1、前言
各種混凝土壩以及其他大體積混凝土建築物的裂縫，主要是溫度變化引起的。這種裂縫，特別是其中的深層裂縫和貫穿裂縫，對混凝土壩的整體性、耐久性和防滲能力具有嚴重的危害。為了確保混凝土大壩的安全和長期正常執行，必須對混凝土壩裂縫產生的原因有乙個正確的認識，並在施工期有計畫地控制混凝土溫度，防止產生裂縫。
2、混凝土壩裂縫的種類及產生的原因
2.1混凝土的特點
水泥是水硬性膠凝材料，隨著工程建設發展的需要，水泥的品種越來越多，常用的品種有：矽酸鹽水泥、普通矽酸鹽水泥、礦渣矽酸鹽水泥等。矽酸鹽水泥的主要礦物成分：
矽酸三鈣（3cao.sio2）、矽酸二鈣（2cao.sio2）、鋁酸三鈣（3cao.
alo3）、鐵鋁酸四鈣（4cao.alo3.fe o3）。
水泥遇水後的凝固過程是一種化學放熱反應，放出可觀的熱量，稱為水化熱。混凝土是以水泥為膠凝材料，與水、砂及石子四種主要材料，按適當比例配合拌製成拌和物，經硬化後所得到的人造石料。混凝土具有較高的抗壓強度及耐久性能，但它的抗拉強度很低，容易受溫度變化的影響而產生裂縫。
2.2表面裂縫及產生的原因
在混凝土澆築後的初期，混凝土隨著水化熱的逐漸釋放而公升溫，產生內外溫差，特別是當氣溫驟降時，內外溫差更大，此時由於內部混凝土產生膨脹，外部混凝土產生收縮，互相約束，將使混凝土產生強迫變形，並由此引起表面溫度應力，這個應力是拉應力，當它超過混凝土的抗拉極限強度時，就會產生表面裂縫，這種裂縫的特點是方向不規則，深度不深。
2.3深層裂縫和貫穿裂縫及產生的原因
在混凝土凝結硬化過程中，當混凝土逐漸散熱降溫時，體積將隨之收縮，若受到基岩（或老混凝土）的約束，不能自由收縮將產生強迫拉伸變形而產生拉應力。當拉應力超過了混凝土的極限抗拉強度時，就會產生溫度裂縫。這種由基礎約束產生的溫度裂縫，稱為基礎約束縫。
它大體垂直基岩面，由下而上地開展，寬度較大（可達1～3mm），延伸長，切割深（縫深達3～5m以上），當裂縫垂直於壩軸線時稱為深層裂縫。當平行於壩軸線時，則稱為貫穿裂縫。
2.4乾縮裂縫及產生的原因
由於混凝土壩體內濕度變化很小，表面濕度變化較大，如施工中養護不良，表面受到內部的約束，將在混凝土表面產生拉應力，當拉應力超過了混凝土的極限抗拉強度時，就會產生乾縮裂縫。乾縮裂縫的形態細微，略成網狀，僅限於極淺的表層。
3、裂縫對混凝土壩的危害
平行於壩軸線的貫穿裂縫，會削弱壩體承受水壓荷載的剛度，影響大壩的整體性，惡化其受力狀態，嚴重影響壩體的安全執行。迎水面的深層裂縫與水相通，在執行中使壩基大揚壓力分布大為惡化，有壓水進入縫內，又會將裂縫進一步被「撕開」，繼續向下游發展，同樣有很大的危害。
混凝土壩表面裂縫容易形成應力集中，成為深層裂縫擴充套件的誘發因素。與大氣、庫水和河水相接觸的壩面上的表面裂縫，將影響混凝土的抗風化能力和壩體的耐久性。
4、預防混凝土壩裂縫的主要措施
做好混凝土溫控，防止混凝土發生溫度裂縫，保證建築物的整體性和耐久性。防止裂縫的主要措施有：降低混凝土的水化熱溫公升、降低混凝土的澆築溫度、混凝土人工冷卻散熱和表面保護等措施。
4.1嚴格控制混凝土基礎容許溫差、上下層混凝土溫差、混凝土內錶溫差，混凝土施工過程中嚴格控制相臨壩快的高差，澆築時間不宜間隔太久。
4.2根據混凝土溫控要求，做好混凝土澆築分層分塊，並據此進行混凝土水平運輸、垂直運輸及倉面裝置的配置。
4.3在不影響混凝土強度和耐久性的前提下，應積極採取以下措施來降低水泥用量，減少水化熱。
4.3.1澆築低流態混凝土或幹硬性混凝土。
4.3.2使用外加劑。
4.3.3加摻合料等綜合措施。在水泥中加摻合料以代替水泥，可以降低混凝土的水化熱。
4.3.4採用微膨脹低熱水泥。
4.3.5做好混凝土級配設計的優化，在結構允許的情況下，盡量加大骨料粒徑，改善骨料級配。
4.3.6採用發熱量較低的水泥和減少單位水泥的用量，是降低混凝土水化熱的有效措施。
4.4合理安排全年混凝土澆築量，充分利用冬春低溫季節澆築混凝土，特別是大量澆築基礎部位的混凝土，在夏季應考慮在早晚進行混凝土澆築，中午停止。
4.5利用澆築層頂面散熱，削減水泥水化熱溫公升。夏季減少澆築層厚度，保證正常的間歇時間，在澆築層頂面集水、澆水或層面噴霧，以加速表面散熱。
4.6在骨料堆上灑水、噴霧、料堆加高、地壠取料、冷卻水拌和、加冰拌和混凝土等措施，必要時可採取骨料預冷及埋設冷卻水管進行初期通水，降低混凝土如倉溫度和澆築溫度。
4.7做好混凝土壩面、層面、側面的保溫和保濕養護。應通過保溫設計，選定保溫材料，確定保溫時間。孔口、廊道等通風部位應及時封堵。寒冷地區特別要重視冬季的混凝土表面保溫。
4.8混凝土人工冷卻。在混凝土內埋設冷卻水管，通水冷卻，以控制混凝土澆築塊的最高溫度以滿足基礎溫差、內外溫差和上下層溫差要求。
4.9混凝土表面保護。在低溫季節，通過對混凝土表面保護可以減少混凝土溫度內外溫差，保持混凝土表面濕度，防止產生裂縫。
在高溫季節，對混凝土進行表面保護，可應防止高溫熱量向混凝土到灌。對混凝土進行表面保護可防止混凝土超冷，避免產生貫穿裂縫、延緩混凝土的溫降速度，以減少新老混凝土上、層的約束溫差。
4.10延長對混凝土表面的養護和保溫時間
《dl／t5114—2001水工混凝土施工規範》規定：「混凝土養護時間不少於28d」，實踐經驗表明，如果在28d以後停止養護，混凝土還會出現溫度裂縫，乾縮裂縫，表面養護28d是不夠的。應根據工程的實際情況、工程所在區域的氣象資料，確定對混凝土表面養護時間，加強養護可提高混凝土的抗裂性。
《dl／t5114—2001水工混凝土施工規範》規定：「28 d齡期內的混凝土，應在氣候驟降前進行表面保護」，這裡給人們一種錯覺，似乎28 d齡期以後的混凝土，除了某些特殊情況外，一般不需要進行表面保溫了，實際情況並不是這樣。在施工中應根據工程所在區域的年平均氣溫、氣溫年變幅、最大寒潮期間氣溫下降情況，及時制定對混凝土表面保溫的措施，延長對混凝土表面保溫的時間，這樣可控制或降低溫度應力，避免混凝土壩出現裂縫。
5、結語
溫差引起的溫度應力是混凝土壩裂縫產生的主要原因。在確定允許溫差標準後，應根據工程所在區域的水文氣象資料、施工條件，進行有關的分析計算後，制定溫控措施，嚴格控制拌和機出機口的混凝土溫度，加強混凝土壩表面的養護和保溫，做好基礎混凝土的溫度控制。同時加強混凝土施工的質量控制，提高混凝土的均勻性和抗裂能力，是完全可以控制混凝土壩裂縫的產生。
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