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摘要：混凝土结构裂缝在水利工程中十分常见，而导致其结构裂缝的原因则非常之多，例如外界温湿度环境的变化、混凝土浇筑材料的质量问题、模板变形问题、浇筑后养护的不充分问题等等。本文就结合混凝土裂缝产生成因及影响因素展开分析，专门分析它的有效防范对策。
关键词：混凝土结构裂缝；水利工程；产生原因；温度应力；防范对策
在现代水利工程建设中要保证混凝土结构施工质量，避免其施工质量问题的出现，尤其是水利工程建筑的混凝土结构裂缝问题，它从始至终困扰着水利工程施工建设，需要从结构裂缝的产生原因及相关机理问题展开分析，为其裂缝缺陷预防奠定基础。
一、水利工程中混凝土的结构裂缝
在水利工程中混凝土的结构裂缝问题上，主要要思考它的结构材料问题及抗拉能力问题。首先混凝土所使用的多为脆性材料，这种材料的特点就是抗压能力强，但承受抗拉强度相对较弱，所以材料非常容易变形，整体表现性能偏差。谈到混凝土结构材料的抗拉能力，考虑到水利工程多采用大体积混凝土结构，所以它的配筋率相对较低，如果在结构中产生拉应力问题，混凝土自身是根本无法承受的，这说明它的抗拉强度相对偏低。再一点，大体积混凝土结构非常容易受到外部环境因素影响，例如它在浇筑形成前后一定会接触外部空气甚至是雨水，此时它的结构表面很可能产生腐蚀现象，即产生结构应力作用，这就是外界温湿度对混凝土结构的影响，因此在混凝土结构浇筑与养护过程中必须做好其结构表面相应保护[1]。
二、混凝土结构裂缝产生的成因与影响因素
（一）产生原因
混凝土在硬化期间其水泥会释放出大量水化热，混凝土结构本身的温度呈现不断升高趋势，温度变化就会在混凝土表面形成温度拉应力。而在后期降温过程中，由于受到原有混凝土结构约束，混凝土的内部也会相应产生拉应力，当这些内外拉应力超出混凝土抗裂承受能力后，其结构表面就会产生大量微观裂缝，最终过渡转化为宏观裂缝。实际上，这与混凝土本身的结构性质有关，因为温湿度的变化导致了其内部干缩形变发生，让混凝土结构失去约束，进而产生裂缝。再加之混凝土本身采用脆性材料制成，它的抗拉强度只有抗压强度的1/10不到，所以如果对其进行短期加荷就会出现极限拉伸变形，在1.2x104～2.0x104的范围或范围以外，混凝土结构就会出现材料不均匀、水灰比失衡等等问题，导致裂缝出现，另外混凝土的运输与浇筑过程中可能会产生离析作用，这也会让它的抗拉强度出现不均匀变化，在某些结构的薄弱部位出现宏观裂缝[2]。
如果从水利工程建设角度考虑，一般它的建筑多采用钢筋混凝土，所有的拉應力均有钢筋承担，混凝土承受压应力，某些素混凝土结构或钢筋混凝土的边缘位置容易出现过度承担拉应力的问题，这是由设计不利所造成的应力分配不均情况，这很容易导致混凝土结构的失稳。所以说在水利工程建设中对混凝土结构的应力该变化规律把握还是很关键的，尤其是本文所提出的温度应力变化对混凝土结构的设计与施工工序、合理性等等都会产生直接影响。
（二）影响因素
水利工程中混凝土结构的裂缝问题除受到温湿度影响以外，还存在物化反应、冷冻、基础不均匀沉降、混凝土碳化、钢筋锈蚀碳化、混凝土收缩、局部承压以及受到弯引作用所引发的结构裂缝病害。本文重点提到的温湿度引发影响属于非荷载因素所引发的裂缝问题。
三、混凝土结构裂缝的防范措施分析
水利工程建设中因外界温湿度应力所产生结构裂缝的现象问题非常常见，为此本文也提出了合理有效的防范措施。
首先就以温度应力为主，需要明确水利工程建筑的混凝土结构裂缝在温度应力形成过程中产生裂缝是需要经历3个阶段的，如下：
混凝土结构弹性模量变化、形成残余应力（早期）→水泥放热、混凝土弹性模量变化（中期）→混凝土完全冷却、温度应力随外界气温变化形成残余应力叠加（晚期）[3]
这3个阶段就会为混凝土结构形成从微观裂缝到宏观裂缝的有效过渡，造成较大病害，所以要针对这一过程机理进行混凝土结构裂缝的相应防范，本文简要提出以下两点。
（一）对温度的有效控制
在水利工程建筑建设中应该首先考虑如何改善骨料级配，利用到干硬性混凝土，掺和混合料配合塑化剂、引气剂等等全面减少混凝土中的水泥用量。另外在拌和混凝土过程中应该加水将碎石冷却，降低混凝土的浇筑温度。如果是高温天气，应该减少对混凝土的浇筑厚度，利用浇筑层为混凝土散热，必要时甚至要在混凝土层中埋设冷却水管，实现内部降温。再一点就是要保证拆模时间合理，如果外部气温骤降需要进行表面保温，避免混凝土表面出现相当急剧的温度梯度变化，这对混凝土结构保护是不利的。而且如果混凝土浇筑快表面的薄壁结构长时间暴露在施工外部环境中，也会产生温度应力温度，引发混凝土结构宏观裂缝。
（二）对混凝土温度应力的约束条件改善
要做到分缝分块，确保混凝土结构建设不会出现较大起伏，因此需要合理安排施工工序，规避建设高差问题及混凝土侧面长期暴露问题。这里简单提出两点对策。
首先，应该尽量提高混凝土结构模板的周转率，如果混凝土结构温度已经高于室外气温，需要考虑提前拆模，避免混凝土表面出现早期裂缝问题。而对新浇筑的混凝土进行拆模，则要考虑混凝土结构表面的早期温度应力问题，即要规避“温度冲击”现象的发生。这是因为混凝土在浇筑初期会产生大量的水化热，而且水化热会散发，引起混凝土表面的巨大拉应力，如果混凝土表面温度高于气温，则在拆除模板过程中应该思考其表面温度骤降情况所产生的温度梯度，这相当于在混凝土表面附加了一道拉应力，而且这一拉应力还会与水化热应力相互叠加。此时还需要考虑混凝土是会出现由温度所引发的干缩问题的，当结构表面的拉应力达到最大值时，宏观裂缝就会产生。为此应该在拆除模板后及时在混凝土结构表面覆盖一层轻型保温材料，例如海绵、泡沫等等均可。它可有效防治混凝土表面因为温度问题产生过大温度拉应力。
其次，在面对水利工程建设的大体积混凝土过程中，需要考虑加筋，这一道工序对混凝土结构的温度应力影响不大，这是因为它的含筋率相对较低。加筋以后钢筋混凝土的弹性模量会在200kg/cm2左右，一般不会出现有温度应力所产生的抗拉强度变化开裂。但需要注意加筋以后混凝土结构表面的微观裂缝数量会变多，间距变小且其宽度与深度也会相应增大。此时需要细致思考混凝土结构中钢筋的直径，如果其直径间距细密，则混凝土结构的抗裂性也会有所提高，在施工中一定要做好钢筋与混凝土之间相互配合，有效控制微观裂缝不会演变为宏观裂缝。另外，采用减水防裂剂也是不错的混凝土结构裂缝防范方法。
总结：
除上述两点外，对水利工程建筑混凝土结构的早期养护也是非常必要的，要满足新浇混凝土结构的水分要求和水泥水化要求，避免水分过分蒸发损失导致混凝土结构干缩裂缝的发生，所以从施工前、中、后三期都要做好相应的防范工作，避免结构裂缝的产生与扩大。
参考文献：
[1]陈泽民.水利工程中混凝土裂缝原因及防范措施[J].中国新技术新产品，2010（6）：129.
[2]苏慧敏.水利工程中混凝土结构裂缝治理技术研究[J].中国水能及电气化，2015（9）：16-19.
[3]章建，戴勇.水利工程中混凝土结构裂缝处理方法及预防措施[J].建筑工程技术与设计，2017（7）：1654.
关键词：混凝土结构裂缝；水利工程；产生原因；温度应力；防范对策
在现代水利工程建设中要保证混凝土结构施工质量，避免其施工质量问题的出现，尤其是水利工程建筑的混凝土结构裂缝问题，它从始至终困扰着水利工程施工建设，需要从结构裂缝的产生原因及相关机理问题展开分析，为其裂缝缺陷预防奠定基础。
一、水利工程中混凝土的结构裂缝
在水利工程中混凝土的结构裂缝问题上，主要要思考它的结构材料问题及抗拉能力问题。首先混凝土所使用的多为脆性材料，这种材料的特点就是抗压能力强，但承受抗拉强度相对较弱，所以材料非常容易变形，整体表现性能偏差。谈到混凝土结构材料的抗拉能力，考虑到水利工程多采用大体积混凝土结构，所以它的配筋率相对较低，如果在结构中产生拉应力问题，混凝土自身是根本无法承受的，这说明它的抗拉强度相对偏低。再一点，大体积混凝土结构非常容易受到外部环境因素影响，例如它在浇筑形成前后一定会接触外部空气甚至是雨水，此时它的结构表面很可能产生腐蚀现象，即产生结构应力作用，这就是外界温湿度对混凝土结构的影响，因此在混凝土结构浇筑与养护过程中必须做好其结构表面相应保护[1]。
二、混凝土结构裂缝产生的成因与影响因素
（一）产生原因
混凝土在硬化期间其水泥会释放出大量水化热，混凝土结构本身的温度呈现不断升高趋势，温度变化就会在混凝土表面形成温度拉应力。而在后期降温过程中，由于受到原有混凝土结构约束，混凝土的内部也会相应产生拉应力，当这些内外拉应力超出混凝土抗裂承受能力后，其结构表面就会产生大量微观裂缝，最终过渡转化为宏观裂缝。实际上，这与混凝土本身的结构性质有关，因为温湿度的变化导致了其内部干缩形变发生，让混凝土结构失去约束，进而产生裂缝。再加之混凝土本身采用脆性材料制成，它的抗拉强度只有抗压强度的1/10不到，所以如果对其进行短期加荷就会出现极限拉伸变形，在1.2x104～2.0x104的范围或范围以外，混凝土结构就会出现材料不均匀、水灰比失衡等等问题，导致裂缝出现，另外混凝土的运输与浇筑过程中可能会产生离析作用，这也会让它的抗拉强度出现不均匀变化，在某些结构的薄弱部位出现宏观裂缝[2]。
如果从水利工程建设角度考虑，一般它的建筑多采用钢筋混凝土，所有的拉應力均有钢筋承担，混凝土承受压应力，某些素混凝土结构或钢筋混凝土的边缘位置容易出现过度承担拉应力的问题，这是由设计不利所造成的应力分配不均情况，这很容易导致混凝土结构的失稳。所以说在水利工程建设中对混凝土结构的应力该变化规律把握还是很关键的，尤其是本文所提出的温度应力变化对混凝土结构的设计与施工工序、合理性等等都会产生直接影响。
（二）影响因素
水利工程中混凝土结构的裂缝问题除受到温湿度影响以外，还存在物化反应、冷冻、基础不均匀沉降、混凝土碳化、钢筋锈蚀碳化、混凝土收缩、局部承压以及受到弯引作用所引发的结构裂缝病害。本文重点提到的温湿度引发影响属于非荷载因素所引发的裂缝问题。
三、混凝土结构裂缝的防范措施分析
水利工程建设中因外界温湿度应力所产生结构裂缝的现象问题非常常见，为此本文也提出了合理有效的防范措施。
首先就以温度应力为主，需要明确水利工程建筑的混凝土结构裂缝在温度应力形成过程中产生裂缝是需要经历3个阶段的，如下：
混凝土结构弹性模量变化、形成残余应力（早期）→水泥放热、混凝土弹性模量变化（中期）→混凝土完全冷却、温度应力随外界气温变化形成残余应力叠加（晚期）[3]
这3个阶段就会为混凝土结构形成从微观裂缝到宏观裂缝的有效过渡，造成较大病害，所以要针对这一过程机理进行混凝土结构裂缝的相应防范，本文简要提出以下两点。
（一）对温度的有效控制
在水利工程建筑建设中应该首先考虑如何改善骨料级配，利用到干硬性混凝土，掺和混合料配合塑化剂、引气剂等等全面减少混凝土中的水泥用量。另外在拌和混凝土过程中应该加水将碎石冷却，降低混凝土的浇筑温度。如果是高温天气，应该减少对混凝土的浇筑厚度，利用浇筑层为混凝土散热，必要时甚至要在混凝土层中埋设冷却水管，实现内部降温。再一点就是要保证拆模时间合理，如果外部气温骤降需要进行表面保温，避免混凝土表面出现相当急剧的温度梯度变化，这对混凝土结构保护是不利的。而且如果混凝土浇筑快表面的薄壁结构长时间暴露在施工外部环境中，也会产生温度应力温度，引发混凝土结构宏观裂缝。
（二）对混凝土温度应力的约束条件改善
要做到分缝分块，确保混凝土结构建设不会出现较大起伏，因此需要合理安排施工工序，规避建设高差问题及混凝土侧面长期暴露问题。这里简单提出两点对策。
首先，应该尽量提高混凝土结构模板的周转率，如果混凝土结构温度已经高于室外气温，需要考虑提前拆模，避免混凝土表面出现早期裂缝问题。而对新浇筑的混凝土进行拆模，则要考虑混凝土结构表面的早期温度应力问题，即要规避“温度冲击”现象的发生。这是因为混凝土在浇筑初期会产生大量的水化热，而且水化热会散发，引起混凝土表面的巨大拉应力，如果混凝土表面温度高于气温，则在拆除模板过程中应该思考其表面温度骤降情况所产生的温度梯度，这相当于在混凝土表面附加了一道拉应力，而且这一拉应力还会与水化热应力相互叠加。此时还需要考虑混凝土是会出现由温度所引发的干缩问题的，当结构表面的拉应力达到最大值时，宏观裂缝就会产生。为此应该在拆除模板后及时在混凝土结构表面覆盖一层轻型保温材料，例如海绵、泡沫等等均可。它可有效防治混凝土表面因为温度问题产生过大温度拉应力。
其次，在面对水利工程建设的大体积混凝土过程中，需要考虑加筋，这一道工序对混凝土结构的温度应力影响不大，这是因为它的含筋率相对较低。加筋以后钢筋混凝土的弹性模量会在200kg/cm2左右，一般不会出现有温度应力所产生的抗拉强度变化开裂。但需要注意加筋以后混凝土结构表面的微观裂缝数量会变多，间距变小且其宽度与深度也会相应增大。此时需要细致思考混凝土结构中钢筋的直径，如果其直径间距细密，则混凝土结构的抗裂性也会有所提高，在施工中一定要做好钢筋与混凝土之间相互配合，有效控制微观裂缝不会演变为宏观裂缝。另外，采用减水防裂剂也是不错的混凝土结构裂缝防范方法。
总结：
除上述两点外，对水利工程建筑混凝土结构的早期养护也是非常必要的，要满足新浇混凝土结构的水分要求和水泥水化要求，避免水分过分蒸发损失导致混凝土结构干缩裂缝的发生，所以从施工前、中、后三期都要做好相应的防范工作，避免结构裂缝的产生与扩大。
参考文献：
[1]陈泽民.水利工程中混凝土裂缝原因及防范措施[J].中国新技术新产品，2010（6）：129.
[2]苏慧敏.水利工程中混凝土结构裂缝治理技术研究[J].中国水能及电气化，2015（9）：16-19.
[3]章建，戴勇.水利工程中混凝土结构裂缝处理方法及预防措施[J].建筑工程技术与设计，2017（7）：1654.