水利工程泵送混凝土裂缝的防治措施浅析

施维军

（江宁区水利局，江苏南京 211112）

当前，泵送混凝土技术已广泛应用于水利工程中，之所以得到如此广泛的应用，在于其有诸多优点：污染少、占地小、工效高，还能减少收缩和开裂，提高混凝土的施工性能。然而，泵送混凝土会由于本身具有的特性与具体施工条件的限制，导致容易产生裂缝，从而致使抗渗和耐久性能也会受到影响。笔者着重分析了泵送混凝土产生裂缝的种类及原因，并据此提出了一些防治措施。

1 温度裂缝

水泥在水化热的状态下，会产生很多热量，致使内部温度上升。如根据国内相关条例，混凝土建筑温度在28℃，则内部温度约65℃，若不采取缓凝措施以降低水化热释放热量的速度，那么其内部温度可能会更高。在浇筑成型的混凝土中前3 d差不多能释放出一半的热量，因为热量散播得比较慢，其成型的第3～5 d将是内部温度达到最高值的时候，所以，由于其内部散热的状况不一样，会出现温度分层，从而产生温度应力。当产生的温度应力比混凝土内部以及外部的限制力大时，就会出现缝隙。通常情况下，混凝土内部和外部的温度差在25℃以上，就容易出现温度缝隙，大概在浇筑成型的3～5 d出现，刚开始时缝隙会比较小，随着成型的时间越长，缝隙会越宽，还有可能会出现贯通的状况。混凝土内部温度直接受其本身灌注的厚度、水泥种类、水泥用量的影响，混凝土厚度越厚，配比中使用的水泥越多，水化热释放的热量越大，温度越高，温度应力就越大，更容易出现缝隙。针对一些体积较大的混凝土，其构造大小直接影响着温度应力的大小，在体积一样的情况下，构造越大，产生的温度应力随之越大，势必就会产生较严重的缝隙，即体积较大的混凝土比较容易出现缝隙的缘由。

对于这种温度裂缝，采取的预防措施主要有：选用水化热低的混凝土，减少水泥用量，把混凝土的水灰比降低到0.6以下；通过添加一些外加剂来减缓混凝土中混合物的流动性，降低水化热，延迟混凝土温度上升的时间；用“二次风冷”来替代原有的“三冷技术”，改进传统的搅拌工艺，使浇筑时混凝土的温度有所下降；采取预埋管道，循环液体降温，如在南京市六合区红山窑枢纽工程施工过程中，由于闸站底板厚度最大达2.0m，为一次性浇筑，施工单位采取预埋U型水管，通过管端送水装置形成循环流水，对底板内部混凝土进行降温，使内外温差值减小，有效防止温差过大引起的温度裂缝产生；浇筑后，延长养护时间，及时洒水和覆盖，加强监管，保证混凝土表面得以缓慢冷却；如在南京市高淳区（原高淳县）茅东闸拆建工程中，其闸室底板浇筑后，共埋设5个测温管进行温差观测，混凝土内部温度在41～43℃时，覆盖一层土工膜后内外温差为22～24℃，覆盖二层土工膜后内外温差为20～22℃。

2 干缩裂缝

混凝土浇筑后表面会处于一种塑性状态，由于混凝土中的材料干燥收缩性小，一遇到表面水分过快地蒸发的情况，就容易导致裂缝的产生。这种裂缝常常一开始不被人们所注意，因为整个干燥过程呈逐层发展状态，由外向内，所以初期很细微。但若长期受到钢筋锈蚀和碳化的影响，这种非常微小的裂缝将逐渐变成损害薄壁结构抗渗性和耐久性的更严重的裂缝，影响很大。

针对这种干缩裂缝，采取的预防措施主要有：混凝土的干燥程度与水泥的种类有很大的关系，不同的水泥种类，会导致混凝土的干燥程度差异，因此要选择合适的水泥种类，如粉煤灰水泥、中低热水泥等，其对混凝土的干燥程度影响较小。混凝土的干燥程度与水泥的用量也有关系，对水泥的用量需要加以控制，因为水泥用量越多，混凝土的干燥程度就越快，容易产生干缩裂缝。因此，水泥的用量必须严格按照配比。另外，还可通过添加一些化学试剂来减缓混凝土的干燥速度。这些化学试剂主要是指泵送剂、减水剂等，其中，粉煤灰的双掺技术效果特别明显。但并非所有的泵送剂、减水剂都具有减缓混凝土干燥速度的作用，有些甚至会起到增大干燥速度的作用。因此，在选用化学添加剂的时候，要注意选用对混凝土干燥速度能起到减缓作用的试剂。化学试剂的用量也不是越多效果就越好，用量多了，有时会适得其反，必须严格按照说明，使用适合的化学剂量。同时，还应注意选择正确的养护时间与养护方法。混凝土完成浇筑后，长期日晒雨淋，会加快表面的干燥过程，从而因产生较大的收缩而开裂。如果在混凝土凝结之前选择正确的养护时间和养护方法，那么干燥收缩就不会这么严重了。如在南京市岳子河闸拆建工程施工过程中，施工单位采用混凝土养护液（隔离剂）对拆模后混凝土外露面进行涂刷，后期发现涂刷部位混凝土未有干缩裂缝现象，所以，选择正确的养护时间和养护方法是非常重要的。

3 沉陷裂缝

这是一种早期裂缝，常会出现在泵送混凝土浇筑的钢筋混凝土结构中，板、墙等表面系数大的尤其多。这种裂缝通常发生在不同部位的交接处，断断续续，中间宽两头窄。沉陷裂缝主要是由于在混凝土凝结之前没有压实，导致流动性不足，同时又受到钢筋、模板抑制及模板移动、基础沉陷的作用，一般出现在混凝土浇筑后的3 h之内，深度可以到达钢筋表面。

对于这种沉陷裂缝，我们在秦淮河流域二干河综合整治三期工程（江宁段）钱家渡泵站底板施工过程中采取的预防措施是：在混凝土进行浇筑时加强基坑排水，严格控制地下水位，防止地基被水浸泡而影响基础；同时使用强度、刚度好的模板；在混凝土浇筑完成后控制模板拆除的时间。

4 化学反应引起的裂缝

化学反应引起的裂缝，主要指碱骨料反应引起的裂缝。拌合混凝土后产生的碱性离子与骨料中的活性离子发生化学反应，由于吸收了大量的水分使体积膨胀而导致开裂。这种裂缝通常不容易被发现，会出现在使用的过程中，一旦发生此种裂缝很难补救。

对于这种化学反应引起的裂缝，采取的预防措施主要有：砂石骨料的碱活性要小；水泥的碱性要低，添加的试剂要低碱或无碱；通过使用合适的掺和料来抑制碱骨料反应。

除了上面所提及的4大类裂缝，还有一些裂缝是人为造成的，如：施工操作不规范、质量意识不高、混凝土配比不好等，都会引发裂缝的产生。造成裂缝的原因是可以预防的，操作人员必须严格遵循规则，提高操作水平，提升质量意识。

5 结语

水工建筑物中混凝土结构对于整个构筑物结构的安全和防渗起着重要的作用，因此，水工混凝土的质量至关重要。泵送混凝土裂缝产生的原因有很多，有材料本身特性的影响，也有人为的因素，裂缝的出现不仅影响结构的整体性和刚度，还会引起钢筋的锈蚀、加速混凝土的碳化、降低混凝土的耐久性和抗疲劳、抗渗能力。因此，不管是何种原因引起的裂缝，都应该从源头上抓起，规范水泥的用量，控制好温度，添加合适的试剂，从各个环节入手，消除潜在的危害，确保工程保质保量地完成。