水利工程施工中砼裂缝产生的原因及防治措施

普通砼的温度线膨胀系数a=l×l0-3。砼在凝结硬化过程中，内部会产生大量的热，使砼内部温度升高。对于500mm的墙体，在浇筑后的2~2. 50d，砼内部温度达到最高峰以后开始逐渐降温延续十几天。在较短的升温阶级，砼弹性的模量低，温度应力很小;而在降温阶段，由于弹性模量迅速增大，砼因收缩而引起的拉应力随之增大，这样在冷却过程中因内外温度差而形成裂缝。同时外部温度过高，也会使水分蒸发过快而引起裂缝。对砼温度有重要影响的因素是砼中水泥用量、水泥品种和强度等级、构件厚度、模板材质、入模时的材料和大气温度等。

由上述分析可知，砼的微裂缝产生的原因很多，可以由一种原因引起，也可以由许多原因的相互作用引起，有的互相加剧，有的则可能相互抵消。应该指出：由于砼中骨料颗粒的形状、方位是随机的，各种因素的综合影响，使砼内部存在的微裂缝的形状、方位也是随机的，这些微裂缝分布的随机性，反映砼力学性能的强度、弹性模量和泊松比等材料指标，几乎无一例外地是一个统计值。微裂缝属于亚微观结构范围的缺陷，如果没有进一步引起宏观开裂，一般不影响砼的使用，同时对砼的其它性能的影响也是潜在的，因而讨论宏观裂缝，这类裂缝能为人们的视觉感受且会造成损坏或是艺术效果降低，因此常引起人们的重视。

2砼产生宏观裂缝的因素

如前所述，砼凝结初期，由于水泥浆的收缩、泌水、骨料下沉、温度等原因使砼内部形成微裂缝，它是砼内部的薄弱环节，施工和使用条件使这些薄弱环节造成砼的宏观裂缝，其中主要有以下因素：

2.1收缩

砼的收缩可以造成砼的开裂，其影响因素很多，其中之一是干缩，这种收缩极易造成砼开裂。因为砼在于缩过程中，表面的砼较内部干得快，则表面的干缩大于内部的干缩，这种体积变化的不均匀使砼表面处于受拉状态。大家都知道，砼的抗拉强度很低，特别是硬化阶段，其抗拉强度更低。当该拉力大于砼的抗拉强度时砼就开裂，何况砼结构组织的缺陷、抵抗拉力的能力极低。

2.2温度

砼与其它材料一样，也具有热胀冷缩的性质。在砼初凝阶段，会产生水化热，使砼的温度升高，当温度降低时便会收缩，这种收缩达到一定程度或受到一定约束，如砼内部和表面温差较大，特别是气温骤降，砼内部产生膨胀，外部收缩，造成其内外变形的不一致，砼就会开裂。因此有些工程施工时为了避免出现此类情况，将大体积砼的浇筑改在夜间进行。特别是水利工程中的砼重力坝在浇筑时还采用循环水、冷冻砼骨料搅拌、分块浇筑等方法，来避免出现过大的砼内外温度差。

2.3约束

如上述，当砼的体积变化受到约束而超过一定程度是就会产生裂缝。例如砼块体的表面收缩受到内部或其它面(基础)的约束就会产生裂缝。当砼墙体或构件较长时而没有设置收缩缝，也会因砼收缩受到约束而导致开裂。

2.4其它

钢筋与砼的粘结力的大小也是影响砼表面是否开裂的因素之一。表面有螺纹的钢筋与砼的粘结力较大，所以有较强的抗裂能力。构件处于恶劣环境使钢筋锈蚀也会产生开裂。还有一些因素可引起砼开裂，但主要原因是由于温差和收缩引起的，这和砼中形成微裂缝的机理有一些是相似的。

3防止砼裂缝的措施

防止砼中出现裂缝要针对开裂的原因来采取措施，下面提出几点以供参考。

3.1设计上采取措施

在设计时应当考虑裂缝出现的可能性，注意砼在硬化过程中因温度湿度的变化而产生的收缩，尽量减少砼收缩时遇到的约束。例如在适应结构要求的情况下，以适当间距预留胀缩缝和施工缝。同时注意相邻构件因砼收缩互相引起约束作用。正确地选择结构和截面形状，在尺寸变换较大的洞口、转角等部位，要防止因收缩引起的应力集中。钢筋对砼的变形有抑制作用，主要是通过钢筋表面与砼之间的粘结力实现的，粘结力越大，抑制越强，应当考虑钢筋抗裂的重要作用。钢筋应采用直径小，间距较密的形式，不宜采用光圆钢筋。

3.2使用较小的水灰比

砼的水灰比越大，收缩率越大，开裂的可能性也越大。因为水灰比越大，水泥浆越稀，硬化成水泥石后所含凝胶体越多，警惕越少，而干燥收缩主要是凝胶体的干燥收缩引起的。因而可以相应地减少用水量来防止开裂现象，对大体积砼构件，如大坝则可采用水灰比很小的碾压砼。

3.3控制水泥用量

一般情况下，若水灰比不变，则水泥含量越高，砼的干缩率越大，因为砼的干缩率主要产生于水泥浆的干缩，水泥浆也少，砼中骨料对于缩的制约作用越显著。若同时减少用水量和水泥用量，对于改善干缩，提高砼的抗裂性会更为有效。

3.4加强养护

养护不良不但会造成砼的开裂，而且会使砼的品质下降。因此应及时对砼进行养护，并采用正确的养护方法，使水泥充分水化，水泥石中的晶体增多胶体减少，可使干缩减少。而且适当延长养护时间，使砼强度增加，也有助于减少裂缝的产生。

3.5注意温度的变化

夏季施工时，应尽量降低砂石料进入搅拌机的温度，必要时可采用遮阳和淋水等措施。冬季采用覆盖保护施工，应当在砼达到足够强度时再拆模和取走覆盖物。因为温度的急剧变化可能造成砼的开裂。

3.6其他措施

选择干缩较小的水泥品种，拌制时掺人适量的外加剂以减少砼的收缩，或在砼中掺用各种纤维增强材料，来抑制微裂缝的扩张，增大砼的抗拉强度，避免开裂。

结束语;

砼出现裂缝在工程中是个十分重要的问题，砼表面开裂，将使砼的抗冻、抗渗、抗侵蚀等性能严重降低，同时对砼的强度有一定的影响。所以对一些影响构件正常使用的裂缝应进行处理。通常做法是：沿裂缝凿成V型槽口，宽20mm，深5mm，抹压环氧树脂胶泥，也有用水玻璃加水泥拌制的。灌浆处理是采用特殊工具将具有较高强度和粘结力的化学材料或环氧树脂灌注到裂缝中。裂缝处理应十分仔细、认真。