝的混凝土部位应均掺用粉煤灰，其比例在15%左右为好。骨料的直径如果增大时，骨料的表面积就会减少，在水灰比例相同的条件下，可以减少水泥的用量，降低裂缝的产生率，混凝土的骨料应根据大坝的位置选择。使用减水剂降低用水量，以减少混凝土的水化热升温，减少混凝土的裂缝。因此，在混凝土材料的选择上，也决定着混凝土的质量，加强材料的选择，及时预防裂缝的产生。

2.2提升混凝土的配比

施工中，在混凝土的配比过程中，选用水化热较低的矿渣硅酸盐水泥。并按照每立方2.5kg左右的配比标准，在混凝土中加入引气剂、减水剂等，以此来提高混凝土的振捣效果。此外，还可选用直接为6-22mm的具有抗压强度较高的碎石作为粗骨料，再细骨粒的选择中可以选用0.5mm的粗砂，这样可有效的降低用水量，减少混凝土的内外水化温度[2]。必须要禁止选用超指标骨料，防止混凝土配比出现不合理情况。保证混凝土的施工水平，避免出现裂缝，提高混凝土的抗裂性。

2.3控制温度防止裂缝

温度作为混凝土出现裂缝的主要原因之一，及早的预防因温度产生裂缝是非常有必要的。在混凝土搅拌过程中，将混凝土预先用水进行浇筑温，从而预防在混凝土初期水泥放热的情况出现。在夏季温度较高的施工中，可以先将混凝土材料进行预冷处理，将材料温度降低到100C，这就相当于将混凝土的内外温差各自降低了150C-200C，因此而起到减少因温差而出现的裂缝。在拆模时，如果气温急降，在大坝的表面上增加保温层，预防混凝土因表面温差而发生急剧变化。还可以在混凝土中预先埋好水管，通过过水的方式进行降温[3]。

2.4分段安排混凝土的浇筑

大坝的混凝土施工都是分层分块进行的，在施工中可以按照时间间隔进行浇筑。缩短混凝土块体的长度，减少块体的变形约束。进而降低块体的厚度，降低内外的温度差，减少裂缝出现的概率。

2.5防止其他裂缝的措施与养护

在大坝的施工中，加强混凝土的抗裂性，可以在施工中适当使用外加剂。如在具体的施工中可以使用减水防裂剂，其具有缓解和易性和提升塑性的特点，对裂缝的预防有显著的效果，而且施工简单、经济，且行之有效。加强大坝混凝土的早期养护，实现混凝土湿度和温度保持在稳定的状态。良好的湿度和温度条件是彼此影响的，因此，养护人员应重视混凝土的保养。

结束语

综上所述，在大坝的施工过程中，各部门的施工人员都是有预防裂缝产生的意识，采取多种措施来预防裂缝的产生。在大坝裂缝的控制中，一定要根据实地的具体情况进行预防和控制。随着施工技术的不断创新与进行，大坝裂缝的问题一定会有一个行之有效的控制方法，进而提高大坝安全性和使用性。

参考文献：

[1]张建国.坪底水库大坝混凝土裂缝控制措施[J].山西水利科技,2016,(04):4-6+9.

[2]吴静.浅析大坝混凝土裂缝的形成及其控制措施[J].科技经济导刊,2016,(15):61.

[3]马吉灏.几种混凝土裂缝产生的原因及其控制措施[J].黑龙江科技信息,2015,(02):160.